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

小分子的分子量通常小于聚合物,体积也小于聚合物,相对容易实现高分辨率、低粗糙度的图案;而且制备工艺通常为多步骤的有机合成,容易控制纯度,可以解决高分子材料面临的质量稳定性问题。与高分子材料相比,小分子材料的缺点是难以配制黏度较高的溶液,从而难以实现厚膜样品的制备。但自从ArF光刻工艺以来,光刻胶膜的厚度已经在200nm以下,小分子材料完全可以满足要求。作为光刻胶主体材料的小分子应满足光刻胶的成膜要求,即可以在基底表面形成均一的、各向同性的薄膜,而不能发生结晶过程。因此此类小分子没有熔点,而是与高分子类似,存在玻璃态到高弹态或黏流态的转变,所以早期的文献中通常称这种材料为“分子玻璃”;而依据此类材料的化学本质,即由单一结构的分子组成,称其为“单分子树脂”更加合理。此外,单分子树脂材料还应该具有较高的玻璃化转变温度和热稳定性,以满足光刻胶的前烘和后烘需求。光刻胶行业长年被日本和美国专业公司垄断。昆山正性光刻胶光致抗蚀剂

有研究结果表明,在EUV光照下,某特定光刻胶分子每吸收一个光子可以产生2.1个活性物种,这一效率分别是KrF光刻和ArF光刻的6倍和15倍。由于在光刻胶材料中有二次电子的产生,EUV光刻在机理上与电子束光刻有相近之处。因为商用EUV光刻机价格昂贵,对光刻胶材料研发人员开放的同步辐射EUV干涉线站机时有限,所以近年来,在EUV光刻胶的研发过程中也常利用电子束光刻开展相关机理、工艺研究和基本性能的评测,也有一些尚未实际应用于EUV光刻但已有电子束光刻研究结果的光刻胶。江浙沪彩色光刻胶显影目前,中国本土光刻胶以PCB用光刻胶为主,平板显示、半导体用光刻胶供应量占比极低。

光刻胶的曝光机理很复杂。Ober课题组和Giannelis课题组指出,其中起主导作用的应为配体交换过程。若体系内有光致产酸剂或光自由基引发剂,它们在受到光照后形成新的配体,与金属纳米颗粒表面的配体交换;若不加入光敏剂,光照后纳米颗粒壳层的少量羧酸基团会与纳米颗粒解离,从而改变金属氧化物电荷,使双电层变宽,促使纳米颗粒的聚集。但美国德克萨斯大学达拉斯分校的Mattson等通过原位红外光谱、X射线光电子能谱和密度泛函计算等手段发现,溶解度转变过程主要是由于配体发生了自由基引发的不饱和碳-碳双键交联反应导致的。此类光刻胶的反应机理还有待进一步研究。

根据不同原子对 EUV 光的吸收截面可知,硅原子和硼原子对EUV光的吸收较弱,有助于提高光刻胶薄膜的透明度,从而提高光刻胶的对比度,同时还可增加光刻胶的抗刻蚀性。HSQ在吸收光子(或电子)后,硅-氢键断裂,与水分子反应生成硅醇,两个硅醇之间又生成硅-氧-硅键,交联形成无法溶解在TMAH显影液中的网状结构。HSQ广泛应用于电子束光刻中,也可用于EUV光刻。2005年,美国威斯康星大学的Nealey等率先将HSQ用于EUV光刻,得到了线宽为26.4nm、LER为5.1nm的光刻线条。随后,瑞士光源的Solak课题组利用HSQ制备出了20nm的L/S密集线条,并通过工艺调整获得了优于PMMA光刻胶的灵敏度。光刻胶市场 ArF 与 KrF 占据主流,EUV 增长较快。

光刻胶的两大主要研究小组:杨国强课题组和李嫕课题组,分别设计并制备了双酚A型和螺双芴型的单分子树脂化学放大光刻胶,前者可通过调节离去基团的数量来改变光刻胶的灵敏度,后者则通过螺双芴结构降低材料的结晶性,提高了成膜性性能。两种光刻胶都可以实现小于25nm线宽的光刻线条。随后,杨国强课题组还报道了一种可作为负性光刻胶的双酚A单分子树脂光刻胶,该分子中具有未经保护的酚羟基,在光酸的作用下可以与交联剂四甲氧基甲基甘脲反应形成交联网状结构,从而无法被碱性显影液洗脱,可在电子束光刻下实现80nm以下的线条,在EUV光刻中有潜在的应用。此外,两个课题组还分别就两个系列光刻胶的产气情况开展研究。亚甲基双苯醚型光刻胶:这种类型的光刻胶适用于制造精度较低的电路元件。昆山正性光刻胶光致抗蚀剂

聚合度越小,发生微相分离的尺寸越小,对应的光刻图形越小。昆山正性光刻胶光致抗蚀剂

光刻胶主要由主体材料、光敏材料、其他添加剂和溶剂组成。从化学材料角度来看,光刻胶内重要的成分是主体材料和光敏材料。光敏材料在光照下产生活性物种,促使主体材料结构改变,进而使光照区域的溶解度发生转变,经过显影和刻蚀,实现图形从掩模版到基底的转移。对于某些光刻胶来说,主体材料本身也可以充当光敏材料。依据主体材料的不同,光刻胶可以分为基于聚合物的高分子型光刻胶,基于小分子的单分子树脂(分子玻璃)光刻胶,以及含有无机材料成分的有机-无机杂化光刻胶。本文将主要以不同光刻胶的主体材料设计来综述EUV光刻胶的研发历史和现状。昆山正性光刻胶光致抗蚀剂

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