分子玻璃是一種具有較高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的單分散小分子有機化合物,其結(jié)構(gòu)為非共面和不規(guī)則,能夠避免結(jié)晶,與產(chǎn)酸劑具有優(yōu)良的相容性。以分子玻璃為成膜樹脂制備的光刻膠能夠獲得較高的分辨率和較低粗糙度的圖形。金屬氧化物光刻膠使用金屬離子及有機配體構(gòu)建其主體結(jié)構(gòu),有機配體中包含光敏基團,借助光敏基團的感光性及其引發(fā)的后續(xù)反應(yīng)實現(xiàn)光刻膠所需的性能。從化學(xué)組成來看,金屬氧化物光刻膠主要為稀土和過渡金屬有機化合物。彩色光刻膠及黑色光刻膠市場也呈現(xiàn)日韓企業(yè)主導(dǎo)的格局,國內(nèi)企業(yè)有雅克科技、飛凱材料、彤程新材等。昆山KrF光刻膠印刷電路板
靈敏度即光刻膠上產(chǎn)生一個良好的圖形所需一定波長光的較小能量值(或較小曝光量)。單位:毫焦/平方厘米或mJ/cm2。光刻膠的敏感性對于波長更短的深紫外光(DUV)、極深紫外光(EUV)等尤為重要 。負膠通常需5~15 s時間曝光,正膠較慢,其曝光時間為負膠的3~4倍 。靈敏度反映了光刻膠材料對某種波長的光的反應(yīng)程度。不同的光刻膠對于不同的波長的光是有選擇性的。比如248 nm波長光刻膠的成膜樹脂中存在苯環(huán)結(jié)構(gòu),對193 nm波長的光具有很強的吸收作用,即對193 nm波長的光是不透明的,因此193 nm光刻膠必須改變樹脂主體。同時,高的產(chǎn)出要求短的曝光時間,對光刻膠的靈敏度要求也越來越高。通常以曝光劑量作為衡量光刻膠靈敏度的指標,曝光劑量值越小,光刻膠的靈敏度越高。i線光刻膠材料曝光劑量在數(shù)百mJ/cm2左右,而KrF和ArF的光刻膠材料,其曝光劑量則在30和20 mJ/cm2左右 。靈敏度可以體現(xiàn)于光刻膠的對比度曲線上。上?;瘜W(xué)放大型光刻膠溶劑光刻膠又稱光致抗蝕劑,是一種對光敏感的混合液體。
伴隨全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)東移,加上我國持續(xù)增長的下游需求和政策支持力度。同時,國內(nèi)晶圓廠進入投產(chǎn)高峰期,由于半導(dǎo)體光刻膠與下游晶圓廠具有伴生性特點,國內(nèi)光刻膠廠商將直接受益于晶圓廠制造產(chǎn)能的大幅擴張。當(dāng)前我國光刻膠與全球先進水平有近40年的差距,半導(dǎo)體國產(chǎn)化的大趨勢下,國內(nèi)企業(yè)有望逐步突破與國內(nèi)集成電路制造工藝相匹配的光刻膠,所以必須要對光刻膠足夠的重視,不斷向日本和歐美等發(fā)達國家學(xué)習(xí),努力開發(fā)出性能優(yōu)異的國產(chǎn)光刻膠,使我國在未來的市場中占據(jù)一席之地。
光刻膠的技術(shù)壁壘包括配方技術(shù),質(zhì)量控制技術(shù)和原材料技術(shù)。配方技術(shù)是光刻膠實現(xiàn)功能的要點,質(zhì)量控制技術(shù)能夠保證光刻膠性能的穩(wěn)定性而較好的原材料則是光刻膠性能的基礎(chǔ)。配方技術(shù):由于光刻膠的下游用戶是IC芯片和FPD面板制造商,不同的客戶會有不同的應(yīng)用需求,同一個客戶也有不同的光刻應(yīng)用需求。一般一塊半導(dǎo)體芯片在制造過程中需要進行10-50道光刻過程,由于基板不同、分辨率要求不同、蝕刻方式不同等,不同的光刻過程對光刻膠的具體要求也不一樣,即使類似的光刻過程,不同的廠商也會有不同的要求。針對以上不同的應(yīng)用需求,光刻膠的品種非常多,這些差異主要通過調(diào)整光刻膠的配方來實現(xiàn)。因此,通過調(diào)整光刻膠的配方,滿足差異化的應(yīng)用需求,是光刻膠制造商重要的技術(shù)。光刻膠通常是以薄膜形式均勻覆蓋于基材表面。
此外,光刻膠也可以用于液晶平板顯示等較大面積電子產(chǎn)品的制作。90年代后半期,遵從摩爾定律的指引,半導(dǎo)體制程工藝尺寸開始縮小到0.35um(350nm)以下,因而開始要求更高分辨率的光刻技術(shù)。深紫外光由于波長更短,衍射作用小,所以可以用于更高分辨率的光刻光源。隨著 KrF、ArF等稀有氣體鹵化物準分子激發(fā)態(tài)激光光源研究的發(fā)展,248nm(KrF)、193nnm(ArF)的光刻光源技術(shù)開始成熟并投入實際使用。然而,由于 DQN 體系光刻膠對深紫外光波段的強烈吸收效應(yīng),KrF和ArF作為光刻氣體產(chǎn)生的射光無法穿透DQN光刻膠,這意味著光刻分辨率會受到嚴重影響。因此深紫外光刻膠采取了與i-line和g-line光刻膠完全不同的技術(shù)體系,這種技術(shù)體系被稱為化學(xué)放大光阻體系(Chemically Amplified Resist, CAR)。光刻膠行業(yè)長年被日本和美國專業(yè)公司壟斷。浦東濕膜光刻膠
高壁壘和高價值量是光刻膠的典型特征。光刻膠屬于技術(shù)和資本密集型行業(yè),全球供應(yīng)市場高度集中。昆山KrF光刻膠印刷電路板
光刻膠是集成電路領(lǐng)域微加工的關(guān)鍵性材料,為推動光刻膠等半導(dǎo)體材料行業(yè)的發(fā)展,近年來,我國發(fā)布了多項利好政策支持光刻膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展,同時國內(nèi)企業(yè)也積極研發(fā)產(chǎn)品,主動尋求光刻膠及其他材料國產(chǎn)化。現(xiàn)階段,我國光刻膠企業(yè)有晶瑞電材、彤程新材、華懋科技、南大光電等,在國產(chǎn)替代大契機下,國內(nèi)光刻膠企業(yè)將迎來發(fā)展良機。國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈下游企業(yè)逐漸意識到材料國產(chǎn)化的重要性,國內(nèi)廠商也在積極研發(fā)產(chǎn)品、加速客戶和產(chǎn)品導(dǎo)入、擴建相關(guān)產(chǎn)能,在探索中砥礪前行,從而抓住國產(chǎn)化的契機。目前已有少數(shù)企業(yè)已開始嶄露頭角,實現(xiàn)從0到1的突破。昆山KrF光刻膠印刷電路板
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