光刻胶基本参数
  • 品牌
  • 蔚云
  • 型号
  • 25KG/桶
光刻胶企业商机

高分子化合物是早被应用为光刻胶的材料。中文“光刻胶”的“胶”字初对应于“橡胶”,而至今英文中也常将光刻胶主体材料称为“resin”(树脂),其背后的缘由可见一斑。按照反应机理,高分子光刻胶基本可以分为两类:化学放大光刻胶和非化学放大光刻胶。化学放大机理初由美国IBM公司于1985年提出,后来被广泛应用于KrF及更的光刻工艺中。化学放大光刻胶的光敏剂为光致产酸剂,主体材料中具有在酸作用下可以离去的基团,如叔丁氧羰基酯、金刚烷酯等。在光照下,光致产酸剂生成一分子的酸,使一个离去基团发生分解反应,原本的酯键变成羟基(通常是酚羟基),同时又产生一分子的酸;新产生的酸可以促使另一个离去基团发生反应;如此往复,形成链式反应。光刻胶是一大类具有光敏化学作用的高分子聚合物材料,是转移紫外曝光或电子束曝照图案的媒介。半导体光刻胶集成电路材料

半导体光刻胶集成电路材料,光刻胶

除了单分子树脂光刻胶以外,两个课题组也针对有机-无机杂化型光刻胶开展了研究。杨国强课题组以金属Zn、Fe等作为主要材料,设计了金属卟啉型和金属二茂型光刻胶。该结构将金属和酸敏保护基团融合在一起,同时具备EUV吸收能力强和酸放大的优势,以期解决无机金属配合物光刻胶灵敏度差的问题。李嫕课题组则开发了一系列二氧化铈等金属氧化物纳米颗粒光刻胶。制造工艺,经历了几十年的历史,这期间EUV光刻胶也在不断发展,从20世纪70年代的PMMA,到如今的多种材料研发。然而,由于EUV光子能量很高,EUV研究设备价格昂贵,即便在EUV光刻胶已经在商业使用,尚有诸多科学与技术问题有待解决。嘉定显示面板光刻胶单体光刻胶又称光致抗蚀剂,是一种对光敏感的混合液体。

半导体光刻胶集成电路材料,光刻胶

考虑到杯芳烃化合物的诸多优点,2006年,Ober课题组将其酚羟基用t-Boc基团部分保护,制备了可在EUV光下实现曝光的化学放大型光刻胶,获得了50nm线宽、占空比为1∶2的光刻线条和40nm线宽的“L”形光刻图形,与非化学放大型杯芳烃光刻胶相比,灵敏度提高。随后Ober课题组又发展了一系列具有杯芳烃结构的单分子树脂光刻胶,研究了活性基团的数量、非活性基团的种类和数量对玻璃化转变温度、成膜性及光刻性能的影响,并开发了其超临界CO2显影工艺。此外,日本三菱瓦斯化学的Echigo等利用乙氧基作为酚羟基的保护基团,制备的杯芳烃化合物可在17.5mJ·cm-2剂量下实现26nm线宽的EUV光刻图形。

荷兰光刻高级研究中心的Brouwer课题组进一步优化了锡氧纳米簇的光刻工艺。他们发现后烘工艺可以大幅提高锡氧纳米簇光刻胶的灵敏度。尽管锡氧纳米簇的机理是非化学放大机理,但曝光后产生的活性物种仍然有可能在加热状态下继续进行反应。俄勒冈州立大学的Herman课题组制备了一种电中性的叔丁基锡Keggin结构(β-NaSn13)纳米簇。这一类的光刻胶在含氧气氛下的灵敏度远高于真空环境下的灵敏度,这可能与分子氧生成的反应活性氧物种有关。高壁垒和高价值量是光刻胶的典型特征。光刻胶属于技术和资本密集型行业,全球供应市场高度集中。

半导体光刻胶集成电路材料,光刻胶

加强光刻胶的机理研究,对新型光刻胶的设计开发、现有光刻技术的改进都是大有裨益的。另外,基础研究也需要贴合产业发展的实际和需求,如含铁、钴的光刻胶,尽管具有较好的光刻效果,但由于铁、钴等元素在硅基底中扩散速度很快,容易造成器件的污染,基本没有可能投入到产业的应用中去。光刻胶的研发和技术水平,能够影响一个国家半导体工业的健康发展。2019年,日本就曾经通过限制EUV光刻胶出口来制约韩国的芯片生产。因此,唯有加强我国自主的光刻胶研发,随着光刻技术的发展,不断开发出新材料、新配方、新工艺,才能保证我国的半导体工业的快速和健康发展。按显示效果分类:光刻胶可分为正性光刻胶和负性光刻胶。华东半导体光刻胶曝光

光刻胶的国产化公关正在展开,在面板屏显光刻胶领域,中国已经出现了一批有竞争力的本土企业。半导体光刻胶集成电路材料

2014年,Gonsalves课题组在侧基连接硫鎓盐的高分子光刻胶基础之上,制备了一种侧基含有二茂铁基团高分子光刻胶。其反应机理与不含二茂铁的光刻胶类似,但二茂铁的引入增强了光刻胶的热稳定性和灵敏度,可实现25nm线宽的曝光。2015年,课题组报道了一系列钯和铂的配合物,用于正性EUV曝光。配合物中包括极性较大的草酸根配体,也有极性较小的1,1-双(二苯基膦)甲烷或1,2-二(二苯基膦)乙烷配体。EUV曝光后,草酸根分解形成二氧化碳或一氧化碳,配体只剩下低极性部分,从而可以用低极性的显影液洗脱;未曝光区域由于草酸根的存在,无法溶于显影液,实现正性曝光。这一系列配合物中,灵敏度较高的化合物为1,2-二(二苯基膦)乙烷配草酸钯,可以在50mJ·cm−2的剂量下得到30nm的线宽。半导体光刻胶集成电路材料

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