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

三苯基硫鎓盐是常用的EUV光刻胶光致产酸剂,也具有枝状结构。佐治亚理工的Henderson课题组借鉴主体材料键合光敏材料的思路,制备了一种枝状单分子树脂光刻胶TAS-tBoc-Ts。虽然他们原本是想要合成一种化学放大型光刻胶,但根据是否后烘,TAS-tBoc-Ts既可呈现负胶也可呈现正胶性质。曝光后若不后烘,硫鎓盐光解形成硫醚结构,生成的光酸不扩散,不会引发t-Boc的离去;曝光区域不溶于水性显影液,未曝光区域为离子结构,微溶于水性显影液,因而可作为非化学放大型负性光刻胶。曝光后若后烘,硫鎓盐光解产生的酸引发链式反应,t-Boc基团离去露出酚羟基;使用碱性显影液,曝光区域的溶解速率远远大于未曝光区域,因此又可作为化学放大型正性光刻胶。这个工作虽然用DUV光刻和电子束光刻测试了此类光刻胶的光刻性能,但由于EUV光刻机理与电子束光刻的类似性,本工作也为新型EUV光刻胶的设计开辟了新思路。我国光刻胶行业起步较晚,生产能力主要集中在 PCB 光刻胶、TN/STN-LCD 光刻胶等中低端产品。KrF光刻胶树脂

KrF光刻胶树脂,光刻胶

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。华东负性光刻胶光致抗蚀剂国内光刻胶市场增速远高于全球,国内企业投入加大,未来有望实现技术赶超。

KrF光刻胶树脂,光刻胶

尽管HSQ可以实现较好的EUV光刻图案,且具有较高的抗刻蚀性能,但HSQ较低的灵敏度无法满足EUV光刻的需求,且价格非常昂贵,难以用于商用的EUV光刻工艺中。另外,尽管HSQ中Si含量很高,但由于O含量也很高,所以HSQ并未展现含Si光刻胶对EUV光透光性的优势,未能呈现较高的对比度。因此,研发人员将目光转向侧基修饰的高分子光刻胶。使用含硅、含硼单元代替高分子光刻胶原本的功能性含氧侧基,既可有效降低光刻胶对EUV光的吸收,又有助于提高对比度,也可提高抗刻蚀性。

尽管高分子体系一直是前代光刻胶的发展路线,但随着光刻波长进展到EUV阶段,高分子体系的缺点逐渐显露出来。高分子化合物的分子量通常较大,链段容易发生纠缠,因此想要实现高分辨率、低粗糙度的光刻线条,必须降低分子量,从而减少分子体积。随着光刻线条越来越精细,光刻胶的使用者对光刻胶的性能要求也越来越高,其中重要的一条便是光刻胶的质量稳定性。由于高分子合成很难确保分子量分布为1,不同批次合成得到的主体材料都会有不同程度的成分差异,这就使得高分子光刻胶难以低成本地满足关键尺寸均一性等批次稳定性要求。按照化学结构分类:光刻胶可以分为光聚合型,光分解型,光交联型和化学放大型。

KrF光刻胶树脂,光刻胶

1999年,美国3M公司Kessel等率先制备了侧基含硅的高分子光刻胶PRB和PRC。他们利用含硅的酸敏基团代替t-Boc基团,构建了正性化学放大光刻胶体系。在EUV光下,PRC可在≤10mJ·cm−2的剂量下获得0.10μm的光刻图案。2002年起,Ober课题组合成了一系列侧基带有含硅基团和含硼基团的共聚物。两类光刻胶除了满足光刻胶应用的基本理化条件之外,都具有较高的EUV透光性,以及对氧等离子体的抗刻蚀性。其中含硅的光刻胶可获得线宽180nm、占空比1∶1的密集线条,且具有较高的对比度,抗刻蚀性与酚醛树脂相当;而含硼高分子的光刻性能还有待于进一步优化。此后,Ober课题组还报道了一种使用开环异位聚合(ROMP)制备的含硅高分子,此类光刻胶对EUV透光度较高,但由于含硅基团的存在,他们在TMAH中的溶解性较差,因此需要在显影液中加入30%的异丙醇,可得到150nm的光刻线条。光刻胶只是一种形象的说法,因为光刻胶从外观上呈现为胶状液体。光分解型光刻胶单体

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。KrF光刻胶树脂

为了解决EUV光刻面临的新问题,适应EUV光刻的新特点,几大类主体材料相继应用于EUV光刻的实践之中,常用的策略如下。1)提高灵敏度:引入对EUV吸收截面大的元素,使用活化能更低的反应基团和量子效率更高的光敏剂,应用化学放大机理;2)提高分辨率:减小化合物的体积(即降低化合物的分子量),增强光刻胶对基底的黏附力和本身的刚性;3)降低粗糙度:减小化合物的体积或纳米颗粒的尺寸,减少活性物种在体系内部的扩散,降低光刻胶的灵敏度;4)提高对比度:降低光刻胶主体材料对光的吸收;5)提高抗刻蚀性:引入金属元素或芳香结构;6)提高成膜性能:引入非对称、非平面的柔性基团以防止结晶。KrF光刻胶树脂

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