江蘇半導(dǎo)體光刻膠光致抗蝕劑

來源: 發(fā)布時間:2023-09-06

在雙重曝光工藝中,若光刻膠可以接受多次光刻曝光而不在光罩遮擋的區(qū)域發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),就可以節(jié)省一次刻蝕,一次涂膠和一次光刻膠清洗流程。由于在非曝光區(qū)域光刻膠仍然會接受到相對少量的光刻輻射,在兩次曝光過程后,非曝光區(qū)域接受到的輻射有可能超過光刻膠的曝光閾值E0,而發(fā)生錯誤的光刻反應(yīng)。如果非曝光區(qū)域的光刻膠在兩次曝光后接受到的輻射能量仍然小于其曝光閾值E0,那么就是一次合格的雙重曝光。從這個例子可以看出,與單次曝光不同,雙重曝光要求光刻膠的曝光閾值和光刻光源的照射強(qiáng)度之間的權(quán)衡。從化學(xué)組成來看,金屬氧化物光刻膠主要為稀土和過渡金屬有機(jī)化合物。江蘇半導(dǎo)體光刻膠光致抗蝕劑

EUV(極紫外光)光刻技術(shù)是20年來光刻領(lǐng)域的進(jìn)展。由于目前可供利用的光學(xué)材料無法很好支持波長13nm以下的輻射的反射和透射,因此 EUV 光刻技術(shù)使用波長為13.5nm的紫外光作為光刻光源。EUV(極紫外光)光刻技術(shù)將半導(dǎo)體制程技術(shù)在10nm以下的區(qū)域繼續(xù)推進(jìn)。在 EUV 光刻工藝的 13.5nm 波長尺度上,量子的不確定性效應(yīng)開始顯現(xiàn),為相應(yīng)光源,光罩和光刻膠的設(shè)計和使用帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。目前 EUV 光刻機(jī)只有荷蘭 ASML 有能力制造,許多相應(yīng)的技術(shù)細(xì)節(jié)尚不為外界所知。在即將到來的 EUV 光刻時代,業(yè)界預(yù)期已經(jīng)流行長達(dá) 20 年之久的 KrF、ArF 光刻膠技術(shù)或?qū)⒂瓉砑夹g(shù)變革。TFT-LCD正性光刻膠集成電路材料光刻膠的組成部分包括:光引發(fā)劑(包括光增感劑、光致產(chǎn)酸劑)、光刻膠樹脂、單體、溶劑和其他助劑。

浸沒光刻和雙重光刻技術(shù)在不改變 193nm波長ArF光刻光源的前提下,將加工分辨率推向10nm的數(shù)量級。與此同時,這兩項(xiàng)技術(shù)對光刻膠也提出了新的要求。在浸沒工藝中;光刻膠首先不能與浸沒液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或浸出擴(kuò)散,損傷光刻膠自身和光刻鏡頭;其次,光刻膠的折射率必須大于透鏡,液體和頂部涂層。因此光刻膠中主體樹脂的折射率一般要求達(dá)到1.9以上;接著,光刻膠不能在浸沒液體的浸泡下和后續(xù)的烘烤過程中發(fā)生形變,影響加工精度;當(dāng)浸沒工藝目標(biāo)分辨率接近10nm時,將對于光刻膠多個性能指標(biāo)的權(quán)衡都提出了更加苛刻的挑戰(zhàn)。浸沒 ArF 光刻膠制備難度大于干性 ArF 光刻膠,是 ArF光刻加工分辨率突破 45nm 的關(guān)鍵之一。

抗蝕性即光刻膠材料在刻蝕過程中的抵抗力。在圖形從光刻膠轉(zhuǎn)移到晶片的過程中,光刻膠材料必須能夠抵抗高能和高溫(>150℃)而不改變其原有特性  。在后續(xù)的刻蝕工序中保護(hù)襯底表面。耐熱穩(wěn)定性、抗刻蝕能力和抗離子轟擊能力  。在濕法刻蝕中,印有電路圖形的光刻膠需要連同硅片一同置入化學(xué)刻蝕液中,進(jìn)行很多次的濕法腐蝕。只有光刻膠具有很強(qiáng)的抗蝕性,才能保證刻蝕液按照所希望的選擇比刻蝕出曝光所得圖形,更好體現(xiàn)器件性能。在干法刻蝕中,例如集成電路工藝中在進(jìn)行阱區(qū)和源漏區(qū)離子注入時,需要有較好的保護(hù)電路圖形的能力,否則光刻膠會因?yàn)樵谧⑷氕h(huán)境中揮發(fā)而影響到注入腔的真空度。此時注入的離子將不會起到其在電路制造工藝中應(yīng)起到的作用,器件的電路性能受阻。光刻膠下游為印刷電路板、顯示面板和電子芯片,廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、航空航天等領(lǐng)域。

美國能源部布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員采用原子層沉積(ALD)系統(tǒng),將有機(jī)聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)與氧化鋁結(jié)合起來,創(chuàng)造了雜化有機(jī)-無機(jī)光刻膠。他們在將涂有PMMA薄膜的襯底放到ALD反應(yīng)室中之后,引入了鋁前驅(qū)物蒸汽。這個蒸汽通過PMMA基質(zhì)內(nèi)部的微小分子孔擴(kuò)散,與聚合物鏈內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)結(jié)合到一起。然后,他們引入了另一種前驅(qū)物(例如水),與前驅(qū)物反應(yīng)形成PMMA基體內(nèi)部的氧化鋁。該雜化光刻膠的蝕刻選擇比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ZEP(一種昂貴的光刻膠)和二氧化硅。光刻膠只是一種形象的說法,因?yàn)楣饪棠z從外觀上呈現(xiàn)為膠狀液體。TFT-LCD正性光刻膠集成電路材料

高壁壘和高價值量是光刻膠的典型特征。光刻膠屬于技術(shù)和資本密集型行業(yè),全球供應(yīng)市場高度集中。江蘇半導(dǎo)體光刻膠光致抗蝕劑

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。在大規(guī)模集成電路的制造過程中,一般要對硅片進(jìn)行超過十次光刻。在每次的光刻和刻蝕工藝中,光刻膠都要通過預(yù)烘、涂膠、前烘、對準(zhǔn)、曝光、后烘、顯影和蝕刻等環(huán)節(jié),將光罩(掩膜版)上的圖形轉(zhuǎn)移到硅片上。

光刻膠是集成電路制造的重要材料: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。光刻工藝的成本約為整個芯片制造工藝的35%,并且耗費(fèi)時間約占整個芯片工藝的40%-50%。光刻膠材料約占IC制造材料總成本的4%,市場巨大。因此光刻膠是半導(dǎo)體集成電路制造的重要材料。 江蘇半導(dǎo)體光刻膠光致抗蝕劑

標(biāo)簽: 三氟乙酸電子級 光刻膠