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《光刻膠photoresist性能及發(fā)展趨勢(shì)簡(jiǎn)介》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、光刻膠成分：樹(shù)脂（resin）、感光劑（photoactivecompound）和溶劑（solvent）。樹(shù)脂是一種有機(jī)聚合物，他的分子鏈長(zhǎng)度決定了光刻膠的許多性質(zhì)。長(zhǎng)鏈能增加熱穩(wěn)定性，增加抗腐蝕能力，降低曝光部分的顯影速度，而短鏈能增加光刻膠和基底間的吸附，因此一般光刻膠樹(shù)脂的長(zhǎng)度為8-20個(gè)單體。對(duì)于正性（positivetone）光刻膠，感光劑在曝光后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，增加了樹(shù)脂在顯影液中的溶解度，從而使得曝光部分在顯影過(guò)程中被沖洗掉；對(duì)于負(fù)性（negativetone）光刻膠，感光劑在曝光后誘導(dǎo)樹(shù)脂分子發(fā)生交聯(lián)
2、（crosslinking），使得曝光部分不被顯影液溶解。溶劑保持光刻膠的流動(dòng)性，因此通過(guò)甩膠能夠形成非常薄的光刻膠。光刻膠的主要技術(shù)參數(shù)：1.分辨率（resolution）。通常用關(guān)鍵尺寸（CriticalDimension）來(lái)衡量，CD越小，光刻膠的分辨率越高。光刻膠的厚度會(huì)影響分辨率，當(dāng)關(guān)鍵尺寸比光刻膠的厚度小很多時(shí)，光刻膠高臺(tái)會(huì)塌陷，產(chǎn)生光刻圖形的變形。光刻膠中樹(shù)脂的分子量會(huì)影響刻線的平整度，用小分子代替聚合物會(huì)得到更高的極限分辨率http://www.physorg.com/news177697613.h
3、tml。另外，在化學(xué)放大光刻膠（CAR）中，光致產(chǎn)酸劑的擴(kuò)散會(huì)導(dǎo)致圖形的模糊，降低分辨率G.M.Wallraff,D.R.Medeiros,Proc.SPIE5753(2005)309.。2.對(duì)比度（contrast）。指光刻膠曝光區(qū)到非曝光區(qū)側(cè)壁的陡峭程度。對(duì)比度越大，圖形分辨率越高。3.敏感度（sensitivity）。對(duì)于某一波長(zhǎng)的光，要在光刻膠上形成圖像需要的最小能量密度值稱為曝光的最小劑量，單位mJ/cm，通常用最小劑量的倒數(shù)也就是靈敏度來(lái)衡量光刻膠對(duì)光照的靈敏程度和曝光的速度。靈敏度越高，曝光完成需要的
4、時(shí)間越小。通過(guò)曝光曲線，我們可以直觀地看到對(duì)比度、分辨率和敏感度。上圖為ABC三種光刻膠的曝光曲線。在曝光劑量達(dá)到一個(gè)閾值后，光刻膠的殘余厚度迅速的降低。這個(gè)閾值就是敏感度，閾值越小，敏感度越高。閾值附近曝光曲線的陡峭程度，表征了光刻膠的對(duì)比度，曲線越陡峭，說(shuō)明曝光部分和未曝光部分的過(guò)渡就越迅速，分辨率就越高。1.其他參數(shù)：粘度（Viscosity），粘附性（Adherence），抗蝕性（Anti-etching），表面張力（Surfacetension），存儲(chǔ)和傳遞（Storageandtransmission）
5、。通常來(lái)說(shuō)，負(fù)膠的靈敏度較正膠高，但正膠的分辨率和對(duì)比度高于負(fù)膠。另外，正膠的耐蝕性和粘附性較差。若光在光刻膠中的吸收系數(shù)是α，光刻膠的厚度為T(mén),光刻的對(duì)比度為γ則γ=1β-αT,可見(jiàn)，增加吸收系數(shù)，降低膜厚，都可以增加對(duì)比度，從而提高分辨率。傳統(tǒng)的光刻波長(zhǎng)為汞燈的g-(436nm),h-(405nm),i-line(365nm)，現(xiàn)代DUV光源有諸如248nmKrFlaser、193nmArFlaser。另外EUV光源也在研制中。當(dāng)前市場(chǎng)上也存在針對(duì)各種光源的光刻膠。MicroChemicalscompany的A
6、Z系列正光刻膠，其樹(shù)脂為線性酚醛樹(shù)脂（novolak），感光劑為DNQ，溶劑為PGMEA，給出的吸收譜如下：在短波方向上，吸收譜并非陡峭的下降，而是存在一個(gè)拖尾，因此利用短波長(zhǎng)的光源也可以進(jìn)行曝光，只不過(guò)曝光的靈敏度會(huì)下降。一般的，光刻膠的折射率和吸收系數(shù)可以利用公式計(jì)算得到。另外，在曝光的過(guò)程中，光刻膠會(huì)被漂白，導(dǎo)致吸收系數(shù)的下降。在深紫外波段，由于強(qiáng)烈的吸收損耗，使得靈敏度下降。這是需要摻入光致產(chǎn)酸劑來(lái)對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行化學(xué)放大（chemicalamplification），從而提高敏感度十倍甚至更高。光刻的關(guān)鍵尺
7、寸往往成為關(guān)注的焦點(diǎn)，關(guān)鍵尺寸的差別更是不同代的光刻技術(shù)之間的主要標(biāo)志。目前的32nm技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，未來(lái)的目標(biāo)為22nm、15nm。在32nm技術(shù)中用到了DP（doublepattern）光刻膠。傳統(tǒng)的光刻膠按曝光部分是否溶解于顯影液分為正膠和負(fù)膠，而DP膠，在光強(qiáng)高的部分促進(jìn)樹(shù)脂溶解，在光強(qiáng)弱的部分抑制樹(shù)脂溶解，從而提高了分辨率http://en.wikipedia.org/wiki/Double_patterning。FUJIFILM公司已經(jīng)發(fā)展出一系列光刻膠產(chǎn)品來(lái)滿足各代光刻分辨率的要求。光刻膠的分辨率一般不
8、存在理論的極限值，強(qiáng)烈地依賴于采取的光刻工藝參數(shù)。實(shí)際光刻工藝中，光源、曝光方式和光刻膠本身（靈敏度、對(duì)比度、顆粒大小、顯影時(shí)的溶脹）都會(huì)影響分辨率。同樣的光刻膠，既可以采用紫外曝光，也可以采用電子束曝光。紫外曝光的分辨率由光學(xué)分辨率和膜厚等因素決定，電子束曝光分辨率則由電子在材料中的散射決定。一般來(lái)說(shuō)，電子束曝光可以達(dá)到更高的分辨率。我們認(rèn)為采用電子束曝光
