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《光刻膠photoresist性能及發(fā)展趨勢簡介》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、光刻膠成分：樹脂（resin）、感光劑（photoactivecompound）和溶劑（solvent）。樹脂是一種有機(jī)聚合物，他的分子鏈長度決定了光刻膠的許多性質(zhì)。長鏈能增加熱穩(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，因此一般光刻膠樹脂的長度為8-20個單體。對于正性（positivetone）光刻膠，感光劑在曝光后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，增加了樹脂在顯影液中的溶解度，從而使得曝光部分在顯影過程中被沖洗掉；對于負(fù)性（negativetone）光刻膠，感光劑在曝光后誘導(dǎo)樹脂分子發(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性，因此通過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）來衡量，CD越小，光刻膠的分辨率越高。光刻膠的厚度會影響分辨率，當(dāng)關(guān)鍵尺寸比光刻膠的厚度小很多時，光刻膠高臺會塌陷，產(chǎn)生光刻圖形的變形。光刻膠中樹脂的分子量會影響刻線的平整度，用小分子代替聚合物會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。對比度越大，圖形分辨率越高。3.敏感度（sensitivity）。對于某一波長的光，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)也就是靈敏度來衡量光刻膠對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、時間越小。通過曝光曲線，我們可以直觀地看到對比度、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)到一個閾值后，光刻膠的殘余厚度迅速的降低。這個閾值就是敏感度，閾值越小，敏感度越高。閾值附近曝光曲線的陡峭程度，表征了光刻膠的對比度，曲線越陡峭，說明曝光部分和未曝光部分的過渡就越迅速，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），存儲和傳遞（Storageandtransmission）
5、。通常來說，負(fù)膠的靈敏度較正膠高，但正膠的分辨率和對比度高于負(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,光刻的對比度為γ則γ=1β-αT,可見，增加吸收系數(shù)，降低膜厚，都可以增加對比度，從而提高分辨率。傳統(tǒng)的光刻波長為汞燈的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)前市場上也存在針對各種光源的光刻膠。MicroChemicalscompany的A
6、Z系列正光刻膠，其樹脂為線性酚醛樹脂（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，而是存在一個拖尾，因此利用短波長的光源也可以進(jìn)行曝光，只不過曝光的靈敏度會下降。一般的，光刻膠的折射率和吸收系數(shù)可以利用公式計算得到。另外，在曝光的過程中，光刻膠會被漂白，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)酸劑來對反應(yīng)過程進(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，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)樹脂溶解，在光強(qiáng)弱的部分抑制樹脂溶解，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)。實際光刻工藝中，光源、曝光方式和光刻膠本身（靈敏度、對比度、顆粒大小、顯影時的溶脹）都會影響分辨率。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。一般來說，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
