國內外集成電路光刻膠研究進展

江洪 王春曉

光刻膠又名“光致抗蝕劑”，是一種在紫外光等光照或輻射下，其溶解度會發生變化的薄膜材料。光刻膠的配方較為復雜，通常由增感劑、溶劑、感光樹脂以及多種添加劑成分構成[1]，是集成電路制造的關鍵基礎材料之一，是光刻技術中涉及到最關鍵的功能性化學材料[2]，廣泛用于印刷電路和集成電路的制造以及半導體分立器件的微細加工等過程[3]。光刻膠分為光聚合型、光分解型、光交聯型、含硅光刻膠等種類。光刻膠的主要參數有分辨率、對比度、靈敏度、粘滯性黏度、抗蝕性、表面張力和粘附性。

1 光刻膠材料于技術研究進展

1.1 光刻膠材料

光刻膠材料根據其不同的光化學反應機理，可將其分為正性光刻膠和負性光刻膠。在光源或特定波長的紫外光照射下，正性光刻膠可以光致分解，變為可溶；負性光刻膠則是光致固化，變為不溶[4]。

1954年，美國柯達公司合成出第一種感光聚合物——聚乙烯醇肉桂酸酯，這是最早應用于電子工業領域中的光刻膠材料[5]。隨著光刻技術從I線（365nm）發展到深紫外和極紫外（EUV）光刻技術，光刻技術所對應的光刻膠材料也經歷了對應的發展歷程。光刻膠材料歷經了數次更新換代：從環化橡膠—雙疊氮負膠到酚醛樹脂—重氮萘醌正膠，再到248光刻膠、193光刻膠、EUV光刻膠以及電子束光刻膠。氟化氬（ArF，193nm）、氟化氪（KrF，248nm）類浸沒式光刻膠技術在20世紀90年代已經達到成熟。2004年以前，EUV光刻膠由于技術研發難度較大，一直處于孕育期[6]。2008—2009年進入32nm節點時代。……