光刻胶是光刻工艺中较关键材料,国产替代需求紧迫。光刻工艺是指在光照作用下,借助光刻胶将掩膜版上的图形转移到基片上的技术,在半导体制造领域,随着集成电路线宽缩小、集成度大为提升,光刻工艺技术难度大幅提升,成为延续摩尔定律的关键技术之一。同时,器件和走线的复杂度和密集度大幅度提升,较好制程关键层次需要两次甚至多次曝光来实现。其中,光刻胶的质量和性能是影响集成电路性能、成品率及可靠性的关键因素。光刻胶经过几十年不断的发展和进步,应用领域不断扩大,衍生出非常多的种类。不同用途的光刻胶曝光光源、反应机理、制造工艺、成膜特性、加工图形线路的精度等性能要求不同,导致对于材料的溶解性、耐蚀刻性、感光性能、耐热性等要求不同。因此每一类光刻胶使用的原料在化学结构、性能上都比较特殊,要求使用不同品质等级的光刻胶**化学品。在完成图形的曝光后,用激光曝光硅片边缘,然后在显影或特殊溶剂中溶解。广东微纳加工平台
光刻(Photolithography)是一种图形转移的方法,在微纳加工当中不可或缺的技术。光刻是一个比较大的概念,其实它是有多步工序所组成的。1.清洗:清洗衬底表面的有机物。2.旋涂:将光刻胶旋涂在衬底表面。3.曝光。将光刻版与衬底对准,在紫外光下曝光一定的时间。4.显影:将曝光后的衬底在显影液下显影一定的时间,受过紫外线曝光的地方会溶解在显影液当中。5.后烘。将显影后的衬底放置热板上后烘,以增强光刻胶与衬底之前的粘附力。光刻是将掩模版上的图形转移到涂有光致抗蚀剂(或称光刻胶)的衬底上,通过一系列生产步骤将硅片表面薄膜的特定部分除去的一种图形转移技术。光刻技术是借用照相技术、平板印刷技术的基础上发展起来的半导体关键工艺技术。广东微纳加工平台光刻版就是在苏打材料通过光刻、刻蚀等工艺在表面使用铬金属做出我们所需要的图形。
光刻胶供应商与客户粘性大;一般情况下,为了保持光刻胶供应和效果的稳定,下游客户与光刻胶供应商一旦建立供应关系后,不会轻易更换。通过建立反馈机制,满足个性化需求,光刻胶供应商与客户的粘性不断增加。后来者想要加入到供应商行列,往往需要满足比现有供应商更高的要求。所以光刻胶行业对新进入者壁垒较高。通常光刻胶等微电子化学品不仅品质要求高,而且需要多种不同的品类满足下游客户多样化的需。如果没有规模效益,供应商就无法承担满足***多样化需求带来的开销。因此,品种规模构成了进入该行业的重要壁垒。广东省科学院半导体研究所。
光刻胶旋转速度,速度越快,厚度越薄;影响光刻胶均匀性的参数:旋转加速度,加速越快越均匀;与旋转加速的时间点有关。一般旋涂光刻胶的厚度与曝光的光源波长有关(因为不同级别的曝光波长对应不同的光刻胶种类和分辨率):I-line较厚,约0.7~3μm;KrF的厚度约0.4~0.9μm;ArF的厚度约0.2~0.5μm。软烘方法:真空热板,85~120C,30~60秒;目的:除去溶剂(4~7%);增强黏附性;释放光刻胶膜内的应力;防止光刻胶玷污设备;边缘光刻胶的去除:光刻胶涂覆后,在硅片边缘的正反两面都会有光刻胶的堆积。光刻胶涂覆后,在硅片边缘的正反两面都会有光刻胶的堆积。
光刻胶所属的微电子化学品是电子行业与化工行业交叉的领域,是典型的技术密集行业。从事微电子化学品业务需要具备与电子产业前沿发展相匹配的关键生产技术,如混配技术、分离技术、纯化技术以及与生产过程相配套的分析检验技术、环境处理与监测技术等。同时,下游电子产业多样化的使用场景要求微电子化学品生产企业有较强的配套能力,以及时研发和改进产品工艺来满足客户的个性化需求。光刻胶的生产工艺主要过程是将感光材料、树脂、溶剂等主要原料在恒温恒湿1000级的黄光区洁净房进行混合,在氮气气体保护下充分搅拌,使其充分混合形成均相液体,经过多次过滤,并通过中间过程控制和检验,使其达到工艺技术和质量要求,较后做产品检验,合格后在氮气气体保护下包装、打标、入库。光刻可能会出现显影不干净的异常,主要原因可能是显影时间不足、显影溶液使用周期过长。广东微纳加工平台
目前中国光刻胶国产化水平严重不足,重点技术差距在半导体光刻胶领域,有2-3代差距。广东微纳加工平台
光刻胶要有极好的稳定性和一致性,如果质量稍微出点问题,损失将会是巨大的。去年2月,某半导体代工企业因为光刻胶的原因导致晶圆污染,报废十万片晶圆,直接导致5.5亿美元的账面损失。除了以上原因外,另一个重要原因是,经过几十年的发展,光刻胶已经是一个相当成熟且固化的产业。2010年光刻胶的**出现井喷,2013年之后,相关专利的申请已经开始锐减。市场较小,技术壁垒又高,这意味着对于企业来说,发展光刻胶性价比不高,即便研发成功一款光刻胶,也要面临较长的认证周期,需要与下游企业建立合作关系。广东微纳加工平台
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