昆山i線(xiàn)光刻膠光致抗蝕劑
光刻膠按應用領(lǐng)域分類(lèi)，可分為 PCB 光刻膠、顯示面板光刻膠、半導體光刻膠及其他光刻膠。全球市場(chǎng)上不同種類(lèi)光刻膠的市場(chǎng)結構較為均衡。智研咨詢(xún)的數據還顯示，受益于半導體、顯示面板、PCB產(chǎn)業(yè)東移的趨勢，自 2011年至今，光刻膠中國本土供應規模年華增長(cháng)率達到11%，高于全球平均 5%的增速。2019年中國光刻膠市場(chǎng)本土企業(yè)銷(xiāo)售規模約70億元，全球占比約 10%，發(fā)展空間巨大。目前，中國本土光刻膠以PCB用光刻膠為主，平板顯示、半導體用光刻膠供應量占比極低。有機-無(wú)機雜化光刻膠被認為是實(shí)現10nm以下工業(yè)化模式的理想材料。昆山i線(xiàn)光刻膠光致抗蝕劑
除了枝狀分子之外，環(huán)狀單分子樹(shù)脂近年來(lái)也得到了迅速發(fā)展。這些單分子樹(shù)脂的環(huán)狀結構降低了分子的柔性，從而通常具有較高的玻璃化轉變溫度和熱化學(xué)穩定性。由于構象較多，此類(lèi)分子也難以結晶，往往具有很好的成膜性。起初將杯芳烴應用于光刻的是東京科技大學(xué)的Ueda課題組，2002年起，他們報道了具有間苯二酚結構的杯芳烴在365nm光刻中的應用。2007年，瑞士光源的Solak等利用對氯甲氧基杯芳烴獲得了線(xiàn)寬12.5nm、占空比1∶1的密集線(xiàn)條，但由于為非化學(xué)放大光刻膠，曝光機理為分子結構被破壞，靈敏度較差，為PMMA的1/5。江蘇光刻膠顯示面板材料彩色光刻膠及黑色光刻膠市場(chǎng)也呈現日韓企業(yè)主導的格局，國內企業(yè)有雅克科技、飛凱材料、彤程新材等。
環(huán)狀單分子樹(shù)脂中除了杯芳烴類(lèi)物質(zhì)以外，還有一類(lèi)被稱(chēng)為“水車(chē)”（Noria）的光刻膠，該類(lèi)化合物由戊二醛和間苯二酚縮合而成，是一種中心空腔的雙層環(huán)梯狀結構分子，外形像傳統的水車(chē)，因此得名，起初在2006年時(shí)由日本神奈川大學(xué)的Nishikubo課題組報道出來(lái)。隨后，日本JSR公司的Maruyama課題組將Noria改性，通過(guò)金剛烷基團保護得到了半周期為22nm的光刻圖形。但是這種光刻膠的靈敏度較低、粗糙度較大，仍需進(jìn)一步改進(jìn)才能推廣應用。
光刻膠主要由主體材料、光敏材料、其他添加劑和溶劑組成。從化學(xué)材料角度來(lái)看，光刻膠內重要的成分是主體材料和光敏材料。光敏材料在光照下產(chǎn)生活性物種，促使主體材料結構改變，進(jìn)而使光照區域的溶解度發(fā)生轉變，經(jīng)過(guò)顯影和刻蝕，實(shí)現圖形從掩模版到基底的轉移。對于某些光刻膠來(lái)說(shuō)，主體材料本身也可以充當光敏材料。依據主體材料的不同，光刻膠可以分為基于聚合物的高分子型光刻膠，基于小分子的單分子樹(shù)脂（分子玻璃）光刻膠，以及含有無(wú)機材料成分的有機-無(wú)機雜化光刻膠。本文將主要以不同光刻膠的主體材料設計來(lái)綜述EUV光刻膠的研發(fā)歷史和現狀。按曝光波長(cháng)可分為紫外光刻膠、深紫外光刻膠、極紫外光刻膠、電子束光刻膠、離子束光刻膠、X射線(xiàn)光刻膠等。
從光刻設備角度來(lái)看，EUV光刻與其他波長(cháng)光刻關(guān)鍵的兩點(diǎn)差異是光源強度和散粒噪聲。盡管有多種方式可獲得EUV光，商用EUV光刻機使用的是激光激發(fā)的等離子體（LPP）發(fā)光，其輸出功率曾長(cháng)期是制約EUV光刻技術(shù)商用的瓶頸問(wèn)題；另外，EUV光刻使用的是反射鏡成像系統，而非傳統的透過(guò)折射鏡片組，且效率不高。因此在EUV光刻發(fā)展的早期，通常都要求EUV光刻膠具有較高的靈敏度。同時(shí)，EUV光子能量（約為92eV）遠高于以前幾代光刻技術(shù)光源的光子能量（是193nm光子能量的14.4倍），也就是說(shuō)，對于同樣的曝光能量，光子數目遠少于前幾代的光刻技術(shù)，這就導致散粒噪聲增加，從而造成線(xiàn)寬/線(xiàn)邊緣粗糙度的升高。而靈敏度過(guò)高并不利于克服散粒噪聲的影響，所以隨著(zhù)EUV光源功率不斷提升，業(yè)界對EUV光刻膠的要求從“提高靈敏度”逐漸變?yōu)椤袄靡欢ǔ潭鹊撵`敏度來(lái)降低粗糙度”。高壁壘和高價(jià)值量是光刻膠的典型特征。光刻膠屬于技術(shù)和資本密集型行業(yè)，全球供應市場(chǎng)高度集中。浙江LCD觸摸屏用光刻膠集成電路材料
光刻膠的國產(chǎn)化公關(guān)正在展開(kāi)，在面板屏顯光刻膠領(lǐng)域，中國已經(jīng)出現了一批有競爭力的本土企業(yè)。昆山i線(xiàn)光刻膠光致抗蝕劑
利用基團變化導致光刻膠溶解性變差構建負性光刻膠的，還有日本日立公司的Kojima等，他們與日本東京應化工業(yè)的研發(fā)人員開(kāi)發(fā)了一種枝狀單分子樹(shù)脂分子3M6C-MBSA-BL。3M6C-MBSA-BL內含有γ-羥基羧酸基團，在強酸的作用下，可以發(fā)生分子內脫水，由易溶于堿性顯影液的羧酸變?yōu)殡y溶于羧酸顯影液的內酯，因而可作為負膠使用。Kojima等只檢測了其作為電子束光刻膠的性能，獲得了40nm線(xiàn)寬的線(xiàn)條，呈現出較好的抗刻蝕性，但它作為EUV光刻膠的能力還有待驗證。昆山i線(xiàn)光刻膠光致抗蝕劑
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