光刻膠、低介電常數(shù)材料、抗反射膜材料

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1、集成電路前端材料項目—光刻膠、低介電常數(shù)材料、抗反射膜材料目錄化學(xué)放大光刻膠低介電常數(shù)材料抗反射涂層材料化學(xué)放大光刻膠半導(dǎo)體光刻原理光刻的基本原理是利用光刻膠感光后因光化學(xué)反應(yīng)而形成耐蝕性的特點，將掩模板上的圖形刻制到被加工表面上。光刻半導(dǎo)體芯片二氧化硅的主要步驟是：1、涂布光刻膠；2、套準掩模板并曝光；3、用顯影液溶解未感光的光刻膠；4、用腐蝕液溶解掉無光刻膠保護的二氧化硅層；5、去除已感光的光刻膠。光源掩膜縮圖透鏡晶圓什么是光刻膠光刻膠是一種有機化合物，它受紫外光曝光后，在顯影液中的溶解度會發(fā)生變化。一般光刻膠以液態(tài)涂覆在硅片表面上，曝光后烘烤成固態(tài)。光刻膠的

2、作用：a、將掩膜板上的圖形轉(zhuǎn)移到硅片表面的氧化層中；b、在后續(xù)工序中，保護下面的材料（刻蝕或離子注入）。集成電路制作技術(shù)是半導(dǎo)體制造業(yè)的關(guān)鍵工藝，而光刻工藝是集成電路制作的驅(qū)動力。其中光刻膠的發(fā)展便決定了光刻工藝的發(fā)展，并相應(yīng)地推動著整個半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展。從成本上講，光刻工藝占整個硅片加工成本的三分之一，決定光刻工藝效果的光刻膠約占集成電路材料總成本的4%左右。光刻膠的主要技術(shù)參數(shù)分辨率-區(qū)別硅片表面相鄰圖形特征的能力。一般用關(guān)鍵尺寸來衡量分辨率。形成的關(guān)鍵尺寸越小，光刻膠的分辨率越好。對比度-指光刻膠從曝光區(qū)到非曝光區(qū)過渡的陡度。對比度越好，形成圖形的側(cè)壁越

3、陡峭，分辨率越好。敏感度-光刻膠上產(chǎn)生一個良好的圖形所需一定波長光的最小能量值。光刻膠的敏感性對于深紫外光、極深紫外光等尤為重要。粘滯性/黏度-衡量光刻膠流動特性的參數(shù)。粘附性-表征光刻膠粘著于襯底的強度。光刻膠的粘附性不足會導(dǎo)致硅片表面的圖形變形。光刻膠的粘附性必須經(jīng)受住后續(xù)工藝?？刮g性-光刻膠必須保持它的粘附性，在后續(xù)的刻蝕工序中保護襯底表面。耐熱穩(wěn)定性、抗刻蝕能力和抗離子轟擊能力。光刻膠的組成樹脂（resin/polymer）--光刻膠中不同材料的粘合劑，給與光刻膠的機械與化學(xué)性質(zhì)（如粘附性、膠膜厚度、熱穩(wěn)定性等）；感光劑，感光劑對光能發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)；溶劑（

4、Solvent）--保持光刻膠的液體狀態(tài)，使之具有良好的流動性；添加劑（Additive）--用以改變光刻膠的某些特性，如改善光刻膠發(fā)生反射而添加染色劑等。光刻膠的分類根據(jù)光刻膠按照如何響應(yīng)紫外光的特性可以分為兩類：負性光刻膠。最早使用，一直到20世紀70年代。曝光區(qū)域發(fā)生交聯(lián)，難溶于顯影液。特性：良好的粘附能力、良好的阻擋作用、感光速度快；顯影時發(fā)生變形和膨脹。所以只能用于2μm的分辨率。正性光刻膠。20世紀70年代，有負性轉(zhuǎn)用正性。正性光刻膠的曝光區(qū)域更加容易溶解于顯影液。特性：分辨率高、臺階覆蓋好、對比度好；粘附性差、抗刻蝕能力差、高成本。根據(jù)光刻膠能形成圖

5、形的最小光刻尺寸來分：傳統(tǒng)光刻膠。適用于I線（365nm）、H線（405nm）和G線（436nm），關(guān)鍵尺寸在0.35μm及其以上?；瘜W(xué)放大光刻膠。適用于深紫外線（DUV）波長的光刻膠。KrF（248nm）和ArF（193nm）。集成電路行業(yè)主要的光刻膠光刻膠體系成膜樹脂感光劑曝光波長主要用途環(huán)化橡膠---雙疊氮負膠環(huán)化橡膠雙疊氮化合物紫外全譜300-450nm2um以上集成電路及半導(dǎo)體分立器件的制作。酚醛樹脂---重氮酚醛正膠酚醛樹脂重氮酚醛化合物G線436nmI線365nm0.5um以上集成電路制作0.35-0.5um集成電路制作248nm光刻膠聚對羥基苯乙烯

6、及其衍生物光致產(chǎn)酸試劑KrF,248nm0.25-0.15um集成電路制作193nm光刻膠聚酯環(huán)族丙烯酸酯及其共聚物光致產(chǎn)酸試劑ArF,193nm干法ArF,193nm浸濕法130nm-65nm集成電路制作，45nm以下集成電路制作電子束光刻膠甲基丙烯酸酯及其共聚物光致產(chǎn)酸試劑電子束掩膜板制作化學(xué)放大光刻膠（波長：248nm,193nm）樹脂是具有化學(xué)基團保護的聚乙烯。有保護團的樹脂不溶于水；感光劑是光酸產(chǎn)生劑，光刻膠曝光后，在曝光區(qū)的光酸產(chǎn)生劑發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)會產(chǎn)生一種酸。該酸在曝光后熱烘時，作為化學(xué)催化劑將樹脂上的保護基團移走，從而使曝光區(qū)域的光刻膠由原來不溶于

7、水轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨热苡谝运疄橹饕煞值娘@影液?；瘜W(xué)放大光刻膠的優(yōu)點：化學(xué)放大光刻膠曝光速度非?？?，大約是線性酚醛樹脂光刻膠的10倍；對短波長光源具有很好的光學(xué)敏感性；提供陡直側(cè)墻，具有高的對比度；具有0.25μm及其以下尺寸的高分辨率?；瘜W(xué)放大光刻膠（續(xù)）化學(xué)放大光刻膠是當今光刻膠市場的主流，整個國際市場2011年的數(shù)據(jù)表明，單單ArF,193nm干法，ArF,193nm浸濕法就貢獻了整個半導(dǎo)體行業(yè)的40%的份額。整個半導(dǎo)體行業(yè)仍然在遵循著摩爾定律繼續(xù)往前發(fā)展，系統(tǒng)級芯片（SoC）和系統(tǒng)級封裝（SiP）兩大引擎推動著芯片和封裝的持續(xù)精細化，化學(xué)放大光刻技術(shù)會越來越顯示出

8、其重要的作