光刻胶-动态喷洒法涂胶过程示意图

光刻胶-动态喷洒法涂胶过程示意图

随着IC集成度的提高,世界集成电路的制程工艺水平按已由微米级、亚微米级、深亚微米级进入到纳米级阶段。集成电路线宽不断缩小的趋势,对包括光刻在内的半导体制程工艺提出了新的挑战。在半导体制程的光刻工艺中,集成电路线宽的特征尺寸可以由如右所示的瑞利公式确定:CD= k1*λ/NA

瑞利公式中各个参数的意义

CD (Critical Dimension)表示集成电路制程中的特征尺寸;k1是瑞利常数,是光刻系统中工艺和材料的一个相关系数;λ是曝光波长,而NA(Numerical Aperture)则代表了光刻机的孔径数值。因此,光刻机需要通过降低瑞利常数和曝光波长,增大孔径尺寸来制造具有更小特征尺寸的集成电路。其中降低曝光波长与光刻机使用的光源以及光刻胶材料高度相关。

历史上光刻机所使用的光源波长呈现出与集成电路关键尺寸同步缩小的趋势。不同波长的光刻光源要求截然不同的光刻设备和光刻胶材料。在20世纪80年代,半导体制成的主流工艺尺寸在1.2um(1200nm)至 0.8um(800nm)之间。那时候波长436nm的光刻光源被广泛使用。在90年代前半期,随着半导体制程工艺尺寸朝 0.5um(500nm)和0.35um(350nm)演进,光刻开始采用365nm波长光源。

436nm和365nm光源分别是高压汞灯中能量高,波长短的两个谱线。高压汞灯技术成熟,因此早被用来当作光刻光源。使用波长短,能量高的光源进行光刻工艺更容易激发光化学反应、提高光刻分别率。

g-line与i-line光刻胶均使用线性酚醛成分作为树脂主体,重氮萘醌成分(DQN 体系)作为感光剂。未经曝光的DQN成分作为抑制剂,可以十倍或者更大的倍数降低光刻胶在显影液中的溶解速度。

曝光后,重氮萘醌(DQN)基团转变为烯酮,与水接触时,进一步转变为茚羟酸,从而得以在曝光区被稀碱水显影时除去。由此,曝光过的光刻胶会溶解于显影液而被去除,而未曝光的光刻胶部分则得以保留。虽然g-line光刻胶和i-line 光刻胶使用的成分类似,但是其树脂和感光剂在微观结构上均有变化,因而具有不同的分辨率。G-line光刻胶适用于0.5um(500nm)以上尺寸的集成电路制作,而i-line光刻胶使用于0.35um(350nm至0.5um(500nm)尺寸的集成电路制作。

此外,这两种光刻胶均可以用于液晶平板显示等较大面积电子产品的制作。

90年代后半期,遵从摩尔定律的指引,半导体制程工艺尺寸开始缩小到0.35um(350nm)以下,因而开始要求更高分辨率的光刻技术。深紫外光由于波长更短,衍射作用小,所以可以用于更高分辨率的光刻光源。随着 KrF、ArF等稀有气体卤化物准分子激发态激光光源研究的发展,248nm(KrF)、193nnm(ArF)的光刻光源技术开始成熟并投入实际使用。

然而,由于 DQN 体系光刻胶对深紫外光波段的强烈吸收效应,KrF和ArF作为光刻气体产生的射光无法穿透DQN光刻胶,这意味着光刻分辨率会受到严重影响。因此深紫外光刻胶采取了与i-line和g-line光刻胶完全不同的技术体系,这种技术体系被称为化学放大光阻体系(Chemically Amplified Resist, CAR)。

在CAR技术体系中,光刻胶中的光引发剂经过曝光后并不直接改变光刻胶在显影液中的溶解度,而是产生酸。在后续的热烘培流程的高温环境下,曝光产生的酸作为催化剂改变光刻胶在显影液中的溶解度。因此CAR技术体系下的光引发剂又叫做光致酸剂。

由于CAR光刻胶的光致酸剂产生的酸本身并不会在曝光过程中消耗而仅仅作为催化剂而存在,因此少量的酸就可以持续地起到有效作用。CAR光刻胶的光敏感性很强,所需要从深紫外辐射中吸收的能量很少,大大加强了光刻的效率。CAR 光刻胶曝光速递是 DQN 光刻胶的10倍左右。

从 90 年代后半期开始,光刻光源就开始采用 248nm 的 KrF 激光;而从 2000 年代开始,光刻就进一步转向使用193nm 波长的 ArF 准分子激光作为光源。在那之后一直到今天的约 20 年里,193nm 波长的 ArF 准分子激光一直是半导体制程领域性能可靠,使用广泛的光刻光源。

一般而言,KrF(248nm)光刻胶使用聚对羟基苯乙烯及其衍生物作为成膜树脂,使用磺酸碘鎓盐和硫鎓盐作为光致酸剂;而ArF(193nm)光刻胶则多使用聚甲基丙烯酸酯衍生物,环烯烃-马来酸酐共聚物,环形聚合物等作为成膜树脂;由于化学结构上的原因,Arf(193nm)光刻胶需要比KrF(248nm)光刻胶更加敏感的光致酸剂。

虽然在2007年之后,一些波长更短的准分子光刻光源技术陆续出现,但是这些波段的辐射都很容易被光刻镜头等光学材料吸收,使这些材料受热产生膨胀而无法正常工作。少数可以和这些波段的辐射正常工作的光学材料,比如氟化钙(萤石)等,成本长期居高不下。再加上浸没光刻和多重曝光等新技术的出现,193nm波长ArF光刻系统突破了此前 65nm 分辨率的瓶颈,所以在45nm 到10nm之间的半导体制程工艺中,ArF光刻技术仍然得到了广泛的应用。

1-丙烯酸金刚烷酯121601-93-2

1-金刚烷基甲基丙烯酸酯16887-36-8

丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-基酯7398-56-3

4-乙酰氧基苯乙烯2628-16-2

1,3-金刚烷二醇单丙烯酸酯216581-76-9

2-甲基-2-金刚烷醇丙烯酸酯249562-06-9

2-乙基-2-金刚烷基丙烯酸酯303186-14-3

1,3-金刚烷二醇二丙烯酸酯81665-82-9

2-氧代六氢-2H-3,5-亚甲基环戊二烯并[b]呋喃-6-基甲基丙烯酸酯254900-07-7

甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-基酯34759-34-7

2-异丙基-2-金刚烷丙烯酸甲酯297156-50-4

2-异丙基-2-金刚烷醇丙烯酸酯251564-67-7

gamma-丁内酯-3-基异丁烯酸酯130224-95-2

N-异丙基甲基丙烯酰胺13749-61-6

(9H-芴-9,9-二基)双(亚甲基)二丙烯酸酯583036-99-1

(5-氧代四氢呋喃-2-基)甲基丙烯酸甲酯156938-09-9

1-乙基环戊基甲基丙烯酸酯266308-58-1

1-异丙基-1-环己醇甲基丙烯酸酯811440-77-4

2-甲基-2-丙烯酸4-羟基苯基酯31480-93-0

n-butyl2-(bromomethyl)prop-2-enoate170216-64-5

2-(溴甲基)丙烯酸甲酯4224-69-5

甲基丙烯酸-9-蒽甲酯31645-35-9

2-oxo-2-((2-oxohexahydro-2H-3,5-methanocyclopenta[b]furan-6-yl)oxy)ethylmethacrylate[347886-81-1

2-乙烯基萘827-54-3

2-环己基丙烷-2-基甲基丙烯酸酯186585-56-8

2-甲基-丙烯酸2-氧代-四氢-呋喃-3-基酯195000-66-9

丙烯酸甲基环戊酯178889-49-1

丙烯酸1-乙基环戊酯326925-69-3

2-氧代四氢呋喃-3-基丙烯酸酯328249-37-2

4-叔丁氧基苯乙烯95418-58-9

4-(4-(丙烯酰氧基)丁氧基)苯甲酸69260-42-0

甲基丙烯酸-2,2,3,3,4,4,4-七氟代-丁酯13695-31-3

3-(4-vinylphenyloxy)-1-propene16215-47-7

acetic acid,4-ethenylbenzene-1,2-diol57142-64-0

1-(1-乙氧基乙氧基)-4-乙烯基苯157057-20-0

1-甲基环己基甲基丙烯酸酯76392-14-8

2-氧代-2-(2,2,3,3,3-五氟丙氧基)乙基甲基丙烯酸酯1176273-16-7

2,5-二甲基己烷-2,5-二基双(2-甲基丙烯酸酯)131787-39-8

1-甲基环戊基甲基丙烯酸酯178889-45-7

1-乙基环己基甲基丙烯酸酯274248-09-8

4-异丙基苯酚4286-23-1

(2-oxo-1,3-dioxolan-4-yl)methyl 2-methylprop-2-enoate13818-44-5

乙酸-2-乙烯基苯基酯63600-35-1

2-(金刚烷-1-基)丁-2-基甲基丙烯酸酯325991-26-2

1-ethoxyethyl 2-methylprop-2-enoate51920-52-6

甲基丙烯酸四氢呋喃-2-基酯15895-80-4

oxan-2-yl 2-methylprop-2-enoate52858-59-0

6-methacryloyl-6-azabicyclo[3.2.0]heptan-7-one1267624-16-7

3-叔丁氧基苯乙烯105612-79-1

2-丙烯酸3-(二乙氧基甲基甲硅烷基)丙基酯13732-00-8

2,3-二羟基丙烯酸丙酯10095-20-2

2-[(4-乙烯基苯氧基)甲基]环氧乙烷2653-39-6

3,5-二乙酰氧基苯乙烯155222-48-3

2-(2,2-二氟乙烯基)双环[2.2.1]庚烷123455-94-7

二苯基碘酰氯1483-72-3

双[4-(1,1-二甲基乙基)苯基]碘鎓与三氟甲磺酸的盐84563-54-2

全氟丁基磺酸三苯基锍盐144317-44-2

双(4-叔丁基苯基)氯化碘鎓5421-53-4

TBPDPS-PFBS258872-05-8

1二(4-叔丁基苯基)碘鎓全氟代丁烷磺酸盐194999-85-4

(4-苯基硫代苯基)二苯基锍三氟甲磺酸111281-12-0

N-羟基萘酰亚胺三氟甲磺酸85342-62-7

六氟二酐(6FDA)1107-00-2

9,9-双(3-氟-4-氨基苯基)芴 (FFDA)127926-65-2

9,9-双(4-氨基苯基)芴 (FDA)15499-84-0

4,4’-二氨基-2,2’-二甲基联苯 (M-Tolidine)84-67-3

2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基) 六氟丙烷83558-87-6

1,3-双(3-氨基苯氧基)苯 (APB)10526-07-5

4,4'-双(4-氨苯氧基)联苯(BAPB)13080-85-8

1,3-双(4-氨苯氧基)苯2479-46-1

4,4-二氨基联苯-2,2-二羧酸17557-76-5

2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基苯基醚344-48-9

ODA 4,4'-二氨基二苯醚101-80-4

BAPP 2,2'-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷13080-86-9

TPE-Q 1,4-双(4-氨基苯氧基)苯3491/12/1

BPADA 双酚A型二醚二酐38103-06-9

BTDA 3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐2421-28-5

BPDA 3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐2420-87-3

CBDA 环丁烷四甲酸二酐4415-87-6

DABA 3,5-二氨基苯甲酸535-87-5

TFMB 2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯341-58-2

A-BPDA 2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐36978-41-3

BOAFL 9,9-二[(2,3-环氧丙氧基)苯基]芴47758-37-2

TCA 四氢-1H-5,9-甲烷吡喃并[3,4-d]噁英-1,3,6,8(4H)-四酮6053-46-9

ODPA 4,4'-氧双邻苯二甲酸酐1823-59-2

A-ODPA 3,4'-氧双邻苯二甲酸酐50662-95-8

HFBAPP 2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷69563-88-8

4-溴-N-苯基咔唑1097884-37-1

3,6-二溴-9-(2-乙基己基)-9h-咔唑173063-52-0

N-(2-萘基)-3-溴咔唑934545-80-9

1-溴-N-苯基咔唑1333002-37-1

3,6-二叔丁基咔唑37500-95-1

3,6-二溴咔唑6825-20-3

1-溴咔唑16807-11-7

2-溴咔唑3652-90-2

2-氯咔唑10537-08-3

2-羟基咔唑86-79-3

3-溴咔唑1592-95-6

3,6-二苯基-9H-咔唑56525-79-2

4-溴-9H-咔唑3652-89-9

3-苯基-9H-咔唑103012-26-6

11,12-二氢-12,12-二甲基茚并[1,2-a]咔唑1329054-41-2

9-(4-溴苯基)咔唑57102-42-8

10-溴-7H-苯并[c]咔唑1698-16-4

9-(3-溴苯基)-9H-咔唑185112-61-2

9-(2-溴苯基)-9H-咔唑902518-11-0

3-溴-N-苯基咔唑1153-85-1

3,6-二溴-9-苯基咔唑57103-20-5

3-碘-9-苯基咔唑502161-03-7

9-(1-萘基)-3-溴咔唑934545-83-2

3-(4-溴苯基)-9-苯基-9H-咔唑1028647-93-9

2-溴-9-苯基-9H-咔唑94994-62-4

2-(2-氯苯基)-1H-苯并咪唑3574-96-7

3,3'-联咔唑1984-49-2

3,9'-联咔唑18628-07-4

吲哚并[3,2-b]咔唑241-55-4

吲哚并[3,2-b]咔唑6336-32-9

5,11-二氢-11,11-二甲基茚并[1,2-b]咔唑1260228-95-2

5,7-二氢-7,7-二甲基-茚并[2,1-b]咔唑1257220-47-5

9-(4'-溴联苯-4-基)-9H-咔唑212385-73-4

4,4'-二(9-咔唑)联苯58328-31-7

5,12-二氢-12,12-二甲基茚并[1,2-c]咔唑1346645-54-2

5,7-二氢-吲哚并[2,3-b]咔唑111296-90-3

吲哚并[2,3-a]咔唑60511-85-5

9H-咔唑-3-硼酸频哪醇酯855738-89-5

9-(4-苯基苯基)咔唑6299-16-7

14H-苯并[c]苯并[4,5]噻吩并[2,3-a]咔唑1313395-18-4

9-(2-萘基)-3,6-二溴咔唑1221237-83-7

2,7-二溴咔唑36630-39-2

2-苯基-9H-咔唑88590-00-5

咔唑86-74-8

9H-咔唑-3,6-二甲腈57103-03-4

3,6-二碘咔唑57103-02-3

3-氰基咔唑57102-93-9

9,9'-二([1,1'-联苯]-4-基)-3,3'-联-9H-咔唑57102-51-9

3-氯咔唑2732-25-4

N-(3-联苯基)-N-(4-联苯基)-3,3-双咔唑1643479-47-3

5,7-二氢-5-苯基吲哚[2,3-b]咔唑1448296-00-1

9'-苯基-9H,9H'-3,3'-咔唑1060735-14-9

3,6-二乙氧基咔唑1707264-12-7

9-苯基-9H,9H-3,3-咔唑10607435-14-9

9-乙烯卡唑1484-13-5

4-硼酸三苯胺201802-67-7

二苯并噻吩-4-硼酸108847-20-7

(3,5-二苯基苯)硼酸128388-54-5

3-溴苯硼酸89598-96-9

苯硼酸98-80-6

2-硝基苯基硼酸5570-19-4

2-氟苯硼酸1993/3/9

4-甲苯硼酸5720/5/8

2,4-二氟苯硼酸144025-03-6

4-氟苯硼酸1765-93-1

2-氯苯基硼酸3900-89-8

3-氯苯硼酸63503-60-6

2-联苯硼酸4688-76-0

3-联苯硼酸5122-95-2

4-联苯硼酸5122-94-1

1-萘硼酸13922-41-3

2-萘硼酸32316-92-0

9-蒽硼酸100622-34-2

荧蒽-3-硼酸359012-63-8

9-菲硼酸68572-87-2

4-(1-萘基)苯硼酸870774-25-7

4-(2-萘基)苯硼酸918655-03-5

苯并菲-2-硼酸654664-63-8

1-芘硼酸164461-18-1

(10-苯基蒽-9-基)硼酸334658-75-2

[10-(1-萘基)-9-蒽]硼酸400607-46-7

B-(10-[1,1'-联苯]-4-基-9-蒽基)硼酸400607-47-8

9,9-二甲基芴-2-硼酸333432-28-3

9,10-双(2-萘基)蒽-2-硼酸867044-28-8

10-(2-萘基)蒽-9-硼酸597554-03-5

9,9-二甲基-2,7-芴二硼酸866100-14-3

B-9,9'-螺二芴-2'-基硼酸236389-21-2

B-[3-(4-二苯并噻吩基)苯基]硼酸1307859-67-1

B,B'-2,8-二苯并呋喃二基二硼酸1222008-13-0

吡啶-3-硼酸1692-25-7

喹啉-3-硼酸191162-39-7

喹啉-8-硼酸86-58-8

9H-咔唑-1-基硼酸869642-36-4

二苯并噻吩-2,8-二硼酸761405-37-2

9-苯基咔唑-2-硼酸1001911-63-2

(9-苯基-9H-咔唑-3-基)硼酸854952-58-2

4-(9H-咔唑-9-基)苯硼酸419536-33-7

3-(9H-咔唑-9-基)苯硼酸864377-33-3

B-[2-(9H-咔唑-9-基)苯基]硼酸1189047-28-6

二苯并呋喃-4-硼酸100124-06-9

B-2-二苯并噻吩基硼酸668983-97-9

联硼酸新戊二醇酯201733-56-4

联硼酸频那醇酯73183-34-3

二苯并噻吩-2,8-二硼酸761405-37-2

4-溴苯硼酸5467-74-3

4-氯苯硼酸1679-18-1

硼酸三异丙酯5419-55-6

3-(2-三亚苯基苯硼酸)频哪醇酯1115639-92-3

3-甲氧基-2-萘硼酸104115-76-6

Benzofuran-2-boronic acidCAS 98437-24-2

2,4-Dichlorophenylboronic acidCAS 68716-47-2

[3-(3-Pyridinyl)phenyl]boronic acidCAS 351422-72-5

9-(3-bromophenyl)-9-phenyl-9H-fluorene1257251-75-4

B-[4-(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯基]-硼酸952514-79-3

[4-(2-苯基-1H-苯并咪唑-1-基)苯基]硼酸867044-33-5

四氟硼酸银14104-20-2

三亚苯-2-基)硼酸频哪醇酯890042-13-4

9,9-螺二芴-2-硼酸频哪醇酯884336-44-1

3-氟-2-甲酰基苯硼酸871126-15-7

5-氯-2-甲酰基苯硼酸870238-36-1

B-(10-[1,1'-联苯]-2-基-9-蒽基)硼酸400607-48-9

4-(3-吡啶基)苯硼酸170230-28-1

2-氯-4-(联苯-3-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪1689576-03-1

4-硼酸三苯胺201802-67-7

9-菲硼酸新戊二醇酯1416371-19-1

3,5-二甲基苯硼酸172975-69-8

二苯并[b,d]呋喃-3-硼酸395087-89-5

2-溴螺[9H-芴-9,9'-[9H]氧杂蒽]899422-06-1

9,9-二苯基-3-溴芴1547491-70-2

4-溴芴酮4269-17-4

2,7-二溴-9,9-二苯基芴186259-63-2

5,9-二溴-7,7-二苯基-7H-苯并[c]芴854952-90-2

2-溴-9,9-二氟-7-碘-9H-芴1499193-60-0

9,9-二甲基-2-溴芴28320-31-2

9-溴-7,7-二甲基-7H-苯并[c]芴1198396-46-1

2,2,7,7-四溴-9,9-螺二芴128055-74-3

4-溴-9,9-二苯基芴713125-22-5

2-氨基-9,9-二甲基芴108714-73-4

2-溴-9,9-二苯基芴474918-32-6

9-(4-溴苯基)-9-苯基芴937082-81-0

9,9-二苯基-2-氨基芴1268519-74-9

2,7-二溴-9,9-二甲基芴28320-32-3

2-溴-9-芴酮3096-56-8

4-溴-9,9'-螺双[9H-芴]1161009-88-6

4,5-二氮芴-9-酮50890-67-0

2,7-二溴-9-芴酮14348-75-5

双酚芴3236-71-3

9,9-双(4-溴苯基)-9H-芴128406-10-0

N-(3-联苯基)-9,9-二苯基-2-氨基芴1607480-14-7

3-溴芴-9-酮2041-19-2

芴-2-硼酸频哪醇酯922706-40-9

芴-2-硼酸片呐醇酯569343-09-5

联苯螺二芴-2-胺1258514-95-2

2-叔丁基-8-溴-氧芴1438391-33-3

2-溴-9,9-二甲基芴23320-31-2

三亚苯217-59-4

2-溴菲62162-97-4

9-溴菲573-17-1

2-溴苯并[9,10]菲, 2-溴三亚苯19111-87-6

2-(3-溴苯基)苯并菲1313514-53-2

2-氯-1,10-菲啰啉7089-68-1

2,7-二溴菲醌84405-44-7

3,6-二溴-9,10-菲醌CAS:53348-05-3

晕苯191-07-1

硝基菲954-46-1

烯丙基苯300-57-2

2,2'-二溴联苯13029-09-9

邻溴氟苯1072-85-1

1,5-二溴-2,4-双(溴甲基)苯35510-03-3

联苯胺基三联苯897921-63-4

4-溴苯甲醛1122-91-4

正丁基锂109-72-8

2-溴蒽7321-27-9

9-溴蒽1564-64-3

9,10-二溴蒽523-27-3

9-溴-10-(1-萘基)蒽400607-04-7

9-溴-10-(2-萘基)蒽474688-73-8

2-溴-9,10-二苯基蒽201731-79-5

2-溴-9,10-双(2-萘基)蒽474688-76-1

3-溴荧蒽13438-50-1

4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽161265-03-8

9-溴-10-苯基蒽23674-20-6

9-[1,1-联苯]-4-基-10-溴-2-苯基蒽1195975-03-1

9-(2-萘基)蒽7424-72-8

2,6-二溴-9,10-二-2-萘基蒽561064-15-1

9-(4-溴苯基)-10-苯基蒽625854-02-6

2-溴-13,13-二甲基-6,11-二-2-萘基-13H-茚并[1,2-b]蒽1196107-75-1

3-氨基荧蒽2693-46-1

2-溴-13,13-二甲基-6H-茚并[1,2-b]蒽-6,11(13H)-二酮1196107-73-9

2-溴蒽醌572-83-8

9-[1,1-联苯]-2-基-10-溴蒽400607-16-1

9,10-二联苯蒽1499-10-1

2-溴二苯并呋喃86-76-0

噻吩并[3,2-b]噻吩251-41-2

2-碘二苯并呋喃5408-56-0

4-溴二苯并呋喃89827-45-2

2,8-二溴二苯并[b,d]呋喃10016-52-1

1,3-二苯基异苯并呋喃5471-63-6

3,4-二溴噻吩3141-26-2

7-溴苯并[b]噻吩1423-61-6

2-溴二苯并噻吩22439-61-8

4-溴二苯并噻吩97511-05-2

4,6-二溴二苯并噻吩669773-34-6

萘并[2,1-b]苯并噻吩205-43-6

4H-Cyclopenta[2,1-b:3,4-b']dithiopheneCAS 389-58-2

4-(4-bromophenyl) dibenzo[b,d]furanCAS 955959-84-9

2,4-二氯-[1]苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶160199-05-3

2-羟基二苯并呋喃86-77-1

3-溴二苯并[B,D]呋喃26608-06-0

10,10-Dimethyl-10H-benzo[b]indeno[2,1-d]thiophene1346824-12-1

wyf 01.26

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