除了枝状分子之外,环状单分子树脂近年来也得到了迅速发展。这些单分子树脂的环状结构降低了分子的柔性,从而通常具有较高的玻璃化转变温度和热化学稳定性。由于构象较多,此类分子也难以结晶,往往具有很好的成膜性。起初将杯芳烃应用于光刻的是东京科技大学的Ueda课题组,2002年起,他们报道了具有间苯二酚结构的杯芳烃在365nm光刻中的应用。2007年,瑞士光源的Solak等利用对氯甲氧基杯芳烃获得了线宽12.5nm、占空比1∶1的密集线条,但由于为非化学放大光刻胶,曝光机理为分子结构被破坏,灵敏度较差,为PMMA的1/5。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。上海PCB光刻胶集成电路材料
荷兰光刻研究中心的Castellanos课题组采用三氟乙酸配体和甲基丙烯酸配体,制备了一种锌氧纳米簇光刻胶Zn(MA)(TFA)。由于锌原子和三氟乙酸氟原子对 EUV 光都有较强的吸收能力,而甲基丙烯酸配体可通过光照后的双键聚合和交联反应进一步增强曝光前后的溶解度差异。这一配体在自然环境下的稳定性不好,空气中的水汽和自然光都会使甲基丙烯酸配体自发聚合;但在真空环境下则可稳定存在。不过这种纳米颗粒只可获得30nm线宽的光刻图案,曝光剂量为37mJ·cm?2,且制备的批次稳定性较差,距离实际应用还有一段距离。苏州ArF光刻胶显示面板材料光刻胶也称为光致抗蚀剂,是一种光敏材料,受到光照后特性会发生改变,主要应用于电子工业和印刷工业领域。
目前使用的ZEP光刻胶即采用了前一种策略。日本瑞翁公司开发的ZEP光刻胶起初用于电子束光刻,常用的商用品种ZEP520A为α-氯丙烯酸甲酯和α-甲基苯乙烯的1∶1共聚物。氯原子的引入可提高灵敏度,此外苯乙烯部分也可提高抗刻蚀性和玻璃化转变温度。采用后一种策略时,常用的高分子主链有聚碳酸酯和聚砜。2010年,美国纽约州立大学的课题组报道了一系列以聚碳酸酯高分子为主体材料的光刻胶,高分子主链中具有二级或三级烯丙酯结构可在酸催化下裂解形成双键和羧酸。此外,他们还在高分子中引入了芳香基团,以增强其抗刻蚀性。可获得36nm线宽、占空比为1∶1的线条,22.5mJ·cm?2的剂量下可获得线宽为26nm的线条。
2005年,研究人员利用美国光源的高数值孔径微观曝光工具评价了RohmandHaas公司研发的新型ESCAP光刻胶MET-1K,并将其与先前的EUV-2D光刻胶相比较。与EUV-2D相比,MET-1K添加了更多的防酸扩散剂。使用0.3NA的EUV曝光工具,在90~50nm区间,EUV-2D和MET-1K的图形质量都比较好;但当线宽小于50nm时,EUV-2D出现明显的线条坍塌现象,而MET-1K则直到35nm线宽都能保持线条完整。在45nm线宽时,MET-1K仍能获得较好的粗糙度,LER达到6.3nm??杉鸐ET-1K的光刻性能要优于EUV-2D。从此,MET-1K逐渐代替EUV-2D,成为新的EUV光刻设备测试用光刻胶。半导体光刻胶的涂敷方法主要是旋转涂胶法,具体可以分为静态旋转法和动态喷洒法。
2018年,相关研究课题小组报道了一系列含有第VIII族元素的六配位型的配合物,配体为联吡啶或草酸。他们研究了联吡啶数量和草酸根数量的多少对光刻胶灵敏度的影响情况。其中含有两个草酸配体、一个联吡啶配体结构的材料具有较高的灵敏度,也可获得分辨率较高的光刻线条。其他配体结构的灵敏度都不如以上配体结构的灵敏度高。EUV光导致草酸根部分分解后,会发生分子间的交联反应。配合物灵敏度与中心金属原子相关,顺序为Cr<Fe<Co,刚好与其对EUV光的吸收能力一致。从化学组成来看,金属氧化物光刻胶主要为稀土和过渡金属有机化合物。苏州ArF光刻胶显示面板材料
光刻胶的组成部分包括:光引发剂(包括光增感剂、光致产酸剂)、光刻胶树脂、单体、溶剂和其他助剂。上海PCB光刻胶集成电路材料
光刻胶的曝光机理很复杂。Ober课题组和Giannelis课题组指出,其中起主导作用的应为配体交换过程。若体系内有光致产酸剂或光自由基引发剂,它们在受到光照后形成新的配体,与金属纳米颗粒表面的配体交换;若不加入光敏剂,光照后纳米颗??遣愕纳倭眶人峄呕嵊肽擅卓帕=饫?,从而改变金属氧化物电荷,使双电层变宽,促使纳米颗粒的聚集。但美国德克萨斯大学达拉斯分校的Mattson等通过原位红外光谱、X射线光电子能谱和密度泛函计算等手段发现,溶解度转变过程主要是由于配体发生了自由基引发的不饱和碳-碳双键交联反应导致的。此类光刻胶的反应机理还有待进一步研究。上海PCB光刻胶集成电路材料