上海PCB光刻膠集成電路材料

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。光刻膠的技術(shù)壁壘包括配方技術(shù)，質(zhì)量控制技術(shù)和原材料技術(shù)。上海PCB光刻膠集成電路材料

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。蘇州ArF光刻膠顯示面板材料光刻膠也稱為光致抗蝕劑，是一種光敏材料，受到光照后特性會(huì)發(fā)生改變，主要應(yīng)用于電子工業(yè)和印刷工業(yè)領(lǐng)域。

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。

2005年，研究人員利用美國光源的高數(shù)值孔徑微觀曝光工具評(píng)價(jià)了RohmandHaas公司研發(fā)的新型ESCAP光刻膠MET-1K，并將其與先前的EUV-2D光刻膠相比較。與EUV-2D相比，MET-1K添加了更多的防酸擴(kuò)散劑。使用0.3NA的EUV曝光工具，在90~50nm區(qū)間，EUV-2D和MET-1K的圖形質(zhì)量都比較好；但當(dāng)線寬小于50nm時(shí)，EUV-2D出現(xiàn)明顯的線條坍塌現(xiàn)象，而MET-1K則直到35nm線寬都能保持線條完整。在45nm線寬時(shí)，MET-1K仍能獲得較好的粗糙度，LER達(dá)到6.3nm?？梢奙ET-1K的光刻性能要優(yōu)于EUV-2D。從此，MET-1K逐漸代替EUV-2D，成為新的EUV光刻設(shè)備測(cè)試用光刻膠。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。

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。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。蘇州ArF光刻膠顯示面板材料

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。上海PCB光刻膠集成電路材料

光刻膠的曝光機(jī)理很復(fù)雜。Ober課題組和Giannelis課題組指出，其中起主導(dǎo)作用的應(yīng)為配體交換過程。若體系內(nèi)有光致產(chǎn)酸劑或光自由基引發(fā)劑，它們?cè)谑艿焦庹蘸笮纬尚碌呐潴w，與金屬納米顆粒表面的配體交換；若不加入光敏劑，光照后納米顆粒殼層的少量羧酸基團(tuán)會(huì)與納米顆粒解離，從而改變金屬氧化物電荷，使雙電層變寬，促使納米顆粒的聚集。但美國德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校的Mattson等通過原位紅外光譜、X射線光電子能譜和密度泛函計(jì)算等手段發(fā)現(xiàn)，溶解度轉(zhuǎn)變過程主要是由于配體發(fā)生了自由基引發(fā)的不飽和碳-碳雙鍵交聯(lián)反應(yīng)導(dǎo)致的。此類光刻膠的反應(yīng)機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。上海PCB光刻膠集成電路材料