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

环状单分子树脂中除了杯芳烃类物质以外,还有一类被称为“水车”(Noria)的光刻胶,该类化合物由戊二醛和间苯二酚缩合而成,是一种中心空腔的双层环梯状结构分子,外形像传统的水车,因此得名,起初在2006年时由日本神奈川大学的Nishikubo课题组报道出来。随后,日本JSR公司的Maruyama课题组将Noria改性,通过金刚烷基团保护得到了半周期为22nm的光刻图形。但是这种光刻胶的灵敏度较低、粗糙度较大,仍需进一步改进才能推广应用。光刻胶的技术壁垒包括配方技术,质量控制技术和原材料技术。昆山ArF光刻胶单体

昆山ArF光刻胶单体,光刻胶

KrF光刻时期,与ESCAP同期发展起来的还有具有低活化能的酸致脱保护基团的光刻胶,业界通称低活化能胶或低温胶。与ESCAP相比,低活化能胶无需高温后烘,曝光能量宽裕度较高,初由日本的和光公司和信越公司开发,1993年,IBM公司的Lee等也研发了相同机理的光刻胶KRS系列,商品化版本由日本的JSR公司生产。其结构通常为缩醛基团部分保护的对羟基苯乙烯,反应机理如图12所示。2004年,IBM公司的Wallraff等利用电子束光刻比较了KRS光刻胶和ESCAP在50nm线宽以下的光刻性能,预示了其在EUV光刻中应用的可能性。苏州TFT-LCD正性光刻胶单体在半导体集成电路制造行业:主要使用g线光刻胶、i线光刻胶、KrF光刻胶、ArF光刻胶等。

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更高的分辨率和抗刻蚀性,合适的灵敏度,更低的粗糙度,依然是研发人员需要继续努力的目标。随着3nm乃至2nm技术节点已经进入半导体工业发展的日程表,实现相应线宽的光刻技术和光刻胶也应该早日成熟。台积电在5nm制程中已经用到了多达14层的EUV光刻,3nm制程对EUV光刻的需求量显然只会更多,要求也只会更高。此外,EUV光刻过程中也有许多机理问题尚需进一步明确,尤其是起步较晚的有机-无机杂化光刻胶,现有光刻机理报道之间常常见到矛盾的论述。

2008年起,日本大阪府立大学的Okamura课题组利用聚对羟基苯乙烯衍生物来构造非化学放大型光刻胶。他们制备了对羟基苯乙烯单元和含有光敏基团的对磺酰胺苯乙烯单元的共聚物,作为光刻胶的主体材料。光照下,光敏剂产生自由基,使对羟基苯乙烯链之间发生交联反应,可作为EUV负性光刻胶使用。随后,他们又在对羟基苯乙烯高分子上修饰烯烃或炔烃基团,体系中加入多巯基化合物作为交联剂,以及光照下可以产生自由基的引发剂,构建了光引发硫醇-烯烃加成反应体系,该体系同样可以作为EUV负性光刻胶使用。值得指出的是,上述工作使用的对羟基苯乙烯衍生物的分子量均比较小,有助于提高光刻胶的分辨率。由于均为自由基反应,光刻过程的产气量也明显小于一般的光刻胶体系。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。

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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。光刻胶又称光致抗蚀剂,是一种对光敏感的混合液体。苏州TFT-LCD正性光刻胶单体

光刻胶的研发是不断进行配方调试的过程,且难以通过现有产品反向解构出其配方,这对技术有很大的要求。昆山ArF光刻胶单体

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。昆山ArF光刻胶单体

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