雖然在2007年之后,一些波長更短的準(zhǔn)分子光刻光源技術(shù)陸續(xù)出現(xiàn),,但是這些波段的輻射都很容易被光刻鏡頭等光學(xué)材料吸收,,使這些材料受熱產(chǎn)生膨脹而無法正常工作。少數(shù)可以和這些波段的輻射正常工作的光學(xué)材料,,比如氟化鈣(螢石)等,,成本長期居高不下。再加上浸沒光刻和多重曝光等新技術(shù)的出現(xiàn),,193nm波長ArF光刻系統(tǒng)突破了此前 65nm 分辨率的瓶頸,,所以在45nm 到10nm之間的半導(dǎo)體制程工藝中,ArF光刻技術(shù)仍然得到了很大的應(yīng)用,。在與浸沒光刻相對的干法光刻中,,光刻透鏡與光刻膠之間是空氣。光刻膠直接吸收光源發(fā)出的紫外輻射并發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),。在浸沒光刻中,,光刻鏡頭與光刻膠之間是特定液體。這些液體可以是純水也可以是別的化合物液體,。光刻光源發(fā)出的輻射經(jīng)過這些液體的時候發(fā)生了折射,,波長變短,。這樣,在不改變光源的前提條件下,,更短波長的紫外光被投影光刻膠上,,提高了光刻加工的分辨率。光刻膠所屬的微電子化學(xué)品是電子行業(yè)與化工行業(yè)交叉的領(lǐng)域,,是典型的技術(shù)密集行業(yè),。蘇州黑色光刻膠印刷電路板
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。江蘇LCD觸摸屏用光刻膠光致抗蝕劑以分子玻璃為成膜樹脂制備的光刻膠能夠獲得較高的分辨率和較低粗糙度的圖形,。
分子玻璃是一種具有較高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的單分散小分子有機(jī)化合物,其結(jié)構(gòu)為非共面和不規(guī)則,,能夠避免結(jié)晶,,與產(chǎn)酸劑具有優(yōu)良的相容性。以分子玻璃為成膜樹脂制備的光刻膠能夠獲得較高的分辨率和較低粗糙度的圖形,。金屬氧化物光刻膠使用金屬離子及有機(jī)配體構(gòu)建其主體結(jié)構(gòu),,有機(jī)配體中包含光敏基團(tuán),借助光敏基團(tuán)的感光性及其引發(fā)的后續(xù)反應(yīng)實現(xiàn)光刻膠所需的性能,。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。
美國能源部布魯克海文國家實驗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。
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,。在平板顯示行業(yè);主要使用的光刻膠有彩色及黑色光刻膠,、LCD觸摸屏用光刻膠,、TFT-LCD正性光刻膠等。上海i線光刻膠
經(jīng)過多年技術(shù)積累,,國內(nèi)已形成一定光刻膠用電子化學(xué)品產(chǎn)能,,國內(nèi)公司市場份額逐步提升,國產(chǎn)替代正在進(jìn)行,。蘇州黑色光刻膠印刷電路板
通常光刻膠等微電子化學(xué)品不僅品質(zhì)要求高,,而且需要多種不同的品類滿足下游客戶多樣化的需。如果沒有規(guī)模效益,,供應(yīng)商就無法承擔(dān)滿足多樣化需求帶來的開銷,。因此,品種規(guī)模構(gòu)成了進(jìn)入該行業(yè)的重要壁壘,。同時,,一般微電子化學(xué)品具有一定的腐蝕性,對生產(chǎn)設(shè)備有較高的要求,,且生產(chǎn)環(huán)境需要進(jìn)行無塵或微塵處理,。制備微電子化學(xué)品還需要全封閉,、自動化的工藝流程,以避免污染,,提高質(zhì)量,。因此,光刻膠等微電子化學(xué)品生產(chǎn)在安全生產(chǎn),、環(huán)保設(shè)備,、生產(chǎn)工藝系統(tǒng)、過程控制體系以及研發(fā)投資等方面要求較高,。如果沒有強(qiáng)大的資金實力,,企業(yè)就難以在設(shè)備、研發(fā)和技術(shù)服務(wù)上取得競爭優(yōu)勢,,以提升可持續(xù)發(fā)展能力,。因此,光刻膠這樣的微電子化學(xué)品行業(yè)具備較高的資金壁壘,。蘇州黑色光刻膠印刷電路板
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