世界三大光刻机生产商浸没式光刻机样机都是在原有193nm干式光刻机的基础上改进研制而成,较大降低了研发成本和风险。因为浸没式光刻系统的原理清晰而且配合现有的光刻技术变动不大,目前193nmArF准分子激光光刻技术在65nm以下节点半导体量产中已经普遍应用;ArF浸没式光刻技术在45nm节点上是大生产的主流技术。为把193i技术进一步推进到32和22nm的技术节点上,光刻**一直在寻找新的技术,在没有更好的新光刻技术出现前,两次曝光技术(或者叫两次成型技术,DPT)成为人们关注的热点。电子束曝光要适应大批量生产,如何进一步提高曝光速度是个难题。深硅刻蚀材料刻蚀代工
电子束光刻技术起源于扫描电镜,较早由德意志联邦杜平根大学的G.Mollenstedt等人在20世纪60年代提出。电子束曝光的波长取决于电子能量,电子能量越高,曝光的波长越短,大 体在10-6nm量级上,因而电子束光刻不受衍射极限的影响,所以电子束光刻可获得接近于原子尺寸的分辨率。但是,由于电子束入射到抗蚀剂及基片上时,电子会与固体材料的原子发生“碰撞”产生电子散射现象,包括前散射和背散射电子,这些散射电子同样也参与“曝光”,前散射电子波及范围可在几十纳米,从基片上返回抗蚀剂中背散射电子可波及到几十微米之远。深圳光刻技术只有纳米尺度的图形或工艺层由电子束光刻实现。
光刻胶要有极好的稳定性和一致性,如果质量稍微出点问题,损失将会是巨大的。去年2月,某半导体代工企业因为光刻胶的原因导致晶圆污染,报废十万片晶圆,直接导致5.5亿美元的账面损失。除了以上原因外,另一个重要原因是,经过几十年的发展,光刻胶已经是一个相当成熟且固化的产业。2010年光刻胶的**出现井喷,2013年之后,相关专利的申请已经开始锐减。市场较小,技术壁垒又高,这意味着对于企业来说,发展光刻胶性价比不高,即便研发成功一款光刻胶,也要面临较长的认证周期,需要与下游企业建立合作关系。
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**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,较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。在那之后一直到现在的约 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较可靠,使用较普遍的光刻光源。浸没式光刻系统的原理清晰而且配合现有的光刻技术变动不大。
显影液:正性光刻胶的显影液。正胶的显影液位碱性水溶液。KOH和NaOH因为会带来可动离子污染(MIC,Movable Ion Contamination),所以在IC制造中一般不用。较普通的正胶显影液是四甲基氢氧化铵(TMAH)(标准当量浓度为0.26,温度15~25C)。在I线光刻胶曝光中会生成羧酸,TMAH显影液中的碱与酸中和使曝光的光刻胶溶解于显影液,而未曝光的光刻胶没有影响;在化学放大光刻胶(CAR,Chemical Amplified Resist)中包含的酚醛树脂以PHS形式存在。CAR中的PAG产生的酸会去除PHS中的保护基团(t-BOC),从而使PHS快速溶解于TMAH显影液中。2009年9月Intel首先次向世人展示了22nm工艺晶圆,称继续使用193nm浸没式光刻技术。叉指电极真空镀膜代工
电子束光刻技术将有可能出现在与目前193i为表示的光学曝光技术及EUV技术相匹配的混合光刻中。深硅刻蚀材料刻蚀代工
光刻胶的技术壁垒包括配方技术,质量控制技术和原材料技术。配方技术是光刻胶实现功能的中心,质量控制技术能够保证光刻胶性能的稳定性而***的原材料则是光刻胶性能的基础。配方技术:由于光刻胶的下游用户是IC芯片和FPD面板制造商,不同的客户会有不同的应用需求,同一个客户也有不同的光刻应用需求。一般一块半导体芯片在制造过程中需要进行10-50道光刻过程,由于基板不同、分辨率要求不同、蚀刻方式不同等,不同的光刻过程对光刻胶的具体要求也不一样,即使类似的光刻过程,不同的厂商也会有不同的要求。针对以上不同的应用需求,光刻胶的品种非常多,这些差异主要通过调整光刻胶的配方来实现。深硅刻蚀材料刻蚀代工
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