浅谈光刻胶生产工艺

光刻胶是微电子技术中微细图形加工的关键材料之一,光刻胶长年被国外专业公司垄断,目前我国微电子材料对国外依赖较高,所以半导体材料国产化代替是必然趋势。光刻胶属于特别复杂的材料化学,它的质量直接决定芯片的良率;在此,通过光刻胶树脂、光敏剂、光刻胶稀释剂、光致产酸剂等相关原辅料的制备,引导企业研发、生产光刻胶,早日实现国产化。

电子束光刻胶制备方法的探索和研究

光刻技术和光刻材料是半导体行业发展的重要因素。电子束光刻具有超高深宽比、超高对比度及良好的耐干法蚀刻性能等优越性,以其分辨率高和性能稳定被认为是最具有发展前景的光刻技术之一,光刻技术的进步往往与光刻材料发展密不可分。本文探索和研究电子束光刻胶的制备方法,采用对比实验研究电子束光刻胶,最终制备出最佳的分辨率和稳定性电子束光刻胶。

基于论文和专利分析的光刻胶技术发展态势研究

作为半导体芯片、显示屏等制造工艺中重要的上游必备材料,光刻胶技术发展至关重要。基于文献计量研究方法探究光刻胶技术的现状及趋势发现,2003—2012年为日本重点企业光刻胶技术相关专利的申请高峰期,2013年后开始放缓,2017年以后下降明显。从专利技术分析看,日本重点企业近10年在光敏树脂组成与光阻层、薄膜材料、可溶性树脂与含碱材料、正性光刻胶以及复合物等方面持续布局。近5年则在光刻胶图案、掩膜版、固体滤光片和剥离剂等方面加强了布局。从论文分析看,基础技术研究主要围绕光刻胶新型材料、性能提升、加工技术创新以及高精度制造等方面。

光刻胶材料的研究进展

简单介绍了光刻胶的组成部分,综述了近年来国内外光刻胶成膜树脂合成、开发的研究进展,并根据不同曝光波长所需的不同光刻胶(包括紫外(UV)光刻胶、深紫外光刻胶、极紫外光刻胶等)进行了介绍。重点介绍了各光源下分子量和分子量分散指数对光致抗蚀剂的影响,并对国内外研究中通过不同聚合工艺制备的不同分子量光致抗蚀剂性能进行了评述,总结了近年来含有特定化学结构的光致抗蚀剂以及其制备工艺的研究进展。最后对国内外光刻胶的发展和应用进行了展望,指出进一步提高光刻胶的分辨率、改善其综合性能是今后的研究重点。

具有双重显影特性的多用途单分子树脂化学放大光刻胶

化学放大光刻胶(CARs)由于其在分辨率和灵敏度方面的出色性能而广泛应用于光刻领域。本文报道了一种基于单分子树脂的多用途化学放大光刻胶SP8-PAG_(AN),可同时用于365 nm光刻和电子束光刻。该体系主要由螺二芴结构的单分子树脂主体材料(SP-8Boc)和N-(三氟甲基磺酸酯基)蒽-1,9-二羧酰亚胺非离子型光致产酸剂(PAGAn)组成。测试了产酸剂PAGAN在365 nm紫外光激发下的光致产酸效率ΦH+为23%。研究了SP8-PAG_(AN)光刻胶的365 nm光刻和电子束光刻性能。365 nm光刻中,分别利用四甲基氢氧化胺(TMAH,质量分数2.38%)水溶液和正己烷作为显影液,可实现1μm正性和负性光刻图案。电子束光刻中,可实现50 nm Line/Space(L/S)的正性密集线条图案(曝光剂量110μC/cm^(2)),32 nm L/S的负性密集线条图案(曝光剂量40μC/cm^(2))以及19 nm L/3S负性半密集线条图案(曝光剂量96μC/cm^(2))。本研究工作提供了一种具有双重显影特性的多用途单分子树脂化学放大光刻胶的新范例。

新型锑氧簇光刻胶的性能与机理研究

随着半导体行业集成度越来越高,对光刻材料提出了更高的要求。近年来,金属氧簇光刻胶由于尺寸小、结构设计灵活,得到了广泛的研究。目前锑基金属光刻胶仅局限于含锑配合物。开发出新型锑氧簇光刻胶,通过对比金属有机组装Sb_(4)O-1与自组装Sb_(4)O-2的溶解度差异说明自组装策略优势。原子力显微镜证实Sb_(4)O-2光刻胶可形成光滑薄膜,并获得低粗糙度值(均方根粗糙度<0.3 nm)。电子束光刻(EBL)证明Sb_(4)O-2光刻胶优异的图案化能力(线宽<50 nm),理论计算支持X射线光电子能谱(XPS)分析的新型自组装Sb_(4)O-2“配体解离”机制。

光刻胶废剥离液中分离回收水和有机溶剂研究进展

光刻胶废剥离液中含有大量的水和有机溶剂,其中包含大量有回收价值的成分。从光刻胶废剥离液中回收水和有机溶剂可以减少对自然界的污染,实现资源化利用。综述了国内外几种从光刻胶废剥离液中回收水和有机溶剂常见分离方法及分离装置,并对不同情况下所产生效果进行分析比较。希望能为我国电子行业中光刻胶废剥离液的资源化处理提供借鉴。

基于光刻胶修正技术的石英锥形侧壁刻蚀工艺研究

基于光刻胶修正技术,采用两步刻蚀法对石英锥形侧壁的刻蚀工艺进行了研究。首先利用Ar,O_(2),CF_(4)气体对光刻胶刻蚀,将光刻胶的垂直侧壁修改为锥形侧壁。然后以此为掩膜实现光刻胶倾斜侧壁向石英材料的转移。两步刻蚀在同一个刻蚀腔室内完成。详细研究了光刻胶修正工艺中刻蚀气体流量、刻蚀功率、温度以及刻蚀时间等工艺参数对刻蚀速率、选择比以及刻蚀形貌的影响。通过综合优化工艺制备出刻蚀面光滑、倾斜角度为60°的石英刻蚀形貌。该工作为氧化硅以及其他材料的倾斜侧壁刻蚀工作提供了有力的参考。

华中科技大学攻克芯片光刻胶关键技术

近日,华中科技大学武汉光电国家研究中心团队在国内率先攻克合成光刻胶所需的原料和配方,助推我国芯片制造关键原材料突破瓶颈。其研发的T150A光刻胶系列产品已通过半导体工艺量产验证,实现了原材料全部国产、配方全自主设计,有望开创国内半导体光刻制造新局面。

铝互连工艺中光刻胶残留原因及解决方法

铝互连工艺结束后检查晶圆表面发现大片残留缺陷,通过成分分析确认其为光刻胶。对镀膜、光刻、腐蚀、去胶工序进行工艺排查后发现改变镀膜工艺可以改善光刻胶残留情况。实验结果证明铝薄膜表面形貌与光刻胶残留现象密切相关。减小薄膜表面粗糙度可以改善光刻胶残留现象。

高分辨率极紫外光刻胶的研究进展

自集成电路芯片诞生半个多世纪以来,芯片尺寸在不断减少,以极紫外光刻为代表的光刻技术也有了显著的发展。同时,实现更高精度的光刻图案需要更加先进的光刻胶材料。传统的聚合物光刻胶材料因其相对分子质量大、高精度条纹易坍塌等缺陷使其使用受到限制。以分子玻璃和无机金属配合物光刻胶为代表的相对分子质量小、结构均一的新型光刻胶材料在国内外得到了广泛发展。本文对现阶段新型极紫外光刻胶材料的发展现状和趋势做了评述。

先进光刻胶材料的研究进展

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.

基于钙钛矿光刻胶纳米复合材料的热光刻技术

钙钛矿量子点因其具有高荧光发光效率、窄荧光发射峰、荧光发光波长可调控等一系列优良光学特性,被广泛应用在光电探测、照明显示、激光等领域。为了满足实现快速且简便地大面积制备钙钛矿发光器件的制备要求,提出并实现了一种基于掺杂CsPbBr3钙钛矿前驱体的含锆有机–无机光刻胶材料热光刻蚀技术。复合材料旋涂制成复合薄膜后,研究了温度对薄膜内钙钛矿前驱体形成发光量子点以及温度对薄膜材料折射率的影响,当温度从30℃到110℃不断升高时,钙钛矿前驱体逐渐结晶成发光量子点,在503 nm波长附近处出现窄带宽(半峰宽~25 nm)的优秀荧光效应;以及在波长范围438 nm~510 nm的可见光波段,实现最大0.014的折射率调制。最后,通过对复合薄膜材料进行掩膜紫外光刻,实现了厘米量级的钙钛矿量子点绿光发光带,证明了材料具有优异的光刻性能,为新一代发光器件提供一种材料与热光刻蚀技术方案。

射频感性耦合等离子体的晶圆光刻胶扫胶技术

基于电感耦合等离子体(ICP)放电原理,设计了一种射频感性耦合等离子体装置,讲解了构成该等离子体装置的各个系统功能,并以此装置为依托研究了晶圆表面光刻胶扫胶技术,分析时间、馈入功率、加热温度、工艺气体流量对AZ4620光刻胶扫胶工艺的影响。试验结果表明,增大馈入功率与加热温度均可不同程度的提高扫胶速率,过大的工艺气体供给量甚至会降低扫胶速率,时间的长短不会影响扫胶速率的快慢,与扫胶厚度基本呈线性关系。扫胶后的片内均匀性均在10%以内,满足半导体芯片制备的相关工艺要求,研究结果对半导体行业晶圆光刻胶的去除提供了相应的参考依据。

华中科技大学实现半导体专用光刻胶重大突破

华中科技大学武汉光电国家研究中心团队在半导体专用光刻胶领域实现重大突破。团队研发的T150A光刻胶系列产品,已通过半导体工艺量产验证,实现原材料全部国产化,配方全自主设计,有望开创国内半导体光刻制造新局面。

关于光刻胶涂胶中球状缺陷的研究

光刻是集成电路制造工艺中最关键的一道工序,约占芯片制造时间的45%。光刻的工艺直接影响产品的良率,而光刻中产生的缺陷是造成良率降低最直接的原因。光刻胶的涂布是光刻的基础,对于某些挥发性极大的光刻胶或者底部抗反射涂层(bottom anti⁃reflection coating,BARC)光阻来说,在涂胶过程当中,很容易产生球状缺陷(ball defect),如果得不到好的控制,很容易影响产品的质量。本文将从球状缺陷的产生与控制两方面进行研究。

电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定光刻胶中痕量元素

利用电感耦合等离子体质谱仪,建立了一套完整检测光刻胶中Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Ga、Pd、Ag、Sn、W、Pb、Bi等19种痕量元素的方法。通过仪器调谐,优化电感耦合等离子体质谱仪的工作参数,采用标准加入法校正基体,考察了该检测方法的检出限、精密度及加标回收率。结果表明,各元素的检出限在0.04~1.46ng·L^(-1)之间,加标回收率在90.0%~109.10%之间,精密度均小于3%。该方法简单易操作,精密度高,准确性好,可满足实际生产中对光刻胶的检测需求。

离子色谱法测定光刻胶中的氰根离子

建立了离子色谱法测定光刻胶中氰根离子的分析方法。光刻胶样品加入超纯水超声提取后,过固相萃取小柱净化,然后上机。经过阴离子色谱柱分离,电化学检测器检测,保留时间定性,峰面积外标法定量。结果表明:此方法检出限为2.0 ng/g(以1.0 g取样量计算)。在低、中、高浓度的精密度分别为4.7%、2.3%、1.1%。实际样品加标回收率范围为93.7%~104%。该方法操作简单、快速、灵敏度和准确度高,可用于光刻胶中氰根离子的定性与定量测定分析。

光刻胶成膜树脂的研究进展

光刻胶是集成电路和分立器件的基础工艺材料,主体成膜树脂是光刻胶的重要组分之一,不同的成膜树脂对光刻胶的性能有不同影响。主要综述了光刻胶的分类,影响光刻胶成膜树脂性能的因素,成膜树脂的发展,及光刻胶的主要技术参数。

新一代金属离子纯化器,用于ppt级别光刻胶纯化

随着半导体技术进步,光刻胶中金属离子杂质对芯片性能与寿命影响显著,传统去金属离子方法已难满足ppb级以下高纯度需求。亟须创新技术提升去除效率,保障芯片质量以满足生产过程中的严苛要求。本文会向大家介绍一款舒万诺公司(原3M Healthcare)的高效金属离子纯化器Metal Ion Purifier(以下简称“MIP”),采用特殊的树脂固化微床技术,具有很高的单次通过金属离子去除效率,满足ppt级别的金属离子指标要求,同时具有超高的金属离子交换容量,超低的金属离子析出水平。