Casa > notizia > Contenuto
Categorie di prodotti

Contattaci

Aggiungi: Block 5, Fuqiang Technology Park, Zhugushi Road, Wulian, Longgang 518116

Mob: + 86-13510459036

E-mail: info@panadisplay.com

Evoluzione del photoresist
Mar 15, 2018

Il fotoresistore a semiconduttore, poiché il mercato richiede la miniaturizzazione e la diversificazione funzionale dei prodotti a semiconduttore, aumenta costantemente la risoluzione limite accorciando la lunghezza d'onda di esposizione, in modo da ottenere la maggiore densità di circuiti integrati. Con il miglioramento dell'integrazione IC, il livello di processo del circuito integrato mondiale è stato inserito nella fase di nanoscala da micrometro, submicron, livello submicronico profondo.


Al fine di soddisfare i requisiti del restringimento della larghezza di linea del circuito integrato, la lunghezza d'onda del fotoresist UV per ampio spettro alla linea G (436 nm), I (365 nm), KrF (248 nm), ArF (193 nm), F2 (157 nm), il trasferimento di luce ultravioletta estrema nella direzione di EUV, e la tecnologia di miglioramento della risoluzione e migliorare costantemente il fotoresist il livello di risoluzione.


Attualmente, il principale fotoresist utilizzato nel mercato dei semiconduttori include quattro tipi di fotoresist, come la linea G, la linea I, KrF e ArF. La fotoresist di linea G e I è la fotoresist più utilizzata sul mercato.

 

  

Esiste una relazione di base tra le parti del sistema di esposizione:

R è la dimensione minima della feature, ovvero la distanza minima che può essere risolta. K 1 è una costante e viene anche chiamata la costante di Rayleigh. Lambda è la lunghezza d'onda della sorgente di luce di esposizione e NA è l'apertura numerica dell'obiettivo. Pertanto, possiamo vedere che il modo per ridurre ulteriormente la dimensione caratteristica minima è ridurre la lunghezza d'onda della sorgente luminosa e aumentare il valore dell'AN.

  

Lo sviluppo di una moltiplicazione diminuisce con la lunghezza d'onda della macchina con metodo di litografia dell'esposizione, usando la lunghezza d'onda da UV a DUV, la luce da una lampada al mercurio ad alta pressione al laser ad eccimeri. La più nota fotoresist EUV ultravioletta introdotta da ASML, utilizzando il vapore di stagno del plasma come fonte della sorgente luminosa, riduce la lunghezza d'onda a 13,5 nm. Ma l'intera fotolitografia deve avvenire nell'ambiente del vuoto e la velocità di produzione è bassa.


  

Il perseguimento di fonti di esposizione a risoluzione più elevata fa sì che le persone pensino a due tipi di raggi X e fasci di elettroni non ottici. La litografia a fascio di elettroni è ora una tecnologia matura che viene utilizzata per produrre maschera e maschera di ingrandimento di alta qualità.


Questo metodo è diverso dalla litografia tradizionale litografica. Può essere scritto direttamente dal raggio elettronico e dal controllo del computer e può raggiungere 0,25? Risoluzione M ora Ma questo modo di produzione è più lento e deve essere raggiunto nel vuoto.


La lunghezza d'onda a raggi X di soli 4-50 a, è una fonte di luce ideale, ma i raggi X possono penetrare nella maggior parte delle maschere e lo sviluppo di fotoresist X a raggi X è difficile a causa del suo non utilizzo.


Ma la NA, le persone hanno anche inventato il metodo di macchina per litografia ad immersione, il mezzo tra la lente e il fotoresist è sostituito da altre sostanze oltre all'aria e aumentando notevolmente l'apertura numerica di NA, rende la risoluzione della litografia senza modificare l'esposizione La sorgente sotto la condizione di Al L. 193nm può soddisfare i requisiti del nodo di processo di 45 nm, ma il nodo di processo di 28 nm può essere raggiunto attraverso la tecnologia ad immersione.


La combinazione di immersione e doppia esposizione può ridurre il nodo di elaborazione della litografia a 193 nm a livello di 22 nm e il limite del nodo di processo raggiunge i 10 nm, il che rende la litografia a 193 nm ancora ampiamente utilizzata nel mercato.

 

  

L'applicazione del photoresist deve stare al passo con lo sviluppo della macchina fotolitografica. Con la litografia con esposizione alla luce il miglioramento continuo del fotoresist dal fotoresist negativo ultravioletto, colla negativa in gomma ciclizzata per sostituire il fotoresist UV positivo, DNQ-Novolac positivo, e quindi il fotoresist UV profondo, fotoresist chimicamente amplificato (CAR).


(1) Fotoresist UV negativo

   Nel 1954, EastMan-Kodak sintetizzò il primo polimero fotosensibile, l'alcool polivinilico cinnamato, e iniziò l'alcool polivinilico cinnamato e il suo sistema fotoresistivo derivato, che è il primo fotoresist utilizzato nell'industria elettronica. Nel 1958, la società Kodak sviluppò anche una fotoresist ciclica in gomma diazenica.

Poiché questo adesivo ha una buona adesione sul wafer di silicio e ha i vantaggi della fotosensibilità rapida e della forte capacità di incisione all'acquaforte, è diventato il principale adesivo nel settore dell'elettronica nei primi anni '80, rappresentando il 90% del consumo totale in quel momento.

Tuttavia, a causa del suo sviluppo con solventi organici, il film si espanderà durante lo sviluppo, il che limita la risoluzione della colla negativa, quindi è principalmente utilizzato per la fabbricazione di dispositivi discreti e circuiti integrati 5, m, 2 ~ 3 m. Ma con il continuo miglioramento del livello dei circuiti integrati, l'applicazione della colla negativa nel circuito integrato è stata gradualmente sostituita dal positivo, ma ha ancora molte applicazioni nel campo dei dispositivi discreti.


(2) Fotoresist UV positivo

Resina fenolica: intorno al 1950 ha sviluppato un fotoresist diazonaphthoquinone positivo con sviluppatore alcalino, non vi è alcun problema di rigonfiamento della pellicola durante lo sviluppo, quindi la risoluzione più alta e la resistenza all'acidatura a secco è forte, quindi può soddisfare la produzione di circuiti integrati di grandi dimensioni e di grandi dimensioni circuito integrato in scala. Macchina di esposizione photoresist UV positivo secondo il diverso, può essere diviso in photoresist UV positivo ampio spettro (2-3 m, 0,8-1,2 m), linea positiva G (0,5-0,6 m), linea I (0,35-0,5 m) positivo , utilizzato principalmente nella produzione di circuiti integrati e nella produzione di LCD.

La tecnologia line line ha sostituito la posizione del fotoresistivo della linea G a metà degli anni '90 ed è attualmente la tecnologia fotoresistiva più utilizzata. Con il miglioramento della linea di fotoincisione I linea, I linea può anche fare linewidth positivo del circuito integrato 0,25um, estendere la durata della linea I. In un dispositivo tipico, lo strato 1/3 è il livello chiave reale, lo strato 1/3 è il livello chiave e l'altro 1/3 è un livello non critico. Esiste un metodo di fotolitografia mista che corrisponde allo stato critico della tecnologia fotoresist e del dispositivo con lo strato di silicio. Ad esempio, dispositivi DRAM da 0,22um, lo stepper linea I può formare un dispositivo a strato chiave per un totale di 20 strati a 13 strati, i restanti 7 strati da un profondo passaggio UV nell'immagine dello scanner frontale e l'uso di I può ridurre il costo di produzione, quindi il fotoresistore sarà lungo un lungo periodo di tempo per occupare una certa quota di mercato.


(3) fotoresist UV profondo fotoresist UV fotoresist

A differenza dei fotoresist UV, i fotoresist UV intensi sono fotoresist chimicamente amplificati (CAR). CARATTERISTICHE CAR: aggiunto fotoacido nel fotoresist, sotto la radiazione luminosa, decomposizione acida in acido, cottura, acido come catalizzatore, resina catalitica filmogena (plastica), deprotezione di gruppi o agente reticolante catalitico e reazione reticolante di resina legante (colla negativa );

Inoltre, dopo aver rimosso la reazione protettiva e la reazione di cross-linking, l'acido può essere rilasciato di nuovo, non consumato, e può continuare a svolgere un ruolo catalitico, riducendo notevolmente l'energia necessaria per l'esposizione, migliorando così notevolmente la fotosensibilità del fotoresist.

Lo studio del photoresist a 248 nm con il laser ad eccimeri KrF come fonte di esposizione ha avuto origine nel 1990 ed è entrato nella fase matura nella metà e alla fine degli anni '90. L'agente fotoacidificante più utilizzato in CAR è il sale di Weng o l'agente fotoacidificante non ionico, che produce acido solfonico, e il principale polimero funzionale è poli esterificato (idrossi-stirene).

La fotoresist di 248 nm è combinata con la larghezza del laser dell'eccimerometro KrF di 0,25 m, lo sviluppo della DRAM 256M e del circuito logico correlato, aumentando la macchina di esposizione NA e migliorando la tecnologia di litografia corrispondente, che è stata applicata con successo alla larghezza di riga di 0,18 ~ 0,15 m, DRAM 1G e relativi dispositivi. Con la maschera di sfasamento, l'illuminazione fuori asse e la correzione di prossimità, la fotoresist a 248 nm può produrre grafica inferiore a 0,1 M e inserire nodi a 90 nm.   

Questi risultati indicano che la tecnologia di fotoresist di 248 nm è entrata in un periodo maturo.

Il fotoresist Arduino 193 nm ultravioletto chimicamente amplificato dal fotoacido e il fotoresist ultravioletto lontano da 248 nm è all'incirca lo stesso, ma nel polimero funzionale a causa del fotoresist ultravioletto a 248 nm con resina formante film contenente benzene, ha un forte assorbimento a 193 nm e non può essere utilizzato nel lontano ultravioletto Photoresist 193nm.

La richiesta di resina fotoresistenziale 193nm è trasparente alla lunghezza d'onda di 193 nm, e ha una buona adesione con il substrato, la temperatura di transizione vetrosa è più elevata (requisiti generali 130-170 C), l'imaging fotoresistente chimicamente amplificato deve anche avere gruppi ciondoli sensibili agli acidi, al fine di migliorare la capacità di imaging. I materiali fotoresistici 193nm comunemente usati possono essere suddivisi in acrilato, aggiunta di olefina ad anello fuso, copolimero di anidride maleica ciclica di olefina, copolimero contenente silicio, sistema di copolimerizzazione multipla e piccoli materiali molecolari.

Al momento, 193nm è la soluzione mainstream per il mercato, ed è anche la soluzione più avanzata prima della commercializzazione EUV.


(4) la prossima generazione di photoresist EUV

La fotolitografia EUV in corso deve corrispondere al suo fotoresist speciale e la tecnologia della fotolitografia EUV ha anche reso un requisito molto esigente per il fotoresist EUV. Fotoresist EUV necessita di bassa trasmissione luminosa, alta trasparenza, elevata resistenza all'incisione, alta risoluzione (inferiore a 22 nm), alta sensibilità, bassa esposizione (meno di 2 10 mJ / cm), elevata stabilità ambientale, basso gas e rugosità del bordo inferiore (meno di 1,5 nm).

Poiché questa tecnologia utilizza solo una sorgente di luce a 13.4 nm, è necessario che gli elementi ad alto assorbimento (come F) siano ridotti al minimo nel materiale principale, e anche il rapporto di C / H aumenterà, contribuendo anche a ridurre l'assorbimento di materiali a 13,5 nm. Una revisione del progresso del fotoresist menzionato nel laboratorio di scienze molecolari di Pechino e nella chimica CAS indica che ci sono principalmente 3 tipi di sistemi fotoresist utilizzati nella litografia EUV, che sono riportati in letteratura.