光刻胶的发展及应用
光刻胶photoresist性能及发展趋势简介
光刻胶成分：树脂（resin）、感光剂（photo active compound）和溶剂（solvent）。
树脂是一种有机聚合物，他的分子链长度决定了光刻胶的许多性质。
长链能增加热稳定性，增加抗腐蚀能力，降低曝光部分的显影速度，而短链能增加光刻胶和基底间的吸附，因此一般光刻胶树脂的长度为8-20个单体。
对于正性（positive tone）光刻胶，感光剂在曝光后发生化学反应，增加了树脂在显影液中的溶解度，从而使得曝光部分在显影过程中被冲洗掉；对于负性（negative tone）光刻胶，感光剂在曝光后诱导树脂分子发生交联（cross linking），使得曝光部分不被显影液溶解。
溶剂保持光刻胶的流动性，因此通过甩胶能够形成非常薄的光刻胶。
光刻胶的主要技术参数：1.分辨率（resolution）。
通常用关键尺寸（Critical Dimension）来衡量，CD越小，光刻胶的分辨率越高。
光刻胶的厚度会影响分辨率，当关键尺寸比光刻胶的厚度小很多时，光刻胶高台会塌陷，产生光刻图形的变形。
光刻胶中树脂的分子量会影响刻线的平整度，用小分子代替聚合物会得到更高的极限分辨率1。
另外，在化学放大光刻胶（CAR）中，光致产酸剂的扩散会导致图形的模糊，降低分辨率2。
2.对比度（contrast）。
指光刻胶曝光区到非曝光区侧壁的陡峭程度。
对比度越大，图形分辨率越高。
3.敏感度（sensitivity）。
对于某一波长的光，要在光刻胶上形成1/news177697613.html2G.M. Wallraff, D.R. Medeiros, Proc. SPIE 5753 (2005) 309.图像需要的最小能量密度值称为曝光的最小剂量，单位mJ/cm，通常用最小剂量的倒数也就是灵敏度来衡量光刻胶对光照的灵敏程度和曝光的速度。
灵敏度越高，曝光完成需要的时间越小。
通过曝光曲线，我们可以直观地看到对比度、分辨率和敏感度。
上图为ABC三种光刻胶的曝光曲线。
光刻胶行业深度：行业壁垒、前景分析、产业链及相关公司深度梳理
光刻胶发展至今已有百年历史，现已广泛用于集成电路、显示、PCB等领域，是光刻工艺的核心材料。
高壁垒和高价值量是光刻胶的典型特征。
光刻胶属于技术和资本密集型行业，全球供应市场高度集中。
而目前，我国光刻胶自给率较低，生产也主要集中在中低端产品，国产替代的空间广阔。
随着国内厂商在高端光刻胶领域的逐步突破，未来国产替代进程有望加速。
下面我们通过对光刻胶概述、发展壁垒、相关政策、产业链及相关公司等方面进行深度梳理，试图把握光刻胶未来发展。
01光刻胶行业概述1.光刻是光电信息产业链中核心环节光刻技术是指利用光学-化学反应原理和化学、物理刻蚀方法，将图形传递到介质层上，形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术，是光电信息产业链中的核心环节之一。
以芯片制造为例，在晶圆清洗、热氧化后，需通过光刻和刻蚀工艺，将设计好的电路图案转移到晶圆表面上，实现电路布图，之后再进行离子注入、退火、扩散、气相沉积、化学机械研磨等流程，最终在晶圆上实现特定的集成电路结构。
2.光刻胶是光电工艺核心材料光刻胶，又称光致抗蚀剂，是一种对光敏感的混合液体，是光刻工艺中最核心的耗材，其性能决定着光刻质量。
作为图像转移“中介”，光刻胶是通过曝光显影蚀刻工艺发挥转移作用，首先将光刻胶涂覆于有功能层的基底上，然后紫外光通过掩膜版进行曝光，在曝光区促使光刻胶发生溶解度变化反应，选择性改变其在显影液中的溶解度，未溶解部分最后在蚀刻过程中起保护作用，从而将掩模版上的图形转移到基底上。
3.光刻胶分类（1）按反应机理可分为正性和负性光刻胶根据化学反应机理不同，光刻胶可分正性光刻胶和负性光刻胶。
正性光刻胶受光照射后，感光部分发生分解反应，可溶于显影液，未感光部分显影后仍留在基底表面，形成的图形与掩膜版相同。
负性光刻胶正好相反，曝光后的部分形成交联网格结构，在显影液中不可溶，未感光部分溶解，形成的图形与掩膜版相反。
（2）按应用领域可分为PCB、LCD、半导体光刻胶根据应用领域不同，光刻胶可分为PCB光刻胶、LCD光刻胶和半导体光刻胶，技术门槛逐渐递增。
光刻胶行业分析报告
光刻胶行业分析报告
摘要：随着信息技术、芯片技术和半导体工艺技术的发展，光刻胶在
电子行业中的使用非常普遍，因此光刻胶行业被认为是一个蓬勃发展的行业。
本文旨在分析光刻胶行业的现状和发展趋势，以及主要企业在行业的
地位和发展状况。
一、光刻胶行业概况
光刻胶行业是一个非常广泛的行业，由于其对电子工业的重要作用，
因此在近年来得到了广泛关注。
光刻胶有多种类型，其中包括高分子光刻胶、金属光刻胶、低分子光刻胶和硅油光刻胶，其应用广泛，从芯片制造、电路板制造到半导体零件装配等，都可用光刻胶替代传统的刻蚀过程。
二、光刻胶行业发展趋势
随着信息技术和半导体技术的发展，光刻胶市场也迅速发展，结构调
整也不断进行中，制造商正在努力开发新技术，以满足客户的需求。
1.高性能光刻胶
产品技术的不断提高，使得企业对光刻胶的性能要求越来越高，因此
高性能光刻胶的需求也在不断上升。
目前，企业正在努力开发出具有高性能、质量稳定的光刻胶产品，以满足客户的需求。
2.光刻胶的节能
由于光刻胶的应用范围变得越来越广泛，因此节能技术的应用也变得
越来越重要。
光刻胶前景
光刻胶前景光刻胶前景光刻胶是一种重要的材料和技术，广泛应用于微电子、光电子、光学和纳米技术等领域。
光刻胶的前景十分广阔，具有许多优势和潜在的应用。
首先，光刻胶在微电子领域有广泛的应用前景。
微电子技术已成为现代社会的重要组成部分。
光刻胶作为微电子工艺中的关键材料，可以用于制造晶体管、集成电路和显示器件等微小电子器件。
随着科技的迅速发展，人们对于电子器件的需求也在不断增加，而光刻胶的高精度、高分辨率的特性可以满足微电子器件制造的需求。
其次，光刻胶在光电子领域有巨大的潜力。
光电子学是研究光与电的相互作用以及光能量的发射、接收与转化的学科。
光刻胶可以用于制造光波导、光纤和光学元件等光电子器件。
这些器件在通信、光存储、激光技术和传感器等领域有着广泛的应用。
随着光电子技术的不断发展，光刻胶在光电子学中将发挥更大的作用，推动光电子学的发展。
另外，光刻胶在光学领域有着重要的应用前景。
光学是研究光的传播规律和光与物质相互作用的科学。
光刻胶可以用于制造光学元件如光学薄膜、透镜和分光仪器等，以及光学薄膜的刻蚀、修复和模板制作等。
这些光学器件在光学信息处理、光学通信、光学成像和激光技术等领域都有着广泛的应用。
随着人们对光学技术应用的需求不断增加，光刻胶的应用前景也将更加广阔。
此外，光刻胶在纳米技术领域也具备良好的发展前景。
纳米技术是一种研究和制造纳米尺度下材料和器件的技术，具有广泛的应用前景。
光刻胶可以用于制造纳米结构和纳米器件，如纳米线、纳米颗粒和纳米孔等。
通过控制光刻胶的光刻和显影过程，可以实现对纳米级特殊结构的精确定位和控制，这对于纳米尺度材料的制备和纳米器件的性能优化有着重要意义。
总结起来，光刻胶在微电子、光电子、光学和纳米技术等领域都有着广泛的应用前景。
光刻胶的高精度、高分辨率和可控性等特性，使其成为各个领域中不可或缺的材料和技术。
随着科技的进步和需求的增加，光刻胶的应用前景将更加广阔，推动着相关领域的发展和进步。
arf光刻胶分子量
arf光刻胶分子量摘要：一、arf光刻胶简介1.arf光刻胶的定义2.arf光刻胶的作用二、arf光刻胶的分子量1.分子量的重要性2.分子量对光刻效果的影响3.常见arf光刻胶的分子量范围三、如何选择合适的arf光刻胶分子量1.根据制程要求选择2.考虑设备兼容性3.结合实际应用需求四、arf光刻胶分子量在我国的研究现状及发展前景1.我国arf光刻胶分子量研究进展2.我国arf光刻胶分子量发展面临的挑战3.未来发展趋势与建议正文：一、arf光刻胶简介arf光刻胶，全称为抗反射光刻胶，是一种应用于微电子制造过程中的光刻材料。
它具有高分辨率、高对比度等优点，能够满足集成电路制程中对细节尺寸和精度的严苛要求。
在光刻过程中，arf光刻胶通过涂抹在硅片等基材表面，经过曝光、显影等工艺步骤，形成所需的微小图形，从而实现电路图形的转移和刻蚀。
二、arf光刻胶的分子量1.分子量的重要性光刻胶的分子量直接影响到其性能和应用范围。
分子量的大小决定了光刻胶的溶解性、粘度、表面张力等物理性质，进而影响光刻图形的精细程度、边缘效果等关键指标。
因此，选择合适分子量的光刻胶至关重要。
2.分子量对光刻效果的影响（1）图形分辨率：分子量较小的光刻胶，在曝光过程中更容易形成精细的图形，从而提高分辨率。
（2）边缘效果：分子量适中的光刻胶，在显影过程中容易形成陡峭的边缘，降低显影液对边缘的突触影响，提高边缘效果。
（3）抗蚀性：分子量较大的光刻胶，其抗蚀性能更好，有利于提高图形转移的可靠性。
3.常见arf光刻胶的分子量范围不同类型的arf光刻胶，其分子量范围也有所不同。
一般来说，低分子量的光刻胶（如1500-3000 g/mol）具有较好的溶解性和分辨率，常用于28nm 及以下制程；中等分子量的光刻胶（如3000-6000 g/mol）具有较好的综合性能，适用于28nm至100nm制程；高分子量的光刻胶（如6000-10000g/mol）具有较好的抗蚀性和边缘效果，适用于100nm以上制程。
euv光刻胶 化学放大型光刻胶 无机光刻胶
EUV光刻胶：革命性的化学放大型光刻胶近年来，随着半导体工业的不断发展和创新，EUV（极紫外）光刻技术逐渐成为制程技术的热门话题。
EUV光刻作为一种高分辨率的曝光技术，对于半导体工艺的发展具有重要意义。
在EUV光刻技术中，光刻胶起着至关重要的作用，而化学放大型光刻胶和无机光刻胶则是其中备受关注的两种类型。
本文将深入探讨EUV光刻胶的相关概念和技术特点，并对化学放大型光刻胶和无机光刻胶进行全面评估。
1. EUV光刻胶的概念和技术特点EUV光刻胶是一种用于半导体工艺中的光敏材料，其主要作用是在半导体芯片制造过程中进行图案的定义和传输。
EUV光刻胶必须具备极高的光敏度、分辨率和对EUV光的吸收能力，以实现微细图形的生产。
EUV光刻胶还需要具备良好的化学放大性能，以提高曝光过程中的图像质量。
在这一点上，化学放大型光刻胶和无机光刻胶都各具特色，值得深入研究和比较。
2. 化学放大型光刻胶的特点和应用化学放大型光刻胶是一种以化学反应为基础的光刻材料，具有化学放大和图像增强的特性。
在EUV光刻过程中，化学放大型光刻胶通过化学反应实现对光的放大，从而提高了光刻图案的分辨率和清晰度。
化学放大型光刻胶还具有较高的光敏度和稳定性，适用于复杂微细图形的制备。
在实际应用中，化学放大型光刻胶已被广泛应用于半导体工艺中的光刻、薄膜制备等领域，发挥了重要作用。
3. 无机光刻胶的特点和应用与化学放大型光刻胶相比，无机光刻胶具有耐高温、耐化学腐蚀等特点，因此在特定的EUV光刻工艺中具有独特的优势。
无机光刻胶的主要组成成分是氧化物、氮化物等无机材料，其硬度和稳定性能够满足高温高真空下的工艺要求。
无机光刻胶还具有较高的抗辐照性能，适用于EUV光刻过程中的长时间曝光。
在一些特殊的半导体工艺中，无机光刻胶显示出了独特的应用价值。
4. 个人观点和总结作为EUV光刻技术的重要组成部分，光刻胶在实际应用中具有不可替代的作用。
化学放大型光刻胶和无机光刻胶作为两种不同类型的光刻材料，各自具有独特的技术特点和应用优势，对于实现高分辨率、高精度的EUV光刻工艺具有重要意义。
光刻技术光刻胶的发展总结_概述及解释说明
光刻技术光刻胶的发展总结概述及解释说明1. 引言1.1 概述光刻技术是一种高精度微纳加工技术，广泛应用于半导体制造、平板显示、集成电路等领域。
在光刻过程中，光刻胶作为一种重要的材料，起着关键性的作用。
它能够将图案准确地转移到基片上，并保证器件的高精度和高质量。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对光刻胶的发展进行概述和说明。
首先介绍光刻技术的基本原理和应用领域，包括其在半导体制造、平板显示和集成电路等行业的重要地位。
接着探讨光刻胶在光刻技术中的作用，解释其对图案转移过程的影响。
然后回顾了光刻胶的发展历程，包括初期阶段以及近年来新型材料在该领域中的应用。
此外，还探究了当前光刻胶研究的方向和趋势，以及与其相关的性能与工艺参数之间的关系分析。
最后得出结论，并对发展前景进行展望。
1.3 目的本文的目的是全面了解光刻胶的发展历程和性能特点，探讨其在光刻技术中的重要作用，并分析与之相关的关键因素。
通过深入研究光刻胶的发展和应用，可以为光刻技术领域的科研工作者提供参考和借鉴，促进该领域更加快速、高效地发展。
此外，对于从事相关产业或学术研究的人士而言，本文也可作为一份辅助资料和知识补充，为实际应用提供指导和支持。
2. 光刻技术的基本原理和应用光刻技术是一种微影技术，广泛应用于半导体制造、集成电路制造和微纳加工领域。
其基本原理是利用特定波长的紫外光通过掩膜将图案投射到光刻胶层上，并通过显影过程在光刻胶上形成所需的图案。
2.1 光刻技术的基本原理光刻技术基于光学衍射原理，利用紫外光与物质之间的相互作用实现微细图案的转移。
首先，将需要制造的图形模式转移至透明玻璃或石英板做成的掩膜上。
然后，将掩膜与待加工物（通常是硅片）放置在附近并对齐。
接下来，使用紫外光源照射掩膜，在掩膜上投射出所需的图案。
投射过程中，由于掩膜上图案只有部分区域可以透过或阻挡光线传播到底片表面，因此会在底片表面形成一个复制了掩模图案的强度分布。
最后，在显影过程中，选择合适的化学物质将未曝光区域的光刻胶溶解掉，留下所需图案的结构。
az5214光刻胶成分
az5214光刻胶成分摘要：一、光刻胶概述1.光刻胶的定义2.光刻胶的作用二、az5214 光刻胶成分1.主要成分2.辅助成分三、光刻胶的应用领域1.半导体制造2.微电子制造3.印刷电路板制造四、光刻胶的发展趋势1.技术创新2.环保要求3.市场前景正文：光刻胶是一种在光照作用下发生化学变化的材料，它被广泛应用于半导体制造、微电子制造和印刷电路板制造等领域。
az5214 光刻胶是一种高性能的光刻胶，它的成分主要包括以下几个部分：一、主要成分az5214 光刻胶的主要成分包括感光树脂、溶剂、添加剂等。
感光树脂是光刻胶的核心部分，它会在光照作用下产生化学变化，从而实现对材料的曝光。
溶剂是光刻胶的载体，它能够将感光树脂溶解并传递到所需的曝光区域。
添加剂主要用于提高光刻胶的性能，如提高感光度、分辨率等。
二、辅助成分az5214 光刻胶中还包含一些辅助成分，如表面活性剂、抗氧化剂、消泡剂等。
表面活性剂主要用于改善光刻胶的涂覆性能和抗蚀性能。
抗氧化剂可以保护光刻胶在储存和应用过程中免受氧化损伤。
消泡剂则可以消除光刻胶涂覆过程中产生的气泡，提高涂覆质量。
随着半导体、微电子和印刷电路板产业的快速发展，光刻胶市场也呈现出良好的发展态势。
未来光刻胶的发展趋势主要表现在以下几个方面：一、技术创新随着科技的进步，光刻胶的性能将不断提高，新的光刻技术也将不断涌现。
例如，高分辨率光刻胶、低k 介电光刻胶等新型光刻胶的研发和应用将推动光刻技术的发展。
二、环保要求环保意识的增强使得光刻胶的环保性能越来越受到重视。
水溶性光刻胶、低有机溶剂光刻胶等环保型光刻胶将成为未来市场的主流。
三、市场前景随着半导体、微电子和印刷电路板产业的持续增长，光刻胶市场也将保持稳定的增长。
预计未来几年，全球光刻胶市场规模将保持5% 左右的年复合增长率。
总之，az5214 光刻胶作为一种高性能的光刻胶，其成分的选择和应用领域的拓展将推动光刻胶技术的不断创新和市场的发展。
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Vo.l14,No.16精细与专用化学品第14卷第16期F i n e and Specialty Che m ica ls2006年8月21日市场资讯光刻胶的发展及应用郑金红*(北京化学试剂研究所,北京100022)摘要:主要介绍了国内外光刻胶的发展历程及应用情况,分析了国内外光刻胶市场状况及未来走向,并在此基础上阐述了我国光刻胶今后的研发重点及未来的发展方向。
关键词:集成电路;光刻胶;感光剂D evelop m ent T rends and M arket of PhotoresistZ HENG J in-hong(Be iji ng Instit u te o f Che m ica l R eagents,Be iji ng100022,Chi na)Abstrac t:The deve l op m ent course and app licati on o f photoresist i n Chi na and abroad we re i ntroduced.The m arket sta t us and head i ng d irec tion o f pho toresist in Ch i na and abroad w ere also analyzed.T he research f o cuses and deve l op m ent trends of pho t o res i st i n Ch i na w ere descri bed.K ey word s:i n teg ra ted c ircuit;photoresist;photosensiti zer光刻胶(又称光致抗蚀剂)是指通过紫外光、准分子激光、电子束、离子束、X射线等光源的照射或辐射,其溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料。
主要用于集成电路和半导体分立器件的微细加工,同时在平板显示、LED、倒扣封装、磁头及精密传感器等制作过程中也有着广泛的应用。
由于光刻胶具有光化学敏感性,可利用其进行光化学反应,将光刻胶涂覆半导体、导体和绝缘体上,经曝光、显影后留下的部分对底层起保护作用,然后采用蚀刻剂进行蚀刻就可将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工的衬底上。
因此光刻胶是微细加工技术中的关键性化工材料。
现代微电子(集成电路)工业按照摩尔定律在不断发展,即集成电路(I C)的集成度每18个月翻一番;芯片的特征尺寸每3年缩小2倍,芯片面积增加115倍,芯片中的晶体管数增加约4倍,即每过3年便有一代新的集成电路产品问世。
现在世界集成电路水平已由微米级(110L m)、亚微米级(110~0135L m)、深亚微米级(0135L m以下)进入到纳米级(90~65nm)阶段,对光刻胶分辨率等性能的要求不断提高。
因为光刻胶的可分辨线宽D=k K/NA,因此缩短曝光波长和提高透镜的开口数(NA)可提高光刻胶的分辨率。
光刻技术随着集成电路的发展,也经历了从g线(436nm)光刻,i线(365nm)光刻,到深紫外248nm光刻,及目前的193nm光刻的发展历程,相对应于各曝光波长的光刻胶也应运而生。
随着曝光波长变化,光刻胶的组成与结构也不断地变化,使光刻胶的综合性能满足集成工艺制程的要求。
表1为光刻技术与集成电路发展的关系,其中光刻技术的变更决定了光刻胶的发展趋势。
1国外光刻胶发展历程及应用光刻胶按曝光波长不同可分为紫外(300~ 450nm)光刻胶、深紫外(160~280n m)光刻胶、电子束光刻胶、离子束光刻胶、X射线光刻胶等。
根据曝#24#*收稿日期:2006-07-19作者简介:郑金红(1967-),女,北京化学试剂研究所有机室主任,教授级高工,主要从事微电子化学品光刻胶的研究工作。
2006年8月21日郑金红:光刻胶的发展及应用光前后光刻胶膜溶解性质的变化又可分为正型光刻胶和负型光刻胶,曝光后溶解度增大的为正型光刻胶,溶解度减小的为负型光刻胶。
随着曝光波长变化,光刻胶中的关键组分,如成膜树脂、感光剂、添加剂也随之发生相应的变化,光刻胶的综合性能也不断提高。
集成电路制作中使用的主要光刻胶见表2。
表1光刻技术与集成电路发展的关系时间1986年1989年1992年1995年1998年2001年2004年2007年2010年I C集成度1M4M16M64M256M1G4G16G64G 技术水平/L m112018015013501250118011301100107可能采用的光刻技术g线g线、i线、K r F i线、K r F KrF KrF+RETArFA rF+RET、F2、PXL、I PLF2+RET、EPL、EUV、I PL、EBO W注:①g线:g线光刻技术;②i线:i线光刻技术;③K r F:248n m光刻技术;④ArF:193nm光刻技术;⑤F2:157nm光刻技术;⑥RET:光网增强技术;⑦EPL:为电子投影技术;⑧P XL:近X射线技术;⑨IPL:离子投影技术;⑩EUV:超紫外技术; l v EBO W:电子束直写技术。
表2集成电路制作中使用的主要光刻胶光刻胶体系成膜树脂感光剂曝光机/曝光波长聚乙烯醇肉桂酸酯负胶聚乙烯醇肉桂酸酯成膜树脂自身高压汞灯/紫外全谱环化橡胶-双叠氮负胶环化橡胶双叠氮化合物高压汞灯/紫外全谱酚醛树脂-重氮萘醌正胶酚醛树脂重氮萘醌化合物①高压汞灯/紫外全谱;②g线S tepper/ 436nm;③i线S tepper/365nm248nm光刻胶聚对羟基苯乙烯及其衍生物光致产酸剂KrF Exci m er Laser/248n m 193nm光刻胶聚脂环族丙烯酸酯及其共聚物光致产酸剂ArF Exci m er Laser/193n m1.1紫外光刻胶1.1.1紫外负型光刻胶1954年E asM t an-Kodak公司合成了人类第一种感光聚合物)))聚乙烯醇肉桂酸酯,开创了聚乙烯醇肉桂酸酯及其衍生物类光刻胶体系,这是人类最先应用在电子工业上的光刻胶。
该类光刻胶无暗反应,存储期长,感光灵敏度高,分辨率好,但在硅片上的粘附性差,影响了它在电子工业的广泛应用。
1958年Kodak公司又开发出了环化橡胶-双叠氮系光刻胶。
因为该胶在硅片上具有良好的粘附性,同时具有感光速度快、抗湿法刻蚀能力强等优点,在20世纪80年代初成为电子工业的主要用胶,占当时总消费量的90%。
但由于其用有机溶剂显影,显影时胶膜会溶胀,从而限制了负胶的分辨率,因此主要用于分立器件和5L m、2~3L m集成电路的制作。
在紫外负型光刻胶的生产方面,由于其生产技术已经十分成熟,再加上其用量比较大,国外厂家负胶的生产规模一般均超过百吨以上。
随着微电子工业加工线宽的缩小,该系列负胶在集成电路制作中的应用逐渐减少。
1.1.2紫外正型光刻胶1950年左右开发出的酚醛树脂-重氮萘醌正型光刻胶用稀碱水显影,显影时不存在胶膜溶胀问题,因此分辨率较高,且抗干法蚀刻性较强,故能满足大规模集成电路及超大规模集成电路的制作。
紫外正型光刻胶根据所用的曝光机不同,又可分为宽谱紫外正胶、G线正胶、I线正胶。
三者虽然都是用线型酚醛树脂做成膜树脂,重氮萘醌型酯化物作感光剂,但在酚醛树脂及感光剂的微观结构上稍有变化,因此三者性能,尤其是分辨率不一样,应用场合也不同。
宽谱紫外正胶适用于2~3L m、018~112L m集成电路的制作。
G线紫外正胶采用g线曝光,适用015~016L m集成电路的制作。
I线紫外正胶采用i 线曝光,适用0135~015L m集成电路的制作。
紫外正胶还用于液晶平面显示器等较大面积的电子产品制作。
i线光刻技术自20世纪80年代中期进入开发期,90年代初进入成熟期,90年代中期进入昌盛期并取代了G线光刻胶的统治地位,I线光刻技术目前仍是最为广泛应用的光刻技术。
i线光刻胶最初分辨率只能达到015L m,随着i线光刻机的改进,I#25#精细与专用化学品第14卷第16期线正胶亦能制作线宽为0125L m 的集成电路,延长了i 线光刻技术的使用寿命。
在一个典型的器件中,有1/3的图层是真正的关键层,1/3的图层是次关键层,其余1/3是非关键层。
有一种混合匹配的光刻方法,把光刻胶和设备技术同硅片层的临界状态相匹配。
例如:对于0122L m DRAM 的器件,用i 线步进光刻机能够形成器件上总共20层中的13层次关键层的图形,剩下的7层用前沿的深紫外步进扫描机成像。
在这项研究中,i 线产品的成本平均是每层5美元,深紫外层则是7150美元,从而大大降低器件的制作成本。
所以i 线光刻胶将在较长一段时间内持续占据一定数量的市场份额。
1.2 深紫外光刻胶深紫外光由于波长短,衍射作用小,因而具有高分辨率的特点。
随着K r F(248nm )、A r F(193nm )、F 2(157nm )等稀有气体卤化物准分子激发态激光光源技术的发展,使深紫外光刻工艺成为现实。
与紫外光刻胶不同的是,深紫外光刻胶均为化学增幅型光刻胶。
化学增幅型光刻胶的特点是:在光刻胶中加入光致产酸剂,在光辐射下,产酸剂分解出酸,在中烘时,酸作为催化剂,催化成膜树脂脱去保护基团(正胶),或催化交联剂与成膜树脂发生交联反应(负胶);而且在脱去保护基反应和交联反应后,酸能被重新释放出来,没有被消耗,能继续起催化作用,大大降低了曝光所需的能量,从而大幅度提高了光刻胶的光敏性。
化学增幅型光刻胶的感光机理见图1。
图1 化学增幅型光刻胶的感光机理1.2.1 248nm 深紫外光刻胶以K r F 准分子激光为曝光源的248nm 光刻胶的研究起源于1990年前后,在20世纪90年代中后期进入成熟阶段。
由于酚醛树脂-重氮萘醌系光刻胶在248nm 处有很强的非光漂白性吸收,光敏性很差,因此无法继续使用。
聚对羟基苯乙烯及其衍生物在248nm 处有很好的透过性,成了248nm 光刻胶的成膜树脂。
在化学增幅型光刻胶中,光致产酸剂对胶的成像性能影响很大。
光致产酸剂的种类繁多,但在商品化的248n m 光刻胶中普遍使用的光致产酸剂能产生磺酸碘鎓盐和硫鎓盐。
248nm 光刻胶及所有化学增幅光刻胶所遇到的最大问题是曝光后必须立即中烘,否则胶膜表层会形成不溶的表皮层或出现剖面为T 型的图形(俗称T-top 图形)。
这主要因为空气中微量的碱性物质与曝光区胶膜表面的酸发生中和反应形成铵盐,这一方面使酸催化反应的效率受到影响,甚至停止,导致曝光区胶膜在显影液中的溶解性质未产生足够的变化,另一方面这种铵盐在碱性显影液中无法溶解,从而导致不溶表皮层或T -top 图形。
采用活性炭过滤,控制工艺车间氨的浓度和使用顶部保护涂层的方法已很普遍;另一种方法是在胶中加入碱性添加剂以减少酸的扩散,提高光刻胶的性能。