更新时间：2024-01-15 22:12
扩散长度（Diffusion Length）一般指的是非平衡载流子深入样品的平均距离。
随着特征尺寸不断减小，在图形形成过程中如何精确的预测关键尺寸的值变的越来越重要。对于化学光刻胶而言，比较常见的有以下两种：DNQ（酚醛树脂）型光刻胶和CAR（化学放大型光刻胶）。它们分别应用于I-line步进式光刻机和Kr F扫描式光刻机。DNQ 型光刻胶的特性由光活性化合物（Photoactive Compounds，PAC）的含量决定。经过曝光步骤，未曝光区域的高浓度PAC将抑制该区域光刻胶在显影液中溶解。
因此，PAC又可以理解为溶解抑制剂。曝光后烘烤（Post Exposure Bake，PEB）步骤可以理解为简单的Fickian扩散。这些假设适用于i-line、h-line、g-line DNQ 型光刻胶的建模。图1是 DNQ 型光刻胶光敏反应的主要过程。
对于化学放大型光刻胶，情况则复杂的多。由于分辨率的关系，关键尺寸较小的工艺通常都采用化学放大型光刻胶和KrF扫描式光刻机。 KrF光刻胶主要由共聚高分子树脂（溶解抑制剂）、光酸生成剂（Photoacid Generator，PAG）和一些添加物（主要是抑制基体）组成。在深紫外光的照射下，光酸生成剂分解产生光酸。在PEB 阶段，借助所获得的热能，光酸分解共聚高分子树脂里的保护基T-BOC（t-butoxycarbonyloxy），生成具有OH键且易溶于碱性溶液的聚乙烯酚，而另一生成物C（CH3）3将进一步分解出H并与保护基继续反应的。该反应和链式反应类似，化学放大刻胶也因此得名。另一方面，抑制基体会和光酸发生中和反应，打破该链式反应的循环。
有效的光刻胶扩散长度可以从光强对比度参数比如曝光宽容度（EL）或者掩膜误差因子（MEF）得出，该关系如下：
代表扩散化的光学影像强度， 和 分别是关于零级光和一级光散射效率的系数，它代表该级光在全部的照明光中所占的能量比例， 表示光掩膜的关键尺寸值，p代表节距。“-”和 “+”分别表示线的结果或者空隙的结果。令方程等于MEF的量测值，可以计算出有效的光刻胶扩散长度。该结果可应用到光学临近效应修正的模型校准之中。
高斯等效扩散模型
用来描述光酸扩散的物理模型，也是目前计算光学中最常用的用来模拟预测光刻胶曝光后形貌的模型之一。该模型认为光致反应的活性物质产生后在光刻胶中通过扩散的形式形成的浓度遵循高斯分布。
化学放大型光刻胶在248nm和193 nm光刻工艺中被广泛应用。化学放大的过程需要光致酸在空间上扩散开来，从而实现化学放大的催化反应。这种扩散具有随机性，它会使空间像的对比度下降、掩模版误差因子的升高、能量宽裕度的下降。但是这种对像质的损伤在对较宽的空间周期的光刻中，如0.25um的工艺，并不易被察觉。这是因为典型光刻胶的等效扩散长度为20~60nm，相对250nm来讲并不大。在180nm甚至更先进的130 nm及以下节点中，这种扩散及其产生的效应会变得很显著。