光刻胶基本参数
  • 品牌
  • 蔚云
  • 型号
  • 25KG/桶
光刻胶企业商机

由于EUV光刻胶膜较薄,通常小于100nm,对于精细的线条,甚至不足50nm,因此光刻胶顶部与底部的光强差异便显得不那么重要了。而很长一段时间以来,限制EUV光刻胶发展的都是光源功率太低,因此研发人员开始反过来选用对EUV光吸收更强的元素来构建光刻胶主体材料。于是,一系列含有金属的EUV光刻胶得到了发展,其中含金属纳米颗粒光刻胶是其中的典型。2010年,Ober课题组和Giannelis课题组首度报道了基于HfO2的金属纳米颗粒光刻胶,并研究了其作为193nm光刻胶和电子束光刻胶的可能性。随后,他们将这一体系用于EUV光刻,并将氧化物种类拓宽至ZrO2。他们以异丙醇铪(或锆)和甲基丙烯酸(MAA)为原料,通过溶胶-凝胶法制备了稳定的粒径在2~3nm的核-壳结构纳米颗粒。纳米颗粒以HfO2或ZrO2为核,具有很高的抗刻蚀性和对EUV光的吸收能力;而有机酸壳层不但是光刻胶曝光前后溶解度改变的关键,还能使纳米颗粒稳定地分散于溶剂之中,确保光刻胶的成膜性。ZrO2-MAA纳米材料加入自由基引发剂后可实现负性光刻,在4.2mJ·cm−2的剂量下获得22nm宽的线条;而加入光致产酸剂曝光并后烘,利用TMAH显影则可实现正性光刻。光刻胶所属的微电子化学品是电子行业与化工行业交叉的领域,是典型的技术密集行业。华东显示面板光刻胶光致抗蚀剂

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2018年,相关研究课题小组报道了一系列含有第VIII族元素的六配位型的配合物,配体为联吡啶或草酸。他们研究了联吡啶数量和草酸根数量的多少对光刻胶灵敏度的影响情况。其中含有两个草酸配体、一个联吡啶配体结构的材料具有较高的灵敏度,也可获得分辨率较高的光刻线条。其他配体结构的灵敏度都不如以上配体结构的灵敏度高。EUV光导致草酸根部分分解后,会发生分子间的交联反应。配合物灵敏度与中心金属原子相关,顺序为Cr<Fe<Co,刚好与其对EUV光的吸收能力一致。浦东光刻胶印刷电路板按照化学结构分类:光刻胶可以分为光聚合型,光分解型,光交联型和化学放大型。

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在Shirota等的工作基础之上,2005年起,美国康奈尔大学的Ober课题组将非平面树枝状连接酸敏基团的策略进一步发展,设计并合成了一系列用于EUV光刻的单分子树脂光刻胶,这些光刻胶分子不再局限于三苯基取代主要,具有更复杂的枝状拓扑结构。三级碳原子的引入使其更不易形成晶体,有助于成膜性能的提高;更复杂的拓扑结构,也便于在分子中设置数量不同的酸敏基团,有利于调节光刻胶的灵敏度。他们研究了后烘温度、显影剂浓度等过程对单分子树脂材料膨胀行为的影响,获得20nm分辨率的EUV光刻线条,另外,他们也研究了利用超临界CO2作为显影剂的可能性。

除了使用小分子作为金属氧化物配体的光刻胶之外,Gonsalves课题组还报道了一种以聚合物作为配体的体系。他们以甲基丙烯酸配体的HfO2纳米颗粒和带有硫鎓盐的甲基丙烯酸酯为原料,进行自由基聚合反应,使HfO2纳米颗粒的配体变为侧基带有硫鎓盐的聚甲基丙烯酸甲酯,光照后,硫鎓盐变成硫醚,在水性显影液中无法溶解,从而实现负性光刻。金属纳米颗粒一方面作为天线,有助于提高光刻胶的灵敏度;另一方面也可以提高抗刻蚀性。但是该光刻胶未获得分辨率优于40nm的图形,可能是因为该体系与基底的黏附力不佳。有机-无机杂化光刻胶结合了有机和无机材料的优点,在可加工性、抗蚀刻性、极紫外光吸收具有优势。

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关于光刻胶膜对EUV光的吸收能力,研究人员的观点曾发生过较大的转变。刚开始研究人员认为光刻胶应对EUV尽量透明,以便EUV光可以顺利透过光刻胶膜。对于紫外、深紫外光刻来说,如果光子不能透过胶膜,则会降低光刻的对比度,即开始曝光剂量和完全曝光剂量之间存在较大的差值,从而使曝光边界处图案不够陡直。所以,早期的EUV光刻胶研发通常会在分子结构中引入Si、B等EUV吸收截面较小的元素,而避免使用F等EUV吸收截面较大的元素。随后研究人员又发现,即使是对EUV光吸收较强的主体材料,还是“过于透明”了,以至于EUV光刻的灵敏度难以提高。因此,科研人员开始转向寻求吸收更强的主体材料,研发出了一系列基于金属元素的有机-无机杂化光刻胶。光刻胶生产工艺复杂,技术壁垒高,其研发和量产对企业都具有极高要求。昆山黑色光刻胶显影

光刻胶属于技术和资本密集型行业,目前主要技术主要掌握在日、美等国际大公司手中,全球供应市场高度集中。华东显示面板光刻胶光致抗蚀剂

构建负胶除了可通过改变小分子本身的溶解性以外,还可以利用可发生交联反应的酸敏基团实现分子间的交联,从而改变溶解度。Henderson课题组报道了一系列含有环氧乙烷基团的枝状单分子树脂。环氧乙烷基团在酸的作用下发生开环反应再彼此连接,从而可形成交联网状结构,使光刻胶膜的溶解性能降低,可作为负性化学放大光刻胶。通过增加体系内的芳香结构来进一步破坏分子的平面性,可以获得更好的成膜性和提高玻璃化转变温度;同时,每个分子上的环氧基团从两个增加为四个后,灵敏度提高了,分辨率也有所提高。华东显示面板光刻胶光致抗蚀剂

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