预览加载中，请您耐心等待几秒...

先进光刻胶材料的研究进展.pdf

预览
1/10
2/10
3/10
4/10
5/10
6/10
7/10
8/10
9/10
10/10

亲，该文档总共13页，到这已经超出免费预览范围，如果喜欢就直接下载吧～

下载提示 文本预览

如果您无法下载资料，请参考说明：

1、部分资料下载需要金币，请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档，再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压，在使用对应软件打开

第２９卷第６期影像科学与光化学Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．６ ２０１１年１１月ＩｍａｇｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＰｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙＮｏｖ．，２０１１ 檭 檭檭檭檭檭殐殐 檭 檭综述 殐 檭檭檭檭檭 殐 檭 先进光刻胶材料的研究进展 许箭，陈力，田凯军，胡睿，李沙瑜，王双青，杨国强 （北京分子科学国家实验室，中国科学院化学研究所光化学重点实验室，北京１００１９０） 摘要：本文简述了光刻技术及光刻胶的发展过程，并对应用于１９３纳米光刻 和下一代ＥＵＶ光刻的光刻胶材料的研究进展进行了综述，特别对文献中ＥＵＶ 光刻胶材料的研发进行了较为详细的介绍，以期对我国先进光刻胶的研发工作 有所帮助． 关键词：光刻胶；１９３ｎｍ光刻；ＥＵＶ光刻；化学放大光刻胶；分子玻璃 文章编号：１６７４－０４７５（２０１１）０６－０４１７－１３中图分类号：Ｏ６４；ＴＮ３０５文献标识码：Ａ 光刻胶是指通过紫外光、深紫外光、电子束、离子束、Ｘ射线等光照或辐射，其溶解度 发生变化的耐蚀刻薄膜材料，是光刻工艺中的关键材料，主要应用于集成电路和半导体 分立器件的细微图形加工［１］． １光刻技术概况 光刻技术是利用光照，在有光刻胶存在下，将掩膜上的图形转移到衬底上的过程，其 基本原理如图１所示［２］．首先在衬底表面形成一层光刻胶薄膜（Ａ过程）；然后紫外光通 过掩膜板照射到光刻胶薄膜上，曝光区域发生一系列的化学反应（Ｂ过程）；再通过显影的 作用将曝光区域或未曝光区域溶解而去除（Ｃ过程），最后再通过刻蚀等过程将图形转移 到衬底上． 光刻胶根据在显影过程中曝光区域的去除或保留，分为正像光刻胶和负像光刻胶． 其中正像光刻胶，曝光区域的光刻胶发生光化学反应，在显影液中软化而溶解，而未曝光 区域仍然保留在衬底上，将与掩膜版上相同的图形复制到衬底上．相反，负像光刻胶曝光 区域的光刻胶因交联固化而不溶于显影液，将与掩膜版上相反的图形复制到衬底上． 现代半导体工业要求集成电路的尺寸越来越小，集成度越来越高，并能按照摩尔 收稿日期：２０１１－０８－２０；修回日期：２０１１－０９－２２． 基金项目：国家科技重大专项（０２专项：２０１１ＺＸ０２７０１） 作者简介：杨国强（１９６３－），男，研究员，博士生导师，主要从事有机光功能材料研发及机理研究，通讯联系人， Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｑｙａｎｇ＠ｉｃｃａｓ．ａｃ．ｃｎ． ４１７ ４１８影像科学与光化学第２９卷 定律［３］而向前发展，其内在驱动力就是光刻技术的不断深入发展［４］．自２０世纪８０年代开 始［４－８］，光刻技术从Ｉ线（３６５ｎｍ），发展到深紫外（ＤＵＶ，２４８ｎｍ和１９３ｎｍ），以及下一代 光刻技术中最引人注目的极紫外（ＥＵＶ，１３．５ｎｍ）光刻技术，而对应于各曝光波长的光 刻胶组分（成膜树脂、感光剂和添加剂等）也随之发生变化，如表１所示． 图１光刻的基本原理 Ｇｅｎｅｒａｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ 表１光刻技术及其光刻胶的发展 Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔｓ 光刻波长主要用途感光剂成膜材料光刻胶体系 紫外全谱（—以上集成电路和半导双叠氮化合环化橡胶双叠 ３００４５０２μｍ环化橡胶－ ｎｍ）体器件物氮负胶 线（）以上集成电路重氮萘醌化酚醛树脂重氮 Ｇ４３６ｎｍ０．５μｍ酚醛树脂－ 线集成电路合物萘醌正胶 Ｉ（３６５ｎｍ）０．３５－０．５μｍ 聚对羟基苯乙烯及 （）—集成电路光致产酸剂光刻胶 ＫｒＦ２４８ｎｍ０．２５０．１５μｍ其衍生物２４８ ＡｒＦ（１９３ｎｍ干法）１３０—６５ｎｍ集成电路 ＡｒＦ（１９３ｎｍ浸没法）聚脂环族丙烯酸脂 光致产酸剂１９３光刻胶 （高折射率浸没流体＋高４５ｎｍ，３２ｎｍ集成电路及其共聚物 折射率透镜） ３２ｎｍ，２２ｎｍ及其以下集聚酯衍生物分子玻 极紫外（，）光致产酸剂光刻胶 ＥＵＶ１３．５ｎｍ成电路璃单组分材料ＥＵＶ 甲基丙烯酸脂及其 电子束掩膜版制备光致产酸剂电子束光刻胶 共聚物 目前光刻生产中最先进的１９３ｎｍ浸没式光刻配合双重曝光技术可以达到３２ｎｍ节 点［４，９］．而这一技术要求增加了光刻的难度和步骤，使得成本显著增加，生产能力也明显 第６期许箭等：先进光刻胶材料的研究进展４１９ 降低．利用１３．５ｎｍ的极紫外光（ＥＵＶ）进行光刻可以相对简单地达到３２ｎｍ和２２ｎｍ 节点，甚至可以达到小于１０ｎｍ的技术节点［４］，许多研究单位将下一代光刻技术都瞄准 了ＥＵＶ光刻技术．然而，ＥＵＶ光刻技术中使用的光源、光刻胶、掩膜及光刻环境均与现 有的光刻体系有很大差别［５］，这就使得ＥＵＶ还不能很快实现商业化，在一定时间内１９３ ｎｍ技术仍将会成为市场的主流．根据２０１０年国际半导体技术路线（Ｉ