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半导体化学

随着微细加工的发展,半导体精密化学材料的需求不断增长

有机硬掩膜工艺开发(在三星电子称为“spin on hardmask”工艺)
首次在全球开发并申请专利的有机硬掩膜工艺及材料,是下一代半导体制造不可或缺的技术。
该技术于2003年开始开发,目前以及未来都必须在SK海力士和三星电子的半导体制造中持续使用。
2005年完成专利申请并注册(申请号:10-2005-0014889,注册号:10-0787352)

聚硅氮烷自旋涂层介电材料(Polysilazane SOD)

SOD 作为半导体器件中 STI、IMD、PMD 等芯片间及层间绝缘膜的填隙材料,
在防止电气干扰方面起着重要作用。
由于绝缘膜中产生的微小空隙可能导致栅极短路,随着线宽的不断细化,绝缘材料的重要性日益凸显。
因此,传统采用 CVD 方法沉积的绝缘材料正在逐步向自旋涂层绝缘材料(Spin-on Dielectric, SOD)工艺转变,
相应的材料也正在研究更适合涂层工艺的配方。
NeoPatem 精心研发的 Polysilazane SOD(自旋涂层绝缘材料)将在半导体制造产业的填隙技术领域发挥领先作用。

优势

  • 无空隙
  • 湿法刻蚀速率低且均匀
  • 长期稳定保存
  • 常温储存

应用领域

  • 采用自旋涂布技术替代CVD工艺的填隙层
SOD结构图

自旋涂布碳层(SOC)

为了简化半导体制造工艺,提高低能耗高效率的生产力,半导体产业通常采用化学气相沉积法(CVD)进行多层结构的微细图案形成。本公司研发的自旋涂布非晶碳(spin-on amorphous carbon)作为硬掩膜(hard mask)使用,用于半导体ArF光刻胶蚀刻工艺中防止Si图案损伤,旨在替代通过CVD工艺形成的非晶碳层。 在半导体工艺中,SiON膜的沉积过程需在400°C以上温度进行,因此本材料被开发为能够耐受高达600°C高温环境,具备卓越的耐高温性能,具备独特的配方,不易被竞争对手模仿,且支持量产。该硬掩膜聚合物采用简便的自旋涂布工艺形成,基于硅氧烷(Siloxane)化合物,结合有机聚合物,并添加交联剂及助剂,有效调控其光学、热学及表面性能,显著提升硬掩膜膜层与感光层之间的蚀刻选择比,强化了其作为自旋涂布工艺硬掩膜的应用特性。

优势

  • 工艺简化
  • 提高生产效率
  • 降低运营成本

应用领域

  • 采用自旋涂布工艺替代CVD硬掩膜层
SOC掩膜结构图 SOC掩膜结构图

高纯度表面活性剂(SRF)清洗剂

本公司开发的高纯度半导体器件制造用表面活性剂清洗液,针对图案微细化过程中,显影后冲洗阶段因去离子水(DI水)表面张力引起的图案倒塌现象及其导致的颗粒缺陷问题,开发出低表面张力的半导体清洗用表面活性剂(Surfactant)。
通常,在形成70纳米以下的微细图案时,将光刻胶膜厚度降低至200纳米以下以防止图案倒塌。
此时使用的193纳米曝光设备所用的光敏剂为脂肪族光敏剂,由于其蚀刻耐受性不足,蚀刻后下层如聚合物、金属、二氧化硅等层发生变形,导致半导体制造无法进行。且随着图案微细化,均匀度下降会引发半导体器件问题,为克服此问题,需形成较厚的光刻胶层。
然而,在通常的显影工艺中,若以水作为最终清洗液,则因水的表面张力引起图案倒塌,因此在最终冲洗阶段使用添加表面活性剂的清洗液成为解决方案。
本公司清洗产品采用脂肪酸醇酰胺类表面活性剂溶解于超纯水中,大幅降低表面张力,有效防止图案倒塌现象及由浑浊度(微细颗粒)引起的缺陷。
作为关键成分的表面活性剂,凭借独特的化学结构由本公司自主研发合成, 同时采用自主开发的防腐剂进行配比制造。
此外,该系列产品为无壬基酚(Nonylphenol Free)环保型产品,获得绿色认证。

优势

  • 低毛细力/li>
  • 通过旋干减少图案倒塌和颗粒缺陷
  • 清除清洗液浑浊度

应用领域

  • 显影工艺中去离子水清洗后的冲洗步骤
SOC掩膜结构图

化学放大型光刻胶添加剂

TAG系列(热酸发生剂)

在半导体器件制造工艺中,光刻胶为了改善图案线宽变窄(pattern width slimming)现象, 通常会添加热酸发生剂(TAG)。
在显影工艺后形成的图案会再次加热,通过热酸发生剂释放酸性物质, 使光敏剂发生交联反应,从而有效消除图案形成后线宽缩小的问题。

SOC掩膜结构图

对甲苯磺酸(P-TSA)系列

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对甲苯磺酸

三氟甲磺酸(Triflic acid)系列

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三氟甲磺酸

九氟化系列

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全氟丁烷磺酸

ST-PAG 系列(光酸发生剂)

为了实现半导体器件的超高分辨率微细加工,采用高灵敏度的化学放大型光刻胶。
其主要成分为酸反应性高分子和光酸发生剂,有机磺酸酯在深紫外线照射下光解产生强酸, 该强酸作为催化剂与酸反应性高分子发生反应,启动连锁反应,引发大量的化学键合或分解反应。
产生的酸在曝光后加热处理(后曝光烘烤,PEB)过程中,作为催化剂作用于酸反应性物质, 增强化学反应并显著改变其溶解度差异。

SOC掩膜结构图
可实现多种-R取代

ST-PAG-01

化学名称:
三苯基磺鎓三氟甲磺酸盐
(Triphenylsulfonium triflate)
CAS号: 66003-7
主要特性:
外观:白色结晶
摩尔质量:412.45 克/摩尔
熔点:132-134°C
最大吸收波长(Imax):233 nm
(吸光系数 e = 18,000)
248 nm 吸光系数(e):13,400

ST-PAG-02

化学名称:
三苯基磺鎓全氟丁烷磺酸盐
(Triphenylsulfonium perfluoro-1-butanesulfonate)
CAS号: 144317-44-2
主要特性:
外观:白色结晶
摩尔质量:562.47 克/摩尔
熔点:82-83°C
最大吸收波长(Imax):233.6 nm
(吸光系数 e = 18,200)
248 nm 吸光系数(e):13,400

ST-PAG-XX

化学名称:
(待定)
CAS号:
主要特性:
外观:白色结晶
摩尔质量:待定 g/mol
熔点:待定 °C
最大吸收波长(Imax):233 nm
(吸光系数 e=待定)
248 nm 吸光系数(e):待定