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曝光光学系统性能对光刻性能影响的研究

曝光光学系统性能对光刻性能影响的研究

作者：陈安中国科学院研究生院（光电技术研究所）

学位级别：硕士

投影式光刻机是微电子产业中极大规模集成电路的加工设备。照明系统和投影物镜系统是投影式光刻机的重要组成部分，其性能的好坏对光刻成像质量起决定性作用。研究照明系统和投影物镜系统的性能对光刻性能的影响对光刻投影曝光系统的设... 详细信息

投影式光刻机是微电子产业中极大规模集成电路的加工设备。照明系统和投影物镜系统是投影式光刻机的重要组成部分，其性能的好坏对光刻成像质量起决定性作用。研究照明系统和投影物镜系统的性能对光刻性能的影响对光刻投影曝光系统的设计以及光刻系统的性能评估具有一定的指导意义。本文使用光刻仿真软件PROLITH中矢量成像模型和全物理光刻胶模型较全面的研究了照明系统的照明均匀性、光瞳极平衡性、光瞳偏心、光瞳椭圆度、偏振照明以及投影物镜系统像差对光刻性能的影响。本文主要研究内容如下：从原理上分析光瞳极不对称性和光瞳偏心对光刻性能的影响，并通过仿真进行验证。光瞳极不平衡性和光瞳偏心主要在离焦情况下引起图形位置偏移。针对焦深优化得到的数值孔径NA和相干因子σ设置可以最大程度地降低光瞳极不平衡性在离焦情况下引起的图形位置偏移。光瞳椭圆度主要引起水平和垂直方向上图形成像质量的差异，比如水平和垂直线条线宽的偏差以及焦深的差异。偏振照明的应用可以较大幅度地提高空间图像的对比度和光刻工艺窗口，但偏振照明不能降低非理想光瞳在离焦情况下引起的图形位置偏移量。光瞳偏心的引入会降低偏振照明对光刻工艺窗口的提高幅度。物镜对称型像差主要引起线宽误差、成像焦平面偏移和焦深的减小;非对称型像差主要引起图形位置的偏移和左右两边线宽的偏差（LRCD）。像差对孤立线条图形的光刻性能影响大于其对密集、半密集图形的影响，尤其3阶以上球差会较大程度破坏孤立线条的CD均匀性和减小光刻工艺窗口，曝光孤立线条图形应注意对3阶以上球差的控制。相同RMS的波像差，其几何像差组合的不同对光刻性能影响也不一样，通过优化几何像差的组合可以提高光刻的成像质量。

关键词：非理想光瞳像差光刻性能光刻仿真

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JZ——YD胶的合成及其光刻性能

华南师范大学学报(自然科学版) 1985年第2期 1-6页

作者：叶和珏黄建兴梁致诚曾昭琼

本文报道一种共缩聚酯型先致抗蚀剂—聚肉桂叉丙二酸乙二醇-1,4-丁二醇酯(JZ—YD胶),该胶是目前聚酯型光致抗蚀剂中一种光刻性能较好,产率较高的负性光致抗蚀剂.

关键词：光致抗蚀剂共缩聚聚酯光刻性能

聚酰亚胺正性光刻胶材料的制备及性能研究综述

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上海航天 2017年第3期34卷 136-147页

作者：郑凤路庆华上海交通大学化学化工学院上海200240

对聚酰亚胺(PI)+二叠氮萘醌(DNQ)型及聚酰亚胺前驱体(聚酰胺酸,PAA)+DNQ型正性光刻胶材料的研究成果进行了综述。讨论了这两种正性光刻胶材料中成膜剂的设计和制备方法。其中:前者在PAA主链中引入疏水基团,抑制PAA的溶解性;后者在PI主... 详细信息

对聚酰亚胺(PI)+二叠氮萘醌(DNQ)型及聚酰亚胺前驱体(聚酰胺酸,PAA)+DNQ型正性光刻胶材料的研究成果进行了综述。讨论了这两种正性光刻胶材料中成膜剂的设计和制备方法。其中:前者在PAA主链中引入疏水基团,抑制PAA的溶解性;后者在PI主链中引入亲水基团,促进PI的溶解性,从而使其能被用于正性光敏聚酰亚胺。讨论了DNQ光敏剂的结构设计和种类、光刻胶的配比和光刻性能,以及正性光敏聚酰亚胺在航天领域中的应用现状与展望。

关键词：聚酰亚胺聚酰胺酸光刻胶二叠氮萘醌光敏剂制备光刻性能航天应用

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可低温固化正性光敏聚酰亚胺的制备与性能

工程塑料应用 2024年第10期52卷 7-12页

作者：唐衍超张翠红李铭新波米科技有限公司山东聊城252300

随着重新布线层半导体封装技术的发展,对可低温固化的正性光敏材料的光刻性能、力学性能、热力学性能和耐化学性能的要求越来越高。为此,笔者研制了一种可低温固化的正性光敏聚酰亚胺(p-PSPI)材料。在溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中,将4,4′... 详细信息

随着重新布线层半导体封装技术的发展,对可低温固化的正性光敏材料的光刻性能、力学性能、热力学性能和耐化学性能的要求越来越高。为此,笔者研制了一种可低温固化的正性光敏聚酰亚胺(p-PSPI)材料。在溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中,将4,4′-氧双邻苯二甲酸酐与2,2′-双[3-(3-氨基苯甲酰胺)-4-羟基苯基]六氟丙烷、硅二胺(SiDA)和3-氨基苯酚通过聚合反应得到聚酰胺酸,再进行羧基的酯化得到聚酰胺酸酯(PAE),将PAE与感光剂重氮萘醌化合物、酚酯型热交联剂、偶联剂KBM-1403和亚胺化催化剂2,6-二甲基哌啶溶解于γ-丁内酯中进行复配,得到可低温固化的p-PSPI胶液。对p-PSPI进行水性碱性显影性能测试,在膜厚15μm条件下,光刻分辨率能够达到10μm;经200℃低温固化后,利用傅里叶变换红外光谱仪、动态热机械分析仪、热重分析仪等分析测试,结果表明,p-PSPI的亚胺化率达到98%以上,拉伸强度为108.4 MPa,断裂伸长率为10.35%,储能模量(150℃)为2.18 GPa,5%热失重温度达到367.69℃;经耐化学性能测试,p-PSPI对有机溶剂(NMP,二甲基亚砜和丙酮)、酸碱(30%HNO3,30%H2SO4,1%HF和5%KOH)以及氧化剂(10%H2O2)具有优良的耐化学稳定性,可满足低温固化条件下半导体封装所需的工艺条件。

关键词：低温固化正性光敏聚酰亚胺光刻性能力学性能耐化学性能

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树脂和光刻工艺对248nm光刻效果的影响

树脂和光刻工艺对248nm光刻效果的影响

作者：王勇辉北京化工大学

学位级别：硕士

光刻胶作为芯片制备的关键性材料长期被国外企业垄断。为实现光刻胶国产化,摆脱受制于人的不利局势,需要提高原材料的质量、有充分的配方及光刻验证实验。成膜树脂作为光刻胶配方中核心组分,其分子量设计、批次的稳定控制以及稳定的合... 详细信息

光刻胶作为芯片制备的关键性材料长期被国外企业垄断。为实现光刻胶国产化,摆脱受制于人的不利局势,需要提高原材料的质量、有充分的配方及光刻验证实验。成膜树脂作为光刻胶配方中核心组分,其分子量设计、批次的稳定控制以及稳定的合成工艺对实现树脂国产化发挥着重要作用。本论文采用自由基聚合在2L夹套反应釜合成制备不同分子量的聚对羟基苯乙烯类聚合物,选择分子量匹配的聚合物作为成膜树脂应用在光刻胶中,先后探究配方工艺、光刻工艺对光刻胶性能的影响,并进行优化,在5μm厚度、线条/空间(Line/Space)为1:1的条件下,极限分辨率可以达到1μm,高宽比达到5。本论文主要工作如下:(1)光刻胶用聚合物的制备及光刻性能评价探究引发剂用量、反应温度、时间、体系固含量等合成条件对聚合物分子量的影响。结果表明:固含量、引发剂用量可以有效调节聚合物的分子量;反应时间延长、反应温度提高可以提高反应的转化率;改变反应升温过程,实现批次间分子量及分子量分布稳定性。选用实验合成的不同分子量聚合物作为成膜树脂,配制光刻胶,随着使用的成膜树脂分子量增大,光刻胶显影溶解速率减慢,对比度变好,酸扩散长度降低,边缘粗糙度得到改善,光刻图形更接近于矩形,极限分辨率提高,工艺窗口范围增大,但敏感度会变差。(2)配方工艺对光刻胶性能的影响选用20621g/mol分子量的树脂应用到光刻胶中,从配方中固含量、光酸(PAG)含量、碱性中和剂(Base)含量、溶剂种类、低聚物添加剂的使用、过滤方式的选用等方面,研究了配方工艺对光刻性能的影响。结果表明:使用3%PAG、3%Base、添加一定比例的低聚物添加剂、PGMEA:PGME=7:3的混合溶剂制备32.5%固含的光刻胶,通过囊氏过滤器循环过滤后进行光刻工艺,所得到图形形貌较好,敏感度和对比度较高。(3)光刻工艺对光刻胶性能的影响在配方优化的基础上,研究了前烘条件、后烘温度、曝光剂量、聚焦值等光刻条件对光刻胶性能的影响。经过实验,确立5μm厚度光刻胶的最佳光刻条件:前烘140℃90s,后烘130℃90s,聚焦值为2μm时,做出来的图形线条笔直,膜厚损失较少,无形貌问题。由此光刻条件,其极限分辨率可以达到1μm,高宽比达到5。

关键词：光刻胶化学增幅成膜树脂分子量光刻性能极限分辨率

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聚酯型光致抗蚀剂的合成及其性能研究

华南师范大学学报(自然科学版) 1986年第1期 131-136页

作者：黄建兴余显辉吕广镛叶和珏林忠捷华光梁致诚曾昭琼

本文研究了六种新的聚酯型负性光致抗蚀剂的合成,分别测定了它们的UV、IR、DTA和光刻性能.试验结果表明,六种新胶的光刻性能均全面超过现有商品聚酯胶.在集成电路、微波器件、超高频器件和普通印制线路上使用,均获得满意的结果.

关键词：光致抗蚀剂(光刻胶) 感光性高分子(感光性树脂,光敏树脂) 聚酯共缩聚光刻性能光刻