江浙滬LCD觸摸屏用光刻膠單體

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-04-29

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: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。江浙滬LCD觸摸屏用光刻膠單體

20世紀(jì)七八十年代,我國(guó)光刻膠研發(fā)水平一直與國(guó)外持平。1977年,化學(xué)研究所曾出版了我國(guó)一部有關(guān)光刻膠的專著《光致抗蝕劑:光刻膠》。但隨后的1990~2010年,由于缺乏芯片產(chǎn)業(yè)的牽引,我國(guó)光刻膠研發(fā)處于停滯狀態(tài)。直到2010年后,我國(guó)才又開始重新組建光刻膠研發(fā)隊(duì)伍。目前我國(guó)的EUV光刻膠主要集中在單分子樹脂型和有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化型,暫無(wú)傳統(tǒng)高分子EUV光刻膠的相關(guān)工作見(jiàn)諸報(bào)道。我國(guó)開展EUV光刻膠研究的主要有化學(xué)研究所楊國(guó)強(qiáng)課題組和理化技術(shù)研究所李嫕課題組。江浙滬顯示面板光刻膠光致抗蝕劑光刻膠又稱光致抗蝕劑,是一種對(duì)光敏感的混合液體。

根據(jù)不同原子對(duì) EUV 光的吸收截面可知,硅原子和硼原子對(duì)EUV光的吸收較弱,有助于提高光刻膠薄膜的透明度,從而提高光刻膠的對(duì)比度,同時(shí)還可增加光刻膠的抗刻蝕性。HSQ在吸收光子(或電子)后,硅-氫鍵斷裂,與水分子反應(yīng)生成硅醇,兩個(gè)硅醇之間又生成硅-氧-硅鍵,交聯(lián)形成無(wú)法溶解在TMAH顯影液中的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。HSQ廣泛應(yīng)用于電子束光刻中,也可用于EUV光刻。2005年,美國(guó)威斯康星大學(xué)的Nealey等率先將HSQ用于EUV光刻,得到了線寬為26.4nm、LER為5.1nm的光刻線條。隨后,瑞士光源的Solak課題組利用HSQ制備出了20nm的L/S密集線條,并通過(guò)工藝調(diào)整獲得了優(yōu)于PMMA光刻膠的靈敏度。

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。光刻膠發(fā)展至今已有百年歷史,現(xiàn)已用于集成電路、顯示、PCB 等領(lǐng)域,是光刻工藝的重要材料。

三苯基硫鎓鹽是常用的EUV光刻膠光致產(chǎn)酸劑,也具有枝狀結(jié)構(gòu)。佐治亞理工的Henderson課題組借鑒主體材料鍵合光敏材料的思路,制備了一種枝狀單分子樹脂光刻膠TAS-tBoc-Ts。雖然他們?cè)臼窍胍铣梢环N化學(xué)放大型光刻膠,但根據(jù)是否后烘,TAS-tBoc-Ts既可呈現(xiàn)負(fù)膠也可呈現(xiàn)正膠性質(zhì)。曝光后若不后烘,硫鎓鹽光解形成硫醚結(jié)構(gòu),生成的光酸不擴(kuò)散,不會(huì)引發(fā)t-Boc的離去;曝光區(qū)域不溶于水性顯影液,未曝光區(qū)域?yàn)殡x子結(jié)構(gòu),微溶于水性顯影液,因而可作為非化學(xué)放大型負(fù)性光刻膠。曝光后若后烘,硫鎓鹽光解產(chǎn)生的酸引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng),t-Boc基團(tuán)離去露出酚羥基;使用堿性顯影液,曝光區(qū)域的溶解速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于未曝光區(qū)域,因此又可作為化學(xué)放大型正性光刻膠。這個(gè)工作雖然用DUV光刻和電子束光刻測(cè)試了此類光刻膠的光刻性能,但由于EUV光刻機(jī)理與電子束光刻的類似性,本工作也為新型EUV光刻膠的設(shè)計(jì)開辟了新思路。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。嘉定光交聯(lián)型光刻膠集成電路材料

光刻膠必須在存儲(chǔ)和處理中受到保護(hù)。江浙滬LCD觸摸屏用光刻膠單體

利用基團(tuán)變化導(dǎo)致光刻膠溶解性變差構(gòu)建負(fù)性光刻膠的,還有日本日立公司的Kojima等,他們與日本東京應(yīng)化工業(yè)的研發(fā)人員開發(fā)了一種枝狀單分子樹脂分子3M6C-MBSA-BL。3M6C-MBSA-BL內(nèi)含有γ-羥基羧酸基團(tuán),在強(qiáng)酸的作用下,可以發(fā)生分子內(nèi)脫水,由易溶于堿性顯影液的羧酸變?yōu)殡y溶于羧酸顯影液的內(nèi)酯,因而可作為負(fù)膠使用。Kojima等檢測(cè)了其作為電子束光刻膠的性能,獲得了40nm線寬的線條,呈現(xiàn)出較好的抗刻蝕性,但它作為EUV光刻膠的能力還有待驗(yàn)證。江浙滬LCD觸摸屏用光刻膠單體