環(huán)化橡膠型光刻膠:屬于聚烴類——雙疊氮系光刻膠,。這種膠是將天然橡膠溶解后,,用環(huán)化劑環(huán)化制備而成的,。一般來說,,橡膠具有較好的耐腐蝕性,,但是它的感光活性很差,。橡膠的分子量在數(shù)十萬以上,因此溶解性甚低,,無論在光刻膠的配制還是顯影過程中都有很大困難,。因此無法直接采用橡膠為原料配制光刻膠。這一類光刻膠的重要組成部分為交聯(lián)劑,,又稱架橋劑,,可以起到光化學(xué)固化作用,依賴于帶有雙感光性官能團(tuán)的交聯(lián)劑參加反應(yīng),,交聯(lián)劑曝光后產(chǎn)生雙自由基,,它和聚烴類樹脂相作用,在聚合物分子鏈之間形成橋鍵,,變?yōu)槿S結(jié)構(gòu)的不溶性物質(zhì),。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,。蘇州正性光刻膠光致抗蝕劑
感光樹脂經(jīng)光照后,,在曝光區(qū)能很快地發(fā)生光固化反應(yīng),使得這種材料的物理性能,,特別是溶解性,、親合性等發(fā)生明顯變化。經(jīng)適當(dāng)?shù)娜軇┨幚?,溶去可溶性部分,,得到所需圖像(見圖光致抗蝕劑成像制版過程)。光刻膠用于印刷電路和集成電路的制造以及印刷制版等過程,。光刻膠的技術(shù)復(fù)雜,,品種較多。根據(jù)其化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和顯影原理,,可分負(fù)性膠和正性膠兩類,。光照后形成不可溶物質(zhì)的是負(fù)性膠,;反之,對某些溶劑是不可溶的,,經(jīng)光照后變成可溶物質(zhì)的即為正性膠,。利用這種性能,將光刻膠作涂層,,就能在硅片表面刻蝕所需的電路圖形,。上海彩色光刻膠光引發(fā)劑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圖案的媒介,。
此外,,光刻膠也可以用于液晶平板顯示等較大面積電子產(chǎn)品的制作。90年代后半期,,遵從摩爾定律的指引,,半導(dǎo)體制程工藝尺寸開始縮小到0.35um(350nm)以下,因而開始要求更高分辨率的光刻技術(shù),。深紫外光由于波長更短,,衍射作用小,所以可以用于更高分辨率的光刻光源,。隨著 KrF,、ArF等稀有氣體鹵化物準(zhǔn)分子激發(fā)態(tài)激光光源研究的發(fā)展,248nm(KrF),、193nnm(ArF)的光刻光源技術(shù)開始成熟并投入實(shí)際使用,。然而,由于 DQN 體系光刻膠對深紫外光波段的強(qiáng)烈吸收效應(yīng),,KrF和ArF作為光刻氣體產(chǎn)生的射光無法穿透DQN光刻膠,,這意味著光刻分辨率會受到嚴(yán)重影響。因此深紫外光刻膠采取了與i-line和g-line光刻膠完全不同的技術(shù)體系,,這種技術(shù)體系被稱為化學(xué)放大光阻體系(Chemically Amplified Resist, CAR),。
1)增感劑(光引發(fā)劑):是光刻膠的關(guān)鍵成分,對光刻膠的感光度,、分辨率起著決定性作用,。2)感光樹脂(聚合劑):用于將光刻膠中不同材料聚合在一起,構(gòu)成光刻膠的骨架,,決定光刻膠的硬度,、柔韌性、附著力等基本屬性,。3)溶劑:是光刻膠中比較大成分,,目的是使光刻膠處于液態(tài),但溶劑本身對光刻膠的化學(xué)性質(zhì)幾乎無影響,。4)助劑:通常是專有化合物,,主要用來改變光刻膠特定化學(xué)性質(zhì),。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域,光刻膠可分為半導(dǎo)體光刻膠,、LCD光刻膠和PCB光刻膠,,其技術(shù)壁壘依次降低(半導(dǎo)體光刻膠> LCD光刻膠> PCB光刻膠)。從國產(chǎn)化進(jìn)程來看,,PCB光刻膠目前國產(chǎn)替代進(jìn)度較快,,LCD光刻膠替代進(jìn)度相對較快,而在半導(dǎo)體光刻膠領(lǐng)域國產(chǎn)技術(shù)較國外先進(jìn)技術(shù)差距比較大,。光刻膠的研發(fā)是不斷進(jìn)行配方調(diào)試的過程,,且難以通過現(xiàn)有產(chǎn)品反向解構(gòu)出其配方,這對技術(shù)有很大的要求,。
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。光刻膠的國產(chǎn)化公關(guān)正在展開,,在面板屏顯光刻膠領(lǐng)域,,中國已經(jīng)出現(xiàn)了一批有競爭力的本土企業(yè)。正性光刻膠曝光
光刻膠行業(yè)日系企業(yè)實(shí)力雄厚,,國內(nèi)廠商有望復(fù)刻成功經(jīng)驗(yàn),。蘇州正性光刻膠光致抗蝕劑
2005年,IBM公司的Naulleau等利用MET@ALS評測了KRS光刻膠的EUV性能,,可獲得線寬35nm,、占空比1∶1的圖案和線寬28.3nm、占空比1∶4的圖案(圖13。不過,,KRS在曝光過程中需要有少量的水參與,,因此其曝光設(shè)備中需要引入水蒸氣。由于EUV光刻需要在高真空環(huán)境中進(jìn)行,,任何氣體的引入都會導(dǎo)致真空環(huán)境的破壞,、光路和掩模版的污染,所以盡管KRS呈現(xiàn)出比MET-1K更高的分辨率,,但依然未能廣泛應(yīng)用于EUV光刻技術(shù)中,。上述化學(xué)放大光刻膠基本沿用了KrF光刻膠的材料,隨著EUV光刻技術(shù)的不斷進(jìn)展,,舊材料已不能滿足需求,。蘇州正性光刻膠光致抗蝕劑