熱壓法能夠有效增大光刻膠光柵的占寬比你,工藝簡單、可靠,無需昂貴設(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到了12.6,氮化硅光柵掩模的占寬比更是高達0.72,光柵質(zhì)量很高,線條粗細均勻、邊緣光滑。值得注意的是,熱壓法通過直接展寬光刻膠光柵線條來增大占寬比,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。國內(nèi)光刻膠市場增速遠高于全球,國內(nèi)企業(yè)投入加大,未來有望實現(xiàn)技術(shù)趕超。昆山顯示面板光刻膠集成電路材料
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)機理與EUV光刻有較多的相似點。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。蘇州PCB光刻膠光致抗蝕劑在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。
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。雖然他們原本是想要合成一種化學(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),生成的光酸不擴散,不會引發(fā)t-Boc的離去;曝光區(qū)域不溶于水性顯影液,未曝光區(qū)域為離子結(jié)構(gòu),微溶于水性顯影液,因而可作為非化學(xué)放大型負性光刻膠。曝光后若后烘,硫鎓鹽光解產(chǎn)生的酸引發(fā)鏈式反應(yīng),t-Boc基團離去露出酚羥基;使用堿性顯影液,曝光區(qū)域的溶解速率遠遠大于未曝光區(qū)域,因此又可作為化學(xué)放大型正性光刻膠。這個工作雖然用DUV光刻和電子束光刻測試了此類光刻膠的光刻性能,但由于EUV光刻機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)計開辟了新思路。
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 EUV 光都有較強的吸收能力,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)進一步增強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,距離實際應(yīng)用還有一段距離。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。
2015年,Brainard課題組設(shè)計并制備了一系列金屬配合物[RnM(O2CR′)2],其中R基團可為苯基、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。對上述光刻膠進行電子束光刻,經(jīng)過對R基團數(shù)目、各基團種類的篩選后,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分辨率時獲得很低的LER(1.4nm以下),但其靈敏度太差,需要劑量高達600mJ·cm?2。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同,光刻膠可分為 PCB 光刻膠、LCD 光刻膠和半導(dǎo)體光刻膠,技術(shù)門檻逐漸遞增。普陀彩色光刻膠集成電路材料
在選擇光刻膠時需要考慮化學(xué)性質(zhì)、照射時間、敏感度和穩(wěn)定性等因素,以確保所選的光刻膠能夠滿足制造要求。昆山顯示面板光刻膠集成電路材料
在EUV圖形曝光工序中,光致產(chǎn)酸劑產(chǎn)生光酸,這些光酸一方面可以與光刻膠主體材料的離去基團反應(yīng),另一方面也可使光敏劑前體變?yōu)楣饷魟?。EUV曝光結(jié)束后,曝光區(qū)域富集了大量的光敏劑。再進行UV整片曝光,此時,只有富集了光敏劑的區(qū)域可以吸收UV光,光敏劑作為天線,使膠膜中的光致產(chǎn)酸劑繼續(xù)產(chǎn)生光酸;與之相對地,EUV曝光過程中未曝光區(qū)域由于有對UV光透明的光敏劑前體,對UV光同樣沒有吸收的光致產(chǎn)酸劑無法形成光酸,進而無法發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。接著,需像其他的化學(xué)放大光刻膠一樣,進行后烘、顯影即可得到光刻圖形。昆山顯示面板光刻膠集成電路材料