嘉定LCD觸摸屏用光刻膠顯示面板材料

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，限制EUV光刻膠發(fā)展的都是光源功率太低，因此研發(fā)人員開始反過來選用對(duì)EUV光吸收更強(qiáng)的元素來構(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（MAA）為原料，通過溶膠-凝膠法制備了穩(wěn)定的粒徑在2~3nm的核-殼結(jié)構(gòu)納米顆粒。納米顆粒以HfO2或ZrO2為核，具有很高的抗刻蝕性和對(duì)EUV光的吸收能力；而有機(jī)酸殼層不但是光刻膠曝光前后溶解度改變的關(guān)鍵，還能使納米顆粒穩(wěn)定地分散于溶劑之中，確保光刻膠的成膜性。ZrO2-MAA納米材料加入自由基引發(fā)劑后可實(shí)現(xiàn)負(fù)性光刻，在4.2mJ·cm?2的劑量下獲得22nm寬的線條；而加入光致產(chǎn)酸劑曝光并后烘，利用TMAH顯影則可實(shí)現(xiàn)正性光刻。按顯示效果分類：光刻膠可分為正性光刻膠和負(fù)性光刻膠。嘉定LCD觸摸屏用光刻膠顯示面板材料

目前使用的ZEP光刻膠即采用了前一種策略。日本瑞翁公司開發(fā)的ZEP光刻膠起初用于電子束光刻，常用的商用品種ZEP520A為α-氯丙烯酸甲酯和α-甲基苯乙烯的1∶1共聚物。氯原子的引入可提高靈敏度，此外苯乙烯部分也可提高抗刻蝕性和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。采用后一種策略時(shí)，常用的高分子主鏈有聚碳酸酯和聚砜。2010年，美國(guó)紐約州立大學(xué)的課題組報(bào)道了一系列以聚碳酸酯高分子為主體材料的光刻膠，高分子主鏈中具有二級(jí)或三級(jí)烯丙酯結(jié)構(gòu)可在酸催化下裂解形成雙鍵和羧酸。此外，他們還在高分子中引入了芳香基團(tuán)，以增強(qiáng)其抗刻蝕性。可獲得36nm線寬、占空比為1∶1的線條，22.5mJ·cm?2的劑量下可獲得線寬為26nm的線條。上海KrF光刻膠集成電路材料光刻膠行業(yè)日系企業(yè)實(shí)力雄厚，國(guó)內(nèi)廠商有望復(fù)刻成功經(jīng)驗(yàn)。

2018年，相關(guān)研究課題小組報(bào)道了一系列含有第VIII族元素的六配位型的配合物，配體為聯(lián)吡啶或草酸。他們研究了聯(lián)吡啶數(shù)量和草酸根數(shù)量的多少對(duì)光刻膠靈敏度的影響情況。其中含有兩個(gè)草酸配體、一個(gè)聯(lián)吡啶配體結(jié)構(gòu)的材料具有較高的靈敏度，也可獲得分辨率較高的光刻線條。其他配體結(jié)構(gòu)的靈敏度都不如以上配體結(jié)構(gòu)的靈敏度高。EUV光導(dǎo)致草酸根部分分解后，會(huì)發(fā)生分子間的交聯(lián)反應(yīng)。配合物靈敏度與中心金屬原子相關(guān)，順序?yàn)镃r<Fe<Co，剛好與其對(duì)EUV光的吸收能力一致。

EUV光刻膠的基本原理與所有使用其他波長(zhǎng)光曝光的光刻膠是相同的，都是在光照后發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)及熱化學(xué)反應(yīng)，主體材料結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致光刻膠溶解度轉(zhuǎn)變，從而可以被部分顯影。但與其他波長(zhǎng)曝光的光刻工藝相比，EUV光刻也有著諸多的不同。從化學(xué)反應(yīng)機(jī)理來看，EUV光刻與前代光刻差異是，引發(fā)反應(yīng)的，不僅有光子，還有由13.5nm軟X射線激發(fā)出的二次電子。EUV光刻用到的光子能量高達(dá)92eV，曝光過程中，幾乎所有的原子都能吸收EUV光子而發(fā)生電離，并產(chǎn)生高能量的二次電子（65~87eV）和空穴，二次電子可以繼續(xù)激發(fā)光敏劑，形成活性物種。目前，我國(guó)光刻膠自給率較低，生產(chǎn)也主要集中在中低端產(chǎn)品，國(guó)產(chǎn)替代的空間廣闊。

除了枝狀分子之外，環(huán)狀單分子樹脂近年來也得到了迅速發(fā)展。這些單分子樹脂的環(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。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。江浙滬光分解型光刻膠顯示面板材料

光刻膠是一大類具有光敏化學(xué)作用的高分子聚合物材料，是轉(zhuǎn)移紫外曝光或電子束曝照?qǐng)D案的媒介。嘉定LCD觸摸屏用光刻膠顯示面板材料

更高的分辨率和抗刻蝕性，合適的靈敏度，更低的粗糙度，依然是研發(fā)人員需要繼續(xù)努力的目標(biāo)。隨著3nm乃至2nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)進(jìn)入半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展的日程表，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)線寬的光刻技術(shù)和光刻膠也應(yīng)該早日成熟。臺(tái)積電在5nm制程中已經(jīng)用到了多達(dá)14層的EUV光刻，3nm制程對(duì)EUV光刻的需求量顯然只會(huì)更多，要求也只會(huì)更高。此外，EUV光刻過程中也有許多機(jī)理問題尚需進(jìn)一步明確，尤其是起步較晚的有機(jī)-無機(jī)雜化光刻膠，現(xiàn)有光刻機(jī)理報(bào)道之間常常見到矛盾的論述。嘉定LCD觸摸屏用光刻膠顯示面板材料