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

无论是高分子型光刻胶,还是单分子树脂型光刻胶,都难以解决EUV光吸收和抗刻蚀性两大难题。光刻胶对EUV吸收能力的要求曾随着EUV光刻技术的进展而发生改变,而由于EUV光的吸收与原子有关,因而无论是要透过性更好,还是要吸收更强,通过纯有机物的分子设计是不够的。若想降低吸收,则需引入低吸收原子;若想提高吸收,则需引入高吸收原子。此外,由于EUV光刻胶膜越来越薄,对光刻胶的抗刻蚀能力要求也越来越高,而无机原子的引入可以增强光刻胶的抗刻蚀能力。于是针对EUV光刻,研发人员设计并制备了一大批有机-无机杂化型光刻胶。这类光刻胶既保留了高分子及单分子树脂光刻胶的设计灵活性和较好的成膜性,又可以调节光刻胶的EUV吸收能力,增强抗刻蚀性。光刻胶又称光致抗蚀剂,是一种对光敏感的混合液体。湿膜光刻胶光致抗蚀剂

湿膜光刻胶光致抗蚀剂,光刻胶

化学放大型光刻胶体系中有一个比较大的问题,就是光酸的扩散问题。光酸的扩散会增加光刻过程的图案的粗糙度,进而影响光刻结果的分辨率。而将光致产酸剂与光刻胶主体材料聚合在一起,则有可能解决这一问题。此外,光致产酸剂(特别是离子型光致产酸剂)的化学结构与主体材料相差较大,极易在成膜时发生聚集,导致微区分相现象;而光致产酸剂与光刻胶主体材料共价键合后,分布均匀性可以得到改善,这也有利于获得质量更好的光刻图案。苏州PCB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。

湿膜光刻胶光致抗蚀剂,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。

研究人员将金属纳米簇用于EUV光刻时,制备了几种结构为[(RSn)12O14(OH)6]X2(其中R为有机配体,X为羧酸平衡阴离子)的锡氧纳米簇。锡氧纳米簇对EUV光的吸收比有机光刻胶吸收要强,因此可以显著提高光刻胶的灵敏度;此外纳米簇的体积也小于金属氧化物的纳米颗粒,可以获得更高的分辨率、更低的粗糙度。光照下,锡-碳键解离,形成Sn自由基,Sn自由基引发交联反应使纳米簇聚集,使其无法溶解于显影液,从而实现负性光刻。通过改变金属簇的有基配体和平衡阴离子,他们发现光刻灵敏度与配体的键能相关,而与阴离子的键能无关。光照会同时产生Sn自由基和配体自由基,Sn相对稳定,因此,配体自由基的稳定性影响了反应的进行。此外,尽管阴离子不参与反应,但由于位阻作用,它们依然可以影响金属簇的聚集。这种光刻胶可以获得分辨率为18nm的光刻图形,但灵敏度很差,曝光剂量高达350mJ·cm−2。光刻胶所属的微电子化学品是电子行业与化工行业交叉的领域,是典型的技术密集行业。

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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。光刻胶达到下游客户要求的技术指标后,还需要进行较长时间验证测试(1-3 年)。彩色光刻胶印刷电路板

一旦达成合作,光刻胶厂商和下游集成电路制造商会形成长期合作关系。湿膜光刻胶光致抗蚀剂

起初发展起来的单分子树脂材料是具有三苯基取代的枝状分子。三苯基取代主要具有刚性的非平面结构,不易结晶且性质稳定,具有较高的玻璃化转变温度。1996年,日本大阪大学的Shirota课题组首度发表了单分子树脂材料作为光刻胶的报道。他们制备的枝状小分子TsOTPB和ASITPA可作为非化学放大型光刻胶,利用电子束光刻形成线条。TsOTPB在曝光过程中分解,可形成150nm宽的正性线条;ASITPA在曝光过程中双键聚合,可形成70nm宽的负性线条。随后,他们又在以三苯基苯为主要的树枝状分子末端引入了叔丁氧羰基,构建了的正性化学放大光刻胶体系,灵敏度与原始的材料相比提高。t-Boc基团遇到光致产酸剂产生的酸后发生离去反应,露出酚羟基,从而可溶解于碱性显影液中。湿膜光刻胶光致抗蚀剂

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