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。

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。

电子束曝光技术发展动态

电子束曝光技术是近三十年来发展起来的一门技术 ,主要应用于 0 .1～ 0 .5μm的超微细加工 ,甚至可以实现纳米线条的曝光。文中重点介绍电子束曝光系统、电子束抗蚀剂以及电子束曝光技术的应用。

应用微波技术抑制光刻胶图形的坍塌与黏连

针对显影工艺中水的表面张力导致的高高宽比抗蚀剂图形的坍塌及黏连,提出了一种基于微波加热的干燥技术来有效改善纳米抗蚀剂图形的干燥效果。该方法利用微波穿透光刻胶结构直接加热光刻胶图形间隙中残存的去离子水,水分子吸收微波的光子能量迅速蒸发,从而有效地抑制光刻胶图形的坍塌与黏连现象。利用提出的基于微波加热的干燥方法,成功获取了高260nm、宽16nm的光刻胶线条组和直径为20nm的光刻胶柱形阵列,其中高高宽比线条组和由15 625根柱子组成的柱形阵列结构没有出现坍塌及黏连情况,验证了在微波产生的交变电场作用下,可以减小水分子团簇,降低水的表面张力。

光致抗蚀剂的应用及其相关研究

光致抗蚀剂是制作超大规模集成电路的关键性材料之一,随着集成电路产业对集成度要求的不断提高,对于光致抗蚀剂的研究也不断深入.本文综述了光致抗蚀剂类型及应用,对于几种常用紫外光致抗蚀剂进行了阐述,并对其特性和适用范围做了简单介绍.

纳米尺度自旋转移矩器件的制备工艺

提出一种改进的自旋转移矩器件的制备工艺:在电子束曝光形成纳米级图形之后,依次采用离子束刻蚀、带胶绝缘层淀积再正胶剥离的图形转移方法,成功制备了纳米柱状赝自旋阀结构磁性多层膜CoFe/Cu/CoFe/Ta,器件的横向尺寸为140nm×70nm。对该结构进行了电磁学性质的测试:在变化范围为-500～+500Oe(1A/m=4π×10-3 Oe)的外加磁场下,观测到巨磁阻效应;在零外加磁场下,施加垂直于膜平面的电流时,观测到电流诱导的磁化翻转效应,其临界电流密度为108 A/cm2量级。该方法具有工艺步骤少、易于实现的特点,在自旋转移矩器件等纳米级器件的制备中具有广泛的应用前景。

共价键合光致产酸剂的单分子树脂光刻胶:合成及光刻性能

设计合成了一种共价键合光致产酸剂(PAG)的单分子树脂(molecular glass)材料HPS-MSF,该材料具有良好的热稳定性和成膜性。以该单分子树脂为主体材料,四甲氧基甲基甘脲(TMMGU)为交联剂进行配方,制备得到负型单分子树脂光刻胶。通过254 nm紫外曝光初步研究了光刻胶的配方、后烘及显影条件。进一步利用电子束光刻对该负型光刻胶进行评价,当TMMGU添加量为15%或30%时,在曝光剂量分别为140μC/cm^(2)和110μC/cm^(2)时,均可以得到线宽为150 nm,周期300 nm的光刻条纹。

亚微米尺寸金属电极的制备工艺

亚微米尺寸金属电极在高电子迁移率晶体管(HEMT)等半导体电子学器件中有重要应用,其制作是器件制作中的关键工艺,对器件性能有着重要影响。本文选择合适的涂胶旋转转速、烘烤温度(180℃)和时间,可以有效地减少电子束曝光后所产生的气泡。通过对聚甲基丙烯酸甲酯/聚二甲基戊二酰亚胺(PMMA/PMGI)双层胶进行电子束曝光和显影,确定了合适的曝光剂量为550μC/cm2。通过调整显影液配比,并将显影时间控制在合理范围,获得了光滑完整的PMMA/PMGI双层光刻胶曝光图形。开发了双层光刻胶电子束曝光工艺,制备出宽度为200 nm的金属电极。

电子束光刻胶成膜树脂研究进展

电子束光刻作为下一代光刻技术(Next Generation Lithography,NGL),以其分辨率高和性能稳定被认为是在22nm节点最具有发展前景的光刻技术之一。本文归纳了电子束光刻胶用成膜树脂,主要分为聚甲基丙烯酸甲酯及其衍生物、树枝状聚合物、分子玻璃、有机硅及碳材料等应用于电子束光刻的成膜树脂类型,综述了其研究进展,最后对电子束光刻胶未来的发展前景和方向进行了展望。

微电子光致抗蚀剂的发展及应用

光致抗蚀剂,又称光刻胶,是微电子工业中制作大规模和超大规模集成电路不可或缺的核心材料,因其在国民经济和国防建设中具有战略地位而备受研究者关注。本文梳理了光致抗蚀剂从早期的聚乙烯醇肉桂酸酯、环化橡胶-叠氮化合物、近紫外G线(436-nm)和I线(365-nm)酚醛树脂-重氮萘醌类光致抗蚀剂,到深紫外(248-nm和193-nm)、真空紫外(157-nm)光致抗蚀剂,再到极紫外(13.5-nm)、电子束、纳米压印、嵌段共聚物自组装、扫描探针等下一代光刻技术用光致抗蚀剂的发展脉络,综述了其研究进展。重点对深紫外化学增幅型光致抗蚀剂体系进行了总结,包括主体成膜树脂、光产酸剂以及溶解抑制剂、碱性化合物等添加剂,并介绍了下一代光刻技术用光致抗蚀剂的最新研究成果。最后对光致抗蚀剂未来的发展前景和方向进行了展望。