荷蘭光刻研究中心的Castellanos課題組采用三氟乙酸配體和甲基丙烯酸配體，制備了一種鋅氧納米簇光刻膠Zn（MA）（TFA）。由于鋅原子和三氟乙酸氟原子對(duì) EUV 光都有較強(qiáng)的吸收能力，而甲基丙烯酸配體可通過(guò)光照后的雙鍵聚合和交聯(lián)反應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)曝光前后的溶解度差異。這一配體在自然環(huán)境下的穩(wěn)定性不好，空氣中的水汽和自然光都會(huì)使甲基丙烯酸配體自發(fā)聚合；但在真空環(huán)境下則可穩(wěn)定存在。不過(guò)這種納米顆粒只可獲得30nm線寬的光刻圖案，曝光劑量為37mJ·cm?2，且制備的批次穩(wěn)定性較差，距離實(shí)際應(yīng)用還有一段距離。半導(dǎo)體光刻膠的涂敷方法主要是旋轉(zhuǎn)涂膠法，具體可以分為靜態(tài)旋轉(zhuǎn)法和動(dòng)態(tài)噴灑法。蘇州i線光刻膠...

2010年，美國(guó)英特爾公司的Masson報(bào)道了一種含有Co的聚合物光刻膠，由Co2（CO）8與高分子鏈中的炔烴部分絡(luò)合反應(yīng)生成。EUV曝光后，在光酸的作用下發(fā)生高分子斷鏈反應(yīng)，溶解度發(fā)生變化，可形成30nm的光刻線條，具有較高的靈敏度，但LER較差。2014年，課題組報(bào)道了一種鉍化合物，并將其用于極紫外光刻。這種由氯原子或酯鍵配合的鉍寡聚物可在EUV光照后發(fā)生分子間交聯(lián)反應(yīng)。不過(guò)盡管鉍的EUV吸收能力很強(qiáng)，但此類配合物的靈敏度并不高，氯配合鉍寡聚物能實(shí)現(xiàn)分辨率21nm，所需劑量高達(dá)120mJ·cm?2。我國(guó)光刻膠行業(yè)起步較晚，生產(chǎn)能力主要集中在 PCB 光刻膠、TN/STN-LCD 光刻膠等中...

盡管高分子體系一直是前代光刻膠的發(fā)展路線，但隨著光刻波長(zhǎng)進(jìn)展到EUV階段，高分子體系的缺點(diǎn)逐漸顯露出來(lái)。高分子化合物的分子量通常較大，鏈段容易發(fā)生糾纏，因此想要實(shí)現(xiàn)高分辨率、低粗糙度的光刻線條，必須降低分子量，從而減少分子體積。隨著光刻線條越來(lái)越精細(xì)，光刻膠的使用者對(duì)光刻膠的性能要求也越來(lái)越高，其中重要的一條便是光刻膠的質(zhì)量穩(wěn)定性。由于高分子合成很難確保分子量分布為1，不同批次合成得到的主體材料都會(huì)有不同程度的成分差異，這就使得高分子光刻膠難以低成本地滿足關(guān)鍵尺寸均一性等批次穩(wěn)定性要求。中國(guó)光刻膠市場(chǎng)規(guī)模約88億人民幣。上海光刻膠集成電路材料與EUV光源相比，UV光源更容易實(shí)現(xiàn)較高的功率；但U...

除了使用小分子作為金屬氧化物配體的光刻膠之外，Gonsalves課題組還報(bào)道了一種以聚合物作為配體的體系。他們以甲基丙烯酸配體的HfO2納米顆粒和帶有硫鎓鹽的甲基丙烯酸酯為原料，進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)，使HfO2納米顆粒的配體變?yōu)閭?cè)基帶有硫鎓鹽的聚甲基丙烯酸甲酯，光照后，硫鎓鹽變成硫醚，在水性顯影液中無(wú)法溶解，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)性光刻。金屬納米顆粒一方面作為天線，有助于提高光刻膠的靈敏度；另一方面也可以提高抗刻蝕性。但是該光刻膠未獲得分辨率優(yōu)于40nm的圖形，可能是因?yàn)樵擉w系與基底的黏附力不佳。光刻膠的質(zhì)量和性能是影響集成電路性能、成品率及可靠性的關(guān)鍵因素。浦東顯示面板光刻膠由于早期制約EUV光刻發(fā)展的技...

一般的光刻工藝流程包括以下步驟：1）旋涂。將光刻膠旋涂在基底上（通常為硅，也可以為化合物半導(dǎo)體）。2）前烘。旋涂后烘烤光刻膠膜，確保光刻膠溶劑全部揮發(fā)。3）曝光。經(jīng)過(guò)掩模版將需要的圖形照在光刻膠膜上，膠膜內(nèi)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。4）后烘。某些光刻膠除了需要發(fā)生光反應(yīng)，還需要進(jìn)行熱反應(yīng)，因此需要在曝光后對(duì)光刻膠膜再次烘烤。5）顯影。曝光（及后烘）后，光刻膠的溶解性能發(fā)生改變，利用適當(dāng)?shù)娘@影液將可溶解區(qū)域去除。經(jīng)過(guò)這些過(guò)程，就完成了一次光刻工藝，后續(xù)將視器件制造的需要進(jìn)行刻蝕、離子注入等其他工序。一枚芯片的制造，往往需要幾次甚至幾十次的光刻工藝才能完成。在未曝光的光刻膠區(qū)域，DNQ作為溶解抑制劑存在，它...

與金屬納米顆粒和納米簇不同，金屬配合物光刻膠中金屬元素含量較低，通常情況下每個(gè)光刻膠分子內(nèi)只有一個(gè)或幾個(gè)金屬原子。能夠作為納米顆粒和納米簇配體的分子比較少，可修飾位點(diǎn)較少；而金屬原子的配體種類較多，且容易連接活性基團(tuán)，因此金屬配合物光刻膠的設(shè)計(jì)更為靈活。但是，由于金屬原子含量低，所以金屬配合物對(duì)EUV光的吸收能力、抗刻蝕能力有可能弱于金屬納米顆粒和納米簇光刻膠。目前已有多種金屬元素的配合物被用于光刻膠，如鉍、銻、鋅、碲、鉑、鈀、鈷、鐵和鉻等。半導(dǎo)體光刻膠中g(shù)線/i線光刻膠國(guó)產(chǎn)化率為10%，而ArF/KrF光刻膠的國(guó)產(chǎn)化率為1%。嘉定g線光刻膠其他助劑為了解決EUV光刻面臨的新問(wèn)題，適應(yīng)EUV光...

起初被廣泛應(yīng)用的化學(xué)放大型EUV光刻膠是環(huán)境穩(wěn)定的化學(xué)放大型光刻膠（ESCAP），該理念由IBM公司的光刻膠研發(fā)團(tuán)隊(duì)于1994年提出，隨后Shipley公司也開(kāi)展了系列研究。ESCAP光刻膠由對(duì)羥基苯乙烯、苯乙烯、丙烯酸叔丁酯共聚而成，其酸敏基團(tuán)丙烯酸叔丁酯發(fā)生反應(yīng)需要的活化能較高，因此對(duì)環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，具有保質(zhì)期長(zhǎng)、后烘溫度窗口大、升華物少、抗刻蝕性好等特點(diǎn)，后廣泛應(yīng)用于248nm光刻。1999年，時(shí)任Shipley公司研發(fā)人員將其應(yīng)用于EUV光刻，他們?cè)?9種ESCAP光刻膠中篩選出性能好的編號(hào)為2D的EUV光刻膠。通過(guò)美國(guó)桑迪亞實(shí)驗(yàn)室研制的Sandia10XIEUV曝光工具，可獲得密集線條...

化學(xué)放大型光刻膠體系中有一個(gè)比較大的問(wèn)題，就是光酸的擴(kuò)散問(wèn)題。光酸的擴(kuò)散會(huì)增加光刻過(guò)程的圖案的粗糙度，進(jìn)而影響光刻結(jié)果的分辨率。而將光致產(chǎn)酸劑與光刻膠主體材料聚合在一起，則有可能解決這一問(wèn)題。此外，光致產(chǎn)酸劑（特別是離子型光致產(chǎn)酸劑）的化學(xué)結(jié)構(gòu)與主體材料相差較大，極易在成膜時(shí)發(fā)生聚集，導(dǎo)致微區(qū)分相現(xiàn)象；而光致產(chǎn)酸劑與光刻膠主體材料共價(jià)鍵合后，分布均勻性可以得到改善，這也有利于獲得質(zhì)量更好的光刻圖案。光刻膠又稱光致抗蝕劑，是一種對(duì)光敏感的混合液體。浦東黑色光刻膠由于早期制約EUV光刻發(fā)展的技術(shù)瓶頸之一是光源功率太小，因此，在不降低其他光刻性能的前提下提高EUV光刻膠的靈敏度一直是科研人員的工作重...

起初應(yīng)用于 EUV 光刻的光刻膠為聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。PMMA曾廣泛應(yīng)用于193nm光刻和電子束光刻工藝中，前者為EUV的前代技術(shù)，后者的反應(yīng)機(jī)理與EUV光刻有較多的相似點(diǎn)。PMMA具有較高的透光性和成膜性、較好的黏附性，通常應(yīng)用為正性光刻膠。在光子的作用下，PMMA發(fā)生主鏈碳-碳鍵或側(cè)基酯鍵的斷裂，形成小分子化合物于顯影液。早在1974年，Thompson等就利用PMMA作為光刻膠，研究了其EUV光刻性能。隨后，PMMA成為了重要的工具光刻膠。光刻膠只是一種形象的說(shuō)法，因?yàn)楣饪棠z從外觀上呈現(xiàn)為膠狀液體。昆山顯示面板光刻膠2015年，Brainard課題組設(shè)計(jì)并制備了一系列金屬配合物...

2014年，印度理工學(xué)院曼迪分校的Gonsalves課題組將硫鎓離子連接在高分子側(cè)基上，構(gòu)造了一系列非化學(xué)放大光刻膠。該光刻膠主鏈為聚甲基丙烯酸甲酯，側(cè)基連接二甲基苯基硫鎓鹽作為光敏基團(tuán)，甲基作為惰性基團(tuán)，咔唑或苯甲酸作為增黏基團(tuán)。二甲基苯基硫鎓鹽通常用來(lái)作為化學(xué)放大光刻膠的光致產(chǎn)酸劑，Gonsalves課題組也曾利用此策略構(gòu)建了化學(xué)放大光刻膠體系，研發(fā)人員利用EUV光照后硫鎓離子轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛎?、從而溶解性發(fā)生改變的性質(zhì)，將其用作非化學(xué)放大型負(fù)性光刻膠。利用堿性水性顯影液可將未曝光區(qū)域洗脫，而曝光區(qū)域無(wú)法洗脫。硫離子對(duì)EUV光的吸收比碳和氫要強(qiáng)，因此可獲得較高的靈敏度，并可得到20nm線寬、占空比...

高分子化合物是很早被應(yīng)用為光刻膠的材料。中文“光刻膠”的“膠”字起初對(duì)應(yīng)于“橡膠”，而至今英文中也常將光刻膠主體材料稱為“resin”（樹(shù)脂），其背后的緣由可見(jiàn)一斑。按照反應(yīng)機(jī)理，高分子光刻膠基本可以分為兩類：化學(xué)放大光刻膠和非化學(xué)放大光刻膠?；瘜W(xué)放大機(jī)理起初由美國(guó)IBM公司于1985年提出，后來(lái)被廣泛應(yīng)用于KrF及更好的光刻工藝中?；瘜W(xué)放大光刻膠的光敏劑為光致產(chǎn)酸劑，主體材料中具有在酸作用下可以離去的基團(tuán)，如叔丁氧羰基酯、金剛烷酯等。在光照下，光致產(chǎn)酸劑生成一分子的酸，使一個(gè)離去基團(tuán)發(fā)生分解反應(yīng)，原本的酯鍵變成羥基（通常是酚羥基），同時(shí)又產(chǎn)生一分子的酸；新產(chǎn)生的酸可以促使另一個(gè)離去基團(tuán)發(fā)生反...

除了使用小分子作為金屬氧化物配體的光刻膠之外，Gonsalves課題組還報(bào)道了一種以聚合物作為配體的體系。他們以甲基丙烯酸配體的HfO2納米顆粒和帶有硫鎓鹽的甲基丙烯酸酯為原料，進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)，使HfO2納米顆粒的配體變?yōu)閭?cè)基帶有硫鎓鹽的聚甲基丙烯酸甲酯，光照后，硫鎓鹽變成硫醚，在水性顯影液中無(wú)法溶解，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)性光刻。金屬納米顆粒一方面作為天線，有助于提高光刻膠的靈敏度；另一方面也可以提高抗刻蝕性。但是該光刻膠未獲得分辨率優(yōu)于40nm的圖形，可能是因?yàn)樵擉w系與基底的黏附力不佳。在PCB行業(yè)：主要使用的光刻膠有干膜光刻膠、濕膜光刻膠、感光阻焊油墨等。嘉定負(fù)性光刻膠顯示面板材料荷蘭光刻研究中...

2005年，IBM公司的Naulleau等利用MET@ALS評(píng)測(cè)了KRS光刻膠的EUV性能，可獲得線寬35nm、占空比1∶1的圖案和線寬28.3nm、占空比1∶4的圖案（圖13。不過(guò)，KRS在曝光過(guò)程中需要有少量的水參與，因此其曝光設(shè)備中需要引入水蒸氣。由于EUV光刻需要在高真空環(huán)境中進(jìn)行，任何氣體的引入都會(huì)導(dǎo)致真空環(huán)境的破壞、光路和掩模版的污染，所以盡管KRS呈現(xiàn)出比MET-1K更高的分辨率，但依然未能廣泛應(yīng)用于EUV光刻技術(shù)中。上述化學(xué)放大光刻膠基本沿用了KrF光刻膠的材料，隨著EUV光刻技術(shù)的不斷進(jìn)展，舊材料已不能滿足需求。中國(guó)光刻膠市場(chǎng)規(guī)模約88億人民幣。蘇州光刻膠溶劑目前使用的ZEP...

化學(xué)放大型光刻膠體系中有一個(gè)比較大的問(wèn)題，就是光酸的擴(kuò)散問(wèn)題。光酸的擴(kuò)散會(huì)增加光刻過(guò)程的圖案的粗糙度，進(jìn)而影響光刻結(jié)果的分辨率。而將光致產(chǎn)酸劑與光刻膠主體材料聚合在一起，則有可能解決這一問(wèn)題。此外，光致產(chǎn)酸劑（特別是離子型光致產(chǎn)酸劑）的化學(xué)結(jié)構(gòu)與主體材料相差較大，極易在成膜時(shí)發(fā)生聚集，導(dǎo)致微區(qū)分相現(xiàn)象；而光致產(chǎn)酸劑與光刻膠主體材料共價(jià)鍵合后，分布均勻性可以得到改善，這也有利于獲得質(zhì)量更好的光刻圖案。到2013年國(guó)內(nèi)光刻膠需求總量已達(dá)到5700噸，銷售額約為17億元人民幣（2.7億美元）。浦東干膜光刻膠光致抗蝕劑全息光刻-單晶硅各向異性濕法刻蝕是制作大高度比硅光柵的一種重要且常用的方法，全息光刻...

由于EUV光刻膠膜較薄，通常小于100nm，對(duì)于精細(xì)的線條，甚至不足50nm，因此光刻膠頂部與底部的光強(qiáng)差異便顯得不那么重要了。而很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，限制EUV光刻膠發(fā)展的都是光源功率太低，因此研發(fā)人員開(kāi)始反過(guò)來(lái)選用對(duì)EUV光吸收更強(qiáng)的元素來(lái)構(gòu)建光刻膠主體材料。于是，一系列含有金屬的EUV光刻膠得到了發(fā)展，其中含金屬納米顆粒光刻膠是其中的典型。2010年，Ober課題組和Giannelis課題組首度報(bào)道了基于HfO2的金屬納米顆粒光刻膠，并研究了其作為193nm光刻膠和電子束光刻膠的可能性。隨后，他們將這一體系用于EUV光刻，并將氧化物種類拓寬至ZrO2。他們以異丙醇鉿（或鋯）和甲基丙烯酸（MA...

所謂光刻技術(shù)，指的是利用光化學(xué)反應(yīng)原理把事先準(zhǔn)備在掩模版上的圖形轉(zhuǎn)印到一個(gè)襯底（晶圓）上，使選擇性的刻蝕和離子注入成為可能的過(guò)程，是半導(dǎo)體制造業(yè)的基礎(chǔ)之一。隨著半導(dǎo)體制造業(yè)的發(fā)展，光刻技術(shù)從曝光波長(zhǎng)上來(lái)區(qū)分，先后經(jīng)歷了g線（436nm）、i線（365nm）、KrF（248nm）、ArF（193nm，包括干式和浸沒(méi)式）和極紫外（EUV，13.5nm）光刻。對(duì)應(yīng)于不同的曝光波長(zhǎng)，所使用的光刻膠也得到了不斷的發(fā)展。目前7nm和5nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)到來(lái)，根據(jù)各個(gè)技術(shù)的芯片制造企業(yè)公告，EUV光刻技術(shù)已正式導(dǎo)入集成電路制造工藝。在每一代的光刻技術(shù)中，光刻膠都是實(shí)現(xiàn)光刻過(guò)程的關(guān)鍵材料之一。碳酸甲酯型光刻膠：...

盡管高分子體系一直是前代光刻膠的發(fā)展路線，但隨著光刻波長(zhǎng)進(jìn)展到EUV階段，高分子體系的缺點(diǎn)逐漸顯露出來(lái)。高分子化合物的分子量通常較大，鏈段容易發(fā)生糾纏，因此想要實(shí)現(xiàn)高分辨率、低粗糙度的光刻線條，必須降低分子量，從而減少分子體積。隨著光刻線條越來(lái)越精細(xì)，光刻膠的使用者對(duì)光刻膠的性能要求也越來(lái)越高，其中重要的一條便是光刻膠的質(zhì)量穩(wěn)定性。由于高分子合成很難確保分子量分布為1，不同批次合成得到的主體材料都會(huì)有不同程度的成分差異，這就使得高分子光刻膠難以低成本地滿足關(guān)鍵尺寸均一性等批次穩(wěn)定性要求。碳酸甲酯型光刻膠：這種類型的光刻膠在制造高分辨率電路元件方面非常有用。蘇州TFT-LCD正性光刻膠曝光除了錫...

2015年，Brainard課題組設(shè)計(jì)并制備了一系列金屬配合物［RnM（O2CR′）2］，其中R基團(tuán)可為苯基、2-甲氧基苯基、3-乙烯基苯基等，M可為銻、錫、鉍，O2CR′可為丙烯酸根、甲基丙烯酸根、3-乙烯基苯甲酸根等。對(duì)上述光刻膠進(jìn)行電子束光刻，經(jīng)過(guò)對(duì)R基團(tuán)數(shù)目、各基團(tuán)種類的篩選后，得到了靈敏度較高的銻配合物JP-20。JP-20可能發(fā)生了雙鍵聚合反應(yīng)，從而發(fā)生溶解度變化。而以錫為中心的配合物，盡管能在22nm分辨率時(shí)獲得很低的LER（1.4nm以下），但其靈敏度太差，需要?jiǎng)┝扛哌_(dá)600mJ·cm?2。彩色光刻膠及黑色光刻膠市場(chǎng)也呈現(xiàn)日韓企業(yè)主導(dǎo)的格局，國(guó)內(nèi)企業(yè)有雅克科技、飛凱材料、彤程新...

2010年，美國(guó)英特爾公司的Masson報(bào)道了一種含有Co的聚合物光刻膠，由Co2（CO）8與高分子鏈中的炔烴部分絡(luò)合反應(yīng)生成。EUV曝光后，在光酸的作用下發(fā)生高分子斷鏈反應(yīng)，溶解度發(fā)生變化，可形成30nm的光刻線條，具有較高的靈敏度，但LER較差。2014年，課題組報(bào)道了一種鉍化合物，并將其用于極紫外光刻。這種由氯原子或酯鍵配合的鉍寡聚物可在EUV光照后發(fā)生分子間交聯(lián)反應(yīng)。不過(guò)盡管鉍的EUV吸收能力很強(qiáng)，但此類配合物的靈敏度并不高，氯配合鉍寡聚物能實(shí)現(xiàn)分辨率21nm，所需劑量高達(dá)120mJ·cm?2。在半導(dǎo)體集成電路制造行業(yè)：主要使用g線光刻膠、i線光刻膠、KrF光刻膠、ArF光刻膠等。華東...

2014年，Gonsalves課題組在側(cè)基連接硫鎓鹽的高分子光刻膠基礎(chǔ)之上，制備了一種側(cè)基含有二茂鐵基團(tuán)高分子光刻膠。其反應(yīng)機(jī)理與不含二茂鐵的光刻膠類似，但二茂鐵的引入增強(qiáng)了光刻膠的熱穩(wěn)定性和靈敏度，可實(shí)現(xiàn)25nm線寬的曝光。2015年，課題組報(bào)道了一系列鈀和鉑的配合物，用于正性EUV曝光。配合物中包括極性較大的草酸根配體，也有極性較小的1，1-雙（二苯基膦）甲烷或1，2-二（二苯基膦）乙烷配體。EUV曝光后，草酸根分解形成二氧化碳或一氧化碳，配體只剩下低極性部分，從而可以用低極性的顯影液洗脫；未曝光區(qū)域由于草酸根的存在，無(wú)法溶于顯影液，實(shí)現(xiàn)正性曝光。這一系列配合物中，靈敏度較高的化合物為1，...

1999年，美國(guó)3M公司Kessel等率先制備了側(cè)基含硅的高分子光刻膠PRB和PRC。他們利用含硅的酸敏基團(tuán)代替t-Boc基團(tuán)，構(gòu)建了正性化學(xué)放大光刻膠體系。在EUV光下，PRC可在≤10mJ·cm?2的劑量下獲得0.10μm的光刻圖案。2002年起，Ober課題組合成了一系列側(cè)基帶有含硅基團(tuán)和含硼基團(tuán)的共聚物。兩類光刻膠除了滿足光刻膠應(yīng)用的基本理化條件之外，都具有較高的EUV透光性，以及對(duì)氧等離子體的抗刻蝕性。其中含硅的光刻膠可獲得線寬180nm、占空比1∶1的密集線條，且具有較高的對(duì)比度，抗刻蝕性與酚醛樹(shù)脂相當(dāng)；而含硼高分子的光刻性能還有待于進(jìn)一步優(yōu)化。此后，Ober課題組還報(bào)道了一種使用...

2011年，Whittaker課題組又使用聚砜高分子作為主體材料，制備了鏈斷裂型非化學(xué)放大光刻膠。聚砜與聚碳酸酯類似，主鏈比PMMA更容易斷裂，因此該光刻膠的靈敏度更高。但較高的反應(yīng)活性也降低了其穩(wěn)定性，因此Whittaker課題組又利用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法（ARTP）制備了一種PMMA-聚砜復(fù)合高分子，主鏈為聚砜，支鏈為PMMA，呈梳形結(jié)構(gòu)。PMMA的加入增強(qiáng)了光刻圖形的完整性，可獲得30nm線寬、占空比為1∶1的線條，最高分辨率可達(dá)22.5nm，靈敏度可達(dá)4~6mJ·cm?2。不過(guò)聚砜在曝光時(shí)會(huì)分解出二氧化硫和烯烴碎片，產(chǎn)氣量較大。光刻膠行業(yè)長(zhǎng)年被日本和美國(guó)專業(yè)公司壟斷。昆山g線光刻膠溶劑...

加強(qiáng)光刻膠的機(jī)理研究，對(duì)新型光刻膠的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、現(xiàn)有光刻技術(shù)的改進(jìn)都是大有裨益的。另外，基礎(chǔ)研究也需要貼合產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際和需求，如含鐵、鈷的光刻膠，盡管具有較好的光刻效果，但由于鐵、鈷等元素在硅基底中擴(kuò)散速度很快，容易造成器件的污染，基本沒(méi)有可能投入到產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用中去。光刻膠的研發(fā)和技術(shù)水平，能夠影響一個(gè)國(guó)家半導(dǎo)體工業(yè)的健康發(fā)展。2019年，日本就曾經(jīng)通過(guò)限制EUV光刻膠出口來(lái)制約韓國(guó)的芯片生產(chǎn)。因此，唯有加強(qiáng)我國(guó)自主的光刻膠研發(fā)，隨著光刻技術(shù)的發(fā)展，不斷開(kāi)發(fā)出新材料、新配方、新工藝，才能保證我國(guó)的半導(dǎo)體工業(yè)的快速和健康發(fā)展。在PCB行業(yè)：主要使用的光刻膠有干膜光刻膠、濕膜光刻膠、感光阻焊油墨等。...

無(wú)論是高分子型光刻膠，還是單分子樹(shù)脂型光刻膠，都難以解決EUV光吸收和抗刻蝕性兩大難題。光刻膠對(duì)EUV吸收能力的要求曾隨著EUV光刻技術(shù)的進(jìn)展而發(fā)生改變，而由于EUV光的吸收只與原子有關(guān)，因而無(wú)論是要透過(guò)性更好，還是要吸收更強(qiáng)，只通過(guò)純有機(jī)物的分子設(shè)計(jì)是不夠的。若想降低吸收，則需引入低吸收原子；若想提高吸收，則需引入高吸收原子。此外，由于EUV光刻膠膜越來(lái)越薄，對(duì)光刻膠的抗刻蝕能力要求也越來(lái)越高，而無(wú)機(jī)原子的引入可以增強(qiáng)光刻膠的抗刻蝕能力。于是針對(duì)EUV光刻，研發(fā)人員設(shè)計(jì)并制備了一大批有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化型光刻膠。這類光刻膠既保留了高分子及單分子樹(shù)脂光刻膠的設(shè)計(jì)靈活性和較好的成膜性，又可以調(diào)節(jié)光刻膠...

考慮到杯芳烴化合物的諸多優(yōu)點(diǎn)，2006年，Ober課題組將其酚羥基用t-Boc基團(tuán)部分保護(hù)，制備了可在EUV光下實(shí)現(xiàn)曝光的化學(xué)放大型光刻膠，獲得了50nm線寬、占空比為1∶2的光刻線條和40nm線寬的“L”形光刻圖形，與非化學(xué)放大型杯芳烴光刻膠相比，靈敏度提高。隨后Ober課題組又發(fā)展了一系列具有杯芳烴結(jié)構(gòu)的單分子樹(shù)脂光刻膠，研究了活性基團(tuán)的數(shù)量、非活性基團(tuán)的種類和數(shù)量對(duì)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、成膜性及光刻性能的影響，并開(kāi)發(fā)了其超臨界CO2顯影工藝。此外，日本三菱瓦斯化學(xué)的Echigo等利用乙氧基作為酚羥基的保護(hù)基團(tuán)，制備的杯芳烴化合物可在17.5mJ·cm-2劑量下實(shí)現(xiàn)26nm線寬的EUV光刻圖形。...

熱壓法能夠有效增大光刻膠光柵的占寬比你，工藝簡(jiǎn)單、可靠，無(wú)需昂貴設(shè)備、成本低，獲得的光柵質(zhì)量高、均勻性好。將該方法應(yīng)用到大寬度比的硅光柵的制作工藝中，硅光柵線條的高度比達(dá)到了12.6，氮化硅光柵掩模的占寬比更是高達(dá)0.72，光柵質(zhì)量很高，線條粗細(xì)均勻、邊緣光滑。值得注意的是，熱壓法通過(guò)直接展寬光刻膠光柵線條來(lái)增大占寬比，可以集成到全息光刻-離子束刻蝕等光柵制作工藝中，為光柵衍射效率的調(diào)節(jié)與均勻性修正提供了新思路。我國(guó)光刻膠行業(yè)起步較晚，生產(chǎn)能力主要集中在 PCB 光刻膠、TN/STN-LCD 光刻膠等中低端產(chǎn)品。昆山LCD觸摸屏用光刻膠顯示面板材料1983年，Joy以PMMA作為模型化合物，利...

在Shirota等的工作基礎(chǔ)之上，2005年起，美國(guó)康奈爾大學(xué)的Ober課題組將非平面樹(shù)枝狀連接酸敏基團(tuán)的策略進(jìn)一步發(fā)展，設(shè)計(jì)并合成了一系列用于EUV光刻的單分子樹(shù)脂光刻膠，這些光刻膠分子不再局限于三苯基取代主要，具有更復(fù)雜的枝狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。三級(jí)碳原子的引入使其更不易形成晶體，有助于成膜性能的提高；更復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也便于在分子中設(shè)置數(shù)量不同的酸敏基團(tuán)，有利于調(diào)節(jié)光刻膠的靈敏度。他們研究了后烘溫度、顯影劑濃度等過(guò)程對(duì)單分子樹(shù)脂材料膨脹行為的影響，獲得20nm分辨率的EUV光刻線條，另外，他們也研究了利用超臨界CO2作為顯影劑的可能性。高壁壘和高價(jià)值量是光刻膠的典型特征。光刻膠屬于技術(shù)和資本密集型...

除了枝狀分子之外，環(huán)狀單分子樹(shù)脂近年來(lái)也得到了迅速發(fā)展。這些單分子樹(shù)脂的環(huán)狀結(jié)構(gòu)降低了分子的柔性，從而通常具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱化學(xué)穩(wěn)定性。由于構(gòu)象較多，此類分子也難以結(jié)晶，往往具有很好的成膜性。起初將杯芳烴應(yīng)用于光刻的是東京科技大學(xué)的Ueda課題組，2002年起，他們報(bào)道了具有間苯二酚結(jié)構(gòu)的杯芳烴在365nm光刻中的應(yīng)用。2007年，瑞士光源的Solak等利用對(duì)氯甲氧基杯芳烴獲得了線寬12.5nm、占空比1∶1的密集線條，但由于為非化學(xué)放大光刻膠，曝光機(jī)理為分子結(jié)構(gòu)被破壞，靈敏度較差，為PMMA的1/5。光刻膠所屬的微電子化學(xué)品是電子行業(yè)與化工行業(yè)交叉的領(lǐng)域，是典型的技術(shù)密集行業(yè)。昆山...

由于早期制約EUV光刻發(fā)展的技術(shù)瓶頸之一是光源功率太小，因此，在不降低其他光刻性能的前提下提高EUV光刻膠的靈敏度一直是科研人員的工作重點(diǎn)。為了解決這一問(wèn)題，2013年，大阪大學(xué)的Tagawa等提出了光敏化化學(xué)放大光刻膠（PSCAR?）。與其他EUV化學(xué)放大光刻膠不同的是，PSCAR體系除了需在掩模下進(jìn)行產(chǎn)生圖案的EUV曝光，還要在EUV曝光之后進(jìn)行UV整片曝光。PSCAR體系中除了有主體材料、光致產(chǎn)酸劑，還包括光敏劑前體。這是一種模型光敏劑前體的結(jié)構(gòu)，它本身對(duì)UV光沒(méi)有吸收，但在酸性條件下可以轉(zhuǎn)化為光敏劑，對(duì)UV光有吸收。光刻膠的研發(fā)是不斷進(jìn)行配方調(diào)試的過(guò)程，且難以通過(guò)現(xiàn)有產(chǎn)品反向解構(gòu)出其配...

小分子的分子量通常小于聚合物，體積也小于聚合物，相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)高分辨率、低粗糙度的圖案；而且制備工藝通常為多步驟的有機(jī)合成，容易控制純度，可以解決高分子材料面臨的質(zhì)量穩(wěn)定性問(wèn)題。與高分子材料相比，小分子材料的缺點(diǎn)是難以配制黏度較高的溶液，從而難以實(shí)現(xiàn)厚膜樣品的制備。但自從ArF光刻工藝以來(lái)，光刻膠膜的厚度已經(jīng)在200nm以下，小分子材料完全可以滿足要求。作為光刻膠主體材料的小分子應(yīng)滿足光刻膠的成膜要求，即可以在基底表面形成均一的、各向同性的薄膜，而不能發(fā)生結(jié)晶過(guò)程。因此此類小分子沒(méi)有熔點(diǎn)，而是與高分子類似，存在玻璃態(tài)到高彈態(tài)或黏流態(tài)的轉(zhuǎn)變，所以早期的文獻(xiàn)中通常稱這種材料為“分子玻璃”；而依據(jù)此類...