info@panadisplay.com
Evolució del fotoresist

Evolució del fotoresist

Mar 15, 2018

El fotoperiós semiconductor, com el mercat exigeix la miniaturització i la diversificació funcional dels productes semiconductors, augmenta constantment la resolució de límits escurçant la longitud d'ona d'exposició, per aconseguir la major densitat de circuits integrats. Amb la millora de la integració IC, el nivell de procés del circuit integrat mundial s'ha realitzat a escala nanomètrica a partir del micròmetre, submicron, nivell submicron profund.


Per satisfer els requisits d'estrenyiment de l'ample de línia del circuit integrat, la longitud d'ona del fotoresistiu UV per espectre ampli a la línia G (436nm), I (365nm), KrF (248nm), ArF (193nm), F2 (157nm), la transferència de llum ultrarrápida extrema en direcció a EUV, i la tecnologia de millora de la resolució i millora constantment el nivell de resolució de la fotografia.


Actualment, el fotorreactor principal utilitzat en el mercat de semiconductors inclou quatre tipus de fotoresistents, com ara G line, I line, KrF i ArF. La fotografia fotogràfica de G i I és el fotorrealista més utilitzat al mercat.

 

  

Hi ha una relació bàsica entre les parts del sistema d'exposició:

R és la mida mínima de la funció, és a dir, la distància mínima que es pot resoldre. K 1 és una constant, i també es coneix com la constant de Rayleigh. Lambda és la longitud d'ona de la font de llum d'exposició, i NA és l'obertura numèrica de la lent. Per tant, podem veure que la forma de reduir encara més la mida mínima de la característica és reduir la longitud d'ona de la font de llum i augmentar el valor de la NA.

  

El desenvolupament d'una multiplicació disminueix amb la longitud d'ona de la màquina del mètode de litografia d'exposició, utilitzant la longitud d'ona de UV a DUV, la llum d'una làmpada de mercuri d'alta pressió a l'excimer làser. La més notable ultraviolada fotovoltaica EUV introduïda per ASML, utilitzant el vapor d'estany del plasma com a font de la font de llum, redueix la longitud d'ona a 13.5nm. Però tota la fotolitografia s'ha de produir en l'entorn de buit, i la velocitat de producció és baixa.


  

La recerca de fonts d'exposició amb més alta resolució també fa que la gent pensi en dos tipus de raigs X de font de llum no òptiques i bigues d'electrons. La litografia del feix d'electrons és ara una tecnologia madura que s'utilitza per produir màscara d'alta qualitat i màscara d'augment.


Aquest mètode és diferent de la litografia de la litografia tradicional. Es pot escriure directament mitjançant feix electrònic i control d'ordinador, i pot aconseguir 0,25? Resolució M ara. Però aquesta forma de producció és més lenta i cal assolir en un buit.


La longitud d'ona de rajos X de només 4-50 a és una font de llum ideal, però els raigs X poden penetrar la major part de la màscara i el desenvolupament fotorrexistista de raigs X és difícil a causa de la seva no utilització.


Però la NA, la gent també va arribar amb el mètode de la màquina de litografia d'immersió, el mitjà entre la lent i el fotorreactor és reemplaçat per altres substàncies diferents de l'aire i augmentant enormement l'obertura numèrica de NA, fa que la resolució de la litografia sense canviar l'exposició la font sota la condició de la tecnologia L.La L. 193nm pot complir els requisits del node del procés de 45nm, però el node de procés de 28nm es pot aconseguir a través de la tecnologia d'immersió.


La combinació d'immersió i doble exposició pot reduir el node de processament de litografia de 193 nm a 22nm, i el límit del node de procés arriba als 10nm, la qual cosa fa que la litografia de 193 nm sigui àmpliament utilitzada al mercat.

 

  

L'aplicació de fotoresistes ha de mantenir-se al dia amb el desenvolupament de la màquina de fotolitografia. Amb la litografia d'exposició lleugera, la contínua actualització de fotoresistes a partir de fotoresistència negra ultraviolada, cola negra de goma ciclada per reemplaçar fotoresistents UV positives, DNQ-Novolac positius, i després fotoresistes fotomètriques (fotocòpies) químicament amplificades.


(1) fotorealisme UV negatiu

   El 1954, EastMan-Kodak va sintetitzar el primer polímers fotosensibles, el cinamat d'alcohol polivinílic, i va iniciar el sistema de fotossistència de polivinil alcohol cinnamat i derivats, que és el primer fotorosistiu utilitzat en la indústria electrònica. El 1958, l'empresa Kodak també va desenvolupar una fotocòpia de goma-diazida cíclica.

Atès que aquest adhesiu té una bona adherència a la oblea de silici, i té els avantatges de la fotosensibilitat ràpida i la forta capacitat d'enfortiment anti humit, es va convertir en el principal adhesiu de la indústria electrònica a principis dels vuitanta, que representava el 90% del consum total en aquell moment.

No obstant això, a causa del seu desenvolupament amb dissolvents orgànics, la pel·lícula s'expandirà al desenvolupar, la qual cosa limita la resolució de cola negativa, per la qual cosa s'utilitza principalment per a la fabricació de dispositius discrets i circuits integrats de 5, m, 2 i 3 m. Però amb la millora contínua del nivell de circuits integrats, l'aplicació de cola negativa en el circuit integrat ha estat reemplaçada progressivament pel positiu, però encara té moltes aplicacions en el camp dels dispositius discrets.


(2) Fotoresistiu UV positiva

Resina fenòlica: al voltant de 1950 es va desenvolupar un fotossistència positiva de diazonaptoquinona amb desenvolupador alcalí, no es produeix cap problema inflamatori pel que fa al desenvolupament, de manera que la resolució més alta i la resistència a l'aiguafort sec són forts, de manera que pot assolir la producció de circuits integrats a gran escala i grans circuit integrat a escala. La màquina d'exposició fotoreal UV positiva segons els diferents, es pot dividir en un espectre de fotossistència UV (2-3 m, 0,8-1,2 m), G (0,5-0,6 m), línia positiva, I (0,35-0,5 m) positiva , principalment utilitzat en fabricació de circuits integrats i fabricació de LCD.

La línia I ha reemplaçat la posició de la fotografia fotogràfica de la línia G a mitjan anys noranta, i és la tecnologia fotòstores més utilitzada actualment. Amb la millora de la màquina fotogràfica I, la línia també pot fer un ample de línia positiu del circuit integrat 0.25um, ampliar la vida útil de la línia I. En un dispositiu típic, la capa 1/3 és la capa de la clau real, la capa 1/3 és la capa de la clau i l'altra 1/3 és una capa no crítica. Hi ha un mètode de fotolitografia combinada que coincideix amb l'estat crític de la tecnologia de fotoresistència i dispositius amb la capa de silici. Per exemple, els dispositius DRAM de 0.22 i el passaport de línia poden formar un dispositiu de capa de tecla per a un total de 20 patrons de capa de 13 graus, els 7 graus restants per un pas UV profund a la imatge de l'escàner de la línia frontal i l'ús que puc reduir el cost de producció, de manera que el fotoresistiu tindrà un llarg període de temps per ocupar una certa quota de mercat.


(3) Profund fotoresist fotovoltaic UV ultraviolat

A diferència dels fotoresistents UV, les fotoresistàncies UV profundes són un fotoresistiu químicament amplificat (CAR). Característiques de l'automòbil: foto fotogràfica afegida a la fotorresistència, sota la radiació lleugera, descomposició àcida en àcid, bicarbonat, àcid com a catalitzador, resina catalítica de formació de pel·lícula (plàstic), desprotecció de grups o agent de reticulació catalítica i reacció de reticulació de resina aglutinant (cola negativa );

A més, després d'eliminar la reacció de protecció i la reacció de reticulació, l'àcid es pot alliberar de nou, no es consumeix, i pot continuar exercint un paper catalític, reduint considerablement l'energia necessària per a l'exposició, millorant així la fotosensibilitat fotorrealista.

L'estudi de 248 nm fotorresistiu amb làser excimer KrF com a font d'exposició es va originar a partir de 1990 i va entrar en l'etapa madura a mitjans i finals de la dècada de 1990. L'agent de fotoacidificació més utilitzat a CAR és la sal de Weng o l'agent de fotoacidificació no iònica, que produeix àcid sulfònic, i el polímer funcional principal és poli (hidroxiestirè) esterificat.

La fotografia de 248 nm es combina amb l'amplificador lineal de làser KrF excimer de 0,25 m i el desenvolupament de DRAM 256M i el circuit lògic relacionat, augmentant l'exposició NA i la tecnologia de litografia millorada, que s'ha aplicat amb èxit a l'amplada de línia de 0,18 ~ 0,15 m, 1G DRAM i dispositius relacionats. Amb la màscara de desplaçament de fase, la il·luminació fora d'eix i la correcció de proximitat, la fotografia de 248 nm pot produir gràfics inferiors a 0,1 M i introduir nodes de 90 nm.   

Aquests resultats indiquen que la tecnologia fotovoltaica de 248 nm ha entrat en un període madur.

La fotografia fotofòstica d'alta intensitat ultraviolada de 193nm de ArF 193nm i una fotovoltaica ultraviolada de fins a 248nm és aproximadament igual, però en el polímer funcional per 248nm de fotoresistència ultraviolada amb resina de formació de film que conté benceno, té una forta absorció a 193 nm i no es pot utilitzar en l'ultraviolat Fotografia fotogràfica de 193 nm.

La demanda de resina fotofòstica de 193 nm és transparent a la longitud d'ona de 193 nm, i té una bona adhesió amb el substrat, la temperatura de transició vítrea és més alta (requisits generals 130-170 C), la fotoreferència d'imatges químicament amplificades també ha de tenir grups pendents sensibles a l'àcid, per tal de millorar la capacitat d'imatges. Els materials fotoreístics de 193 nm que s'utilitzen habitualment es poden dividir en acrilat, addició d'olefines de l'anell fusionat, copolímer d'anhídrid maleico d'olefina cíclica, copolímer que conté silici, sistema de copolimerització múltiple i petits materials moleculars.

En l'actualitat, 193nm és la solució principal del mercat, i també és la solució més avançada abans de la comercialització EUV.


(4) la propera generació de fotovoltaic EUV

La fotolitografia en curs de la EUV ha de coincidir amb la seva fotorresistència especial, i la tecnologia de la fotolitografia EUV també ha fet un requisit molt exigent per a la fotovoltaica EUV. El fotorreactor EUV necessita baixa transmissió de llum, alta transparència, alta resistència al gravat, alta resolució (menys de 22nm), alta sensibilitat, baixa dosi d'exposició (menys de 10 10 mJ / cm), alta estabilitat ambiental, baixa gas i baixa rugositat (menys de 1,5 nm).

Atès que aquesta tecnologia utilitza només una font de llum de 13,4 nm, es requereix que els elements d'alta absorció (com F) es minimitzin en el material principal, i també s'incrementarà la relació de C / H, que també ajudarà a reduir l'absorció de materials a 13,5nm. Una revisió del progrés del fotorosist esmentat al laboratori de ciències moleculars de Pequín i la química de CAS indica que hi ha principalment tres tipus de sistemes fotoreístics utilitzats en la litografia EUV, que es registren a la literatura.