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KrF和ArF深紫外光刻胶

信息来源:本站 | 发布日期: 2022-01-15 | 浏览量:
关键词:KrF和ArF深紫外光刻胶

深紫外光刻胶指的是感光波长在180- 260nm之间的光致抗蚀剂,根据感光波长的不同,可以分为KrF (248nm) 光刻胶和ArF (193nm) 光刻胶。对于193nm光刻胶,根据曝光方式的不同,又分为193nm干法光刻胶和193nm湿法光刻胶。目前,248nm 光刻胶的分辨率可达130nm; 193nm 干法光刻胶的分辨率可达45mm;结合多次图形技术,193nm湿法光刻胶的分辨率可达10nm甚至更小尺寸。这几类光刻胶是先进集成电路制造中的关键材料。


1. KrF (248nm)光刻胶

KrF (248m)光刻胶是以KrF为曝光光源的光刻胶,它也是第一个采用化学放大技术的光刻胶,其主要组分包括成膜树脂、光致产酸剂、添加剂及溶剂。其作用原理为,光致产酸剂在248nm光照射下产生的酸在曝光后烘烤(PEB)过程中催化树脂发生化学反应,实现曝光区和非曝光区的溶解速率差,进而将图形转移到基片上。由于采用了化学放大技术,其敏感度高(30-50mJ)、分辨率高(可达0. 13~0.35μm);结合分辨率增强技术(RET), KrF (248m)光刻胶可用于0.11μm甚至90nm工艺。


KrF (248nm)光刻胶以聚对羟基苯乙烯树脂体系为成膜树脂,以磺鎓盐或硫鎓盐为光致产酸剂。曝光区域的光致产酸剂产生酸,在曝光后烘烤过程中对于正性光刻胶,酸可以催化树脂发生脱保护反应,生成酚羟基或羧基,易溶于碱性显影液中;对于负性光刻胶,酸可以催化树脂发生交联反应,形成难溶于显影液的三维网状结构。


2. ArF (193nm) 光刻胶

ArF (193nm) 光刻胶是以ArF为曝光光源的光刻胶,同样采用化学放大技术,即光致产酸剂在193nm光照下生成的酸在PEB过程中催化成膜树脂发生反应,引起曝光区与非曝光区的溶解速率差,进而将图形转移到基片上。193mm光刻胶根据应用的不同,又分为193nm干法光刻胶和193nm湿法光刻胶。193nm干法光刻胶的应用与248nm光刻胶相同,其应用工艺节点包括90nm、65nm和45nm。193nm 湿法光刻胶用于193nm湿法光刻,它与干法光刻的主要区别是曝光过程中在镜头与光刻胶之间充满水,以提高分辨率,其应用工艺节点包括32nm、28nm、 22nm、 14nm 甚至10nm。


ArF ( 193nm)干法光刻胶以聚对甲丙烯酸甲酯树脂体系为成膜树脂,以磺鎓盐或硫鎓盐为光致产酸剂,其工作原理与KrF ( 248nm)光刻胶的工作原理

相同。由于ArF (193nm) 湿法光刻时在镜头与光刻胶之间充满了水,所以要保证光刻胶中的各组分不被水溶出,同时光刻胶与水的接触角要尽可能大,以提高光刻过程的产能。针对上述性能要求,可以通过在工艺中加入顶部涂层、在光刻胶中采用大分子的光致产酸剂及添加剂来实现。




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