Фоторезисты и химикаты
Позитивные и негативные фоторезисты, проявители, удалители.
Обзор
Модуль фотолитографии потребляет разнообразный портфель специальных химикатов — и выбор фоторезиста, проявителя и вспомогательных химикатов является одним из наиболее значимых решений в любом технологическом потоке производства полупроводников. Правильный резист обеспечивает разрешение, профиль боковых стенок и широту технологического окна. Неправильный — приводит к потере пластин. GINECHIP поставляет полный комплекс химикатов для фотолитографии: фоторезисты, проявители, промоутеры адгезии, удалители кромочного валика и смывки — от ведущих мировых производителей с полной прослеживаемостью партий и холодовой логистикой там, где это необходимо.
Наш портфель фоторезистов охватывает все основные литографические платформы: i-линия (365nm) DNQ-новолачные резисты для массовых MEMS и микроэлектроники, DUV (248nm) химически усиленные резисты для формирования структур менее четверти микрона, электронно-лучевые резисты (PMMA, ZEP, HSQ) для нанолитографии и записи фотошаблонов, а также SU-8 и толстопленочные позитивные резисты для MEMS, микрофлюидики и корпусирования на уровне пластины, где требуется толщина пленки до 200μm и более.
Семейства фоторезистов
Позитивный i-line (DNQ-новолак)
Наиболее широко используемый тип фоторезиста в полупроводниковом производстве. Фотоактивное соединение DNQ (диазонафтохинон) в матрице новолачной смолы. Экспонированные области становятся растворимыми в водном проявителе TMAH. Отличное разрешение, термическая стабильность и стойкость к травлению.
- Разрешение: 0.35–1.0μm (i-line степпер)
- Толщина пленки: 0.5–5μm (одно нанесение)
- Проявитель: 0.26N или 2.38% TMAH (стандарт)
- Широкое технологическое окно для производства
Негативный i-line / широкополосный
Сшивающиеся негативные резисты, в которых экспонированные области полимеризуются и становятся нерастворимыми. Как правило, обеспечивают превосходную адгезию, более широкое технологическое окно и лучшую химическую стойкость, чем позитивные резисты — ценой несколько более низкого разрешения.
- Разрешение: 0.5–2.0μm
- Превосходная адгезия к металлам и подложкам III-V
- Отлично подходит для процессов lift-off (профиль с обратным наклоном)
- Подходит для гальванических форм и масок для травления
SU-8 (негативный на эпоксидной основе)
Толстопленочный эпоксидный фоторезист, обеспечивающий толщину однократного покрытия от 1μm до более 200μm с почти вертикальными боковыми стенками. Стандартный выбор для структурных слоев MEMS, микрофлюидных каналов и постоянных структур с высоким аспектным отношением.
- Толщина: 1μm–200μm+ (одно или многократное нанесение)
- Достижимо аспектное отношение более 20:1
- Отличная химическая и термическая стабильность после hard bake (жесткого отжига)
- Проявитель: PGMEA (проявитель для SU-8)
Электронно-лучевой резист (PMMA, ZEP, HSQ)
Резисты со сверхвысоким разрешением для систем электронно-лучевой литографии. PMMA (позитивный) — золотой стандарт для формирования рисунка с размером менее 50nm. ZEP (позитивный) обеспечивает более высокую чувствительность и стойкость к травлению. HSQ (негативный) дает исключительное разрешение и служит материалом, подобным SiO₂, с возможностью прямого формирования рисунка.
- Разрешение: < 10nm (HSQ), < 30nm (PMMA)
- Проявитель: MIBK:IPA (PMMA), ZED-N50 (ZEP), TMAH (HSQ)
- Для записи фотошаблонов, нанофотоники и исследований
- Доступны марки высокой чистоты — металлы < 10 ppb
Технические характеристики
| Параметр | Доступный диапазон / значения |
|---|---|
| Тип фоторезиста | Позитивный (DNQ-новолак), негативный (сшивающийся), химически усиленный (CA), SU-8 (на эпоксидной основе), PMMA (электронный луч), сухой пленочный фоторезист |
| Длина волны экспонирования | g-линия (436nm), h-линия (405nm), i-линия (365nm), широкополосный (350–450nm), DUV (248nm), 193nm, электронный луч, рентгеновское излучение |
| Диапазон толщины пленки | Стандартный: 0.3μm–5μm (одно нанесение); толстопленочный фоторезист: 5μm–200μm (SU-8, многократное нанесение); ультратонкий: 50nm–300nm |
| Полярность | Позитивный (экспонированные области растворяются), негативный (экспонированные области сшиваются и остаются), обращение изображения |
| Проявитель | TMAH (0.26N, 2.38%), на основе KOH, MIBK:IPA (PMMA), PGMEA (SU-8), индивидуальные рецептуры проявителей |
| Промоутер адгезии | HMDS (гексаметилдисилазан) — парофазная обработка и нанесение центрифугированием; AP3000, AP8000, OmniCoat |
| Удалитель кромочного валика | PGMEA, ацетон, специальные растворители для EBR; совместимы со всеми распространенными семействами фоторезистов |
| Смывка (стриппер) | NMP (N-метил-2-пирролидон), на основе DMSO, ацетон, Remover PG, плазменное O₂-озоление, пиранья (H₂SO₄:H₂O₂) |
| Совместимость с подложкой | Кремний, SiO₂, SiN, GaAs, InP, стекло, сапфир, металлы (Al, Cu, Au, Ti), полимеры |
| Срок годности | Обычно 6–12 месяцев при 4–25°C (хранение в холодильнике); с маркировкой даты; доступна доставка с соблюдением холодовой цепи |
| Упаковка | 100mL, 250mL, 500mL, 1L, 1 галлон, янтарное стекло или бутыли из HDPE; система «мешок в бутылке» NowPak для высокочистых продуктов |
Вспомогательные химикаты
Проявители
- TMAH (гидроксид тетраметиламмония) — проявитель без ионов металлов; стандартная концентрация 0.26N (2.38%) для позитивных i-line резистов. Чистота класса IC с загрязнением металлами < 1 ppb.
- Проявители на основе KOH — более высокая селективность для некоторых семейств резистов; повышенное содержание ионов металлов — не подходят для фронт-энда CMOS.
- MIBK:IPA (1:3) — стандартный проявитель для электронно-лучевого резиста PMMA; термостатированное проявление для оптимального контраста.
- PGMEA (проявитель для SU-8) — оптимизированный проявитель для обработки SU-8 с контролируемой скоростью растворения.
HMDS и промоутеры адгезии
- Парофазная обработка HMDS — гексаметилдисилазан, наносимый в печи парофазной обработки или на горячей плите. Улучшает адгезию за счет превращения поверхностных гидроксильных групп (-OH) в гидрофобные триметилсилильные группы.
- Нанесение HMDS центрифугированием (жидкий) — альтернатива парофазной обработке; нанести и распределить центрифугированием перед нанесением резиста.
- AP3000 / AP8000 — усовершенствованные промоутеры адгезии для сложных подложек (металлы, полупроводники III-V, полимеры).
- OmniCoat — универсальный промоутер адгезии для нанесения центрифугированием, совместимый с SU-8 и другими эпоксидными резистами.
Интеграция процессов
Удалители кромочного валика (EBR)
Растворитель, подаваемый на край пластины во время нанесения центрифугированием, для удаления приподнятого валика резиста, образующегося по периметру пластины. Необходим для контактной литографии (предотвращает загрязнение фотошаблона) и для поддержания равномерности CD по всей пластине.
Антиотражающие покрытия (BARC / TARC)
Нижнее антиотражающее покрытие (BARC), наносимое под резистом; верхнее антиотражающее покрытие (TARC), наносимое сверху. Подавляют эффекты стоячих волн в пленке резиста для улучшения контроля CD и снижения отражательного вырезания на рельефе.
Смывки для резиста
Смывки на растворителях (NMP, DMSO, ацетон) и водные смывки для удаления резиста после травления и ионной имплантации. Плазменное O₂-озоление с последующей влажной очисткой для полного удаления без остатков. Пиранья-очистка для окончательного удаления органики.
Применения
Качество и сертификация
Все фоторезисты и химикаты поставляются от производителей, сертифицированных по ISO 9001:2015, с полной прослеживаемостью партий и сертификатом анализа (CoA). Для применений класса CMOS доступны марки без ионов металлов с загрязнением Na, K, Fe и Cu < 1 ppb. Для термочувствительных продуктов предусмотрена холодовая цепочка поставок (перевозка с охлаждением 2–8°C). Управление сроками годности гарантирует получение продукта с максимальным остаточным сроком хранения. Перевозка опасных грузов (соответствие IATA/IMDG) является стандартом для продуктов на основе растворителей.
Нужны фоторезисты?
Укажите длину волны, толщину, полярность, подложку. Ответ в течение 24 ч.