光刻胶抗反射层(ARC)是光刻工艺配套的功能性涂层材料,用于抑制曝光光线在光刻胶-衬底界面或光刻胶-空气界面发生反射。
在集成电路制造过程中,高反射衬底会使曝光光线在光刻胶薄膜内部产生驻波干涉效应,引发线宽偏差、图形畸变、边缘刻痕等制程缺陷。抗反射层借助光学吸收与折射率匹配调控,最大限度降低界面反射,保障微纳图形转移精度与关键尺寸(CD)均匀性。
依据涂覆位置差异,光刻胶抗反射层可划分为底部抗反射涂层(BARC)与顶部抗反射涂层(TARC)。BARC铺设于光刻胶与衬底之间,通过光吸收作用削减反射光,并借助干涉相消效应抑制驻波效应。TARC涂覆在光刻胶表层,仅依靠折射率与膜厚的精准设计形成破坏性干涉,抵消光刻胶上表面的反射,无法改善衬底反射引发的图形缺陷。
BARC的抗反射综合性能优于TARC,在光刻胶抗反射层市场中占据主导地位,市场占比超90%。按材料体系划分,BARC又可分为无机型与有机型两类。有机BARC在深紫外光刻制程中应用更为普遍,配方主要包含可交联树脂、热致酸发生剂、表面活性剂与溶剂。
光刻胶抗反射层是KrF、ArF及EUV光刻工艺必不可少的配套材料。该材料在i线(365nm)光刻中用于成熟制程,保障图形加工精度;KrF(248nm)光刻主要面向130nm至28nm制程节点,抗反射层需求由汽车电子、工业芯片领域拉动;ArF(193nm)光刻体系可覆盖45nm至7nm制程,该材料在多重图案化工艺中实现复杂的界面反射管控;EUV(13.5nm)光刻面向7nm以下先进节点,该领域抗反射层需求增长最为快速。
在我国市场中,彤程新材料集团股份有限公司的ArF光刻胶、KrF光刻胶、抗反射涂层、EBR等产品系列已通过国内多家客户验证并开始放量;该公司在半导体光刻胶领域推进的研发项目及国产化发展项目近200项,其中超30%的项目已经进入用户量产验证阶段或实现商用。
新思界
行业分析人士表示,现阶段,日美企业在高端光刻胶抗反射层领域仍保有显著技术壁垒,国内相关企业尚处于技术验证与产业化突破阶段。伴随彤程新材等本土厂商的光刻胶抗反射层产品持续推进客户验证,叠加KrF、ArF光刻胶国产化提速带动配套材料需求增长,国内光刻胶抗反射层产业有望率先在成熟制程波段实现规模化进口替代。
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