光刻膠簡(jiǎn)介

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光刻膠是微電子技術(shù)中微細(xì)圖形加工的關(guān)鍵材料之一，特別是近年來(lái)大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，更是大大促進(jìn)了光刻膠的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。印刷工業(yè)是光刻膠應(yīng)用的另一重要領(lǐng)域。1954 年由明斯克等人首先研究成功的就是用于印刷工業(yè)的，以后才用于電子工業(yè)。 [1]  光刻膠是一種有機(jī)化合物，它被紫外光曝光后，在顯影溶液中的溶解度會(huì)發(fā)生變化。硅片制造中所用的光刻膠以液態(tài)涂在硅片表面，而后被干燥成膠膜。

光刻膠市場(chǎng)情況  

目前全球光刻膠市場(chǎng)基本被日本和美國(guó)企業(yè)所壟斷。光刻膠屬于高技術(shù)壁壘材料，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，純度要求高，需要長(zhǎng)期的技術(shù)積累。日本的JSR、東京應(yīng)化、信越化學(xué)及富士電子四家企業(yè)占據(jù)了全球70%以上的市場(chǎng)份額，處于市場(chǎng)壟斷地位。

光刻膠市場(chǎng)需求逐年增加，2018年全球半導(dǎo)體光刻膠銷(xiāo)售額12.97億美元。隨著下游應(yīng)用功率半導(dǎo)體、傳感器、存儲(chǔ)器等需求擴(kuò)大，未來(lái)光刻膠市場(chǎng)將持續(xù)擴(kuò)大。

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如何選擇光刻膠

光刻膠必須滿足幾個(gè)硬性指標(biāo)要求：高靈敏度，高對(duì)比度，好的蝕刻阻抗性，高分辨力，易于處理，高純度，長(zhǎng)壽命周期，低溶解度，低成本和比較高的玻璃化轉(zhuǎn)換溫度（Tg）。主要的兩個(gè)性能是靈敏度和分辨力。大多數(shù)光刻膠是無(wú)定向的聚合體。當(dāng)溫度高于玻璃化轉(zhuǎn)換溫度，聚合體中相當(dāng)多的鏈條片以分子運(yùn)動(dòng)形式出現(xiàn)，因此呈粘性流動(dòng)。當(dāng)溫度低于玻璃化轉(zhuǎn)換溫度，鏈條片段的分子運(yùn)動(dòng)停止，聚合體表現(xiàn)為玻璃而不是橡膠。當(dāng)Tg低于室溫，膠視為橡膠。當(dāng)Tg高于室溫，膠被視為玻璃。由于溫度高于Tg時(shí)，聚合體流動(dòng)容易，于是加熱膠至它的玻璃轉(zhuǎn)化溫度一段時(shí)間進(jìn)行退火處理，可達(dá)到更穩(wěn)定的能量狀態(tài)。在橡膠狀態(tài)，溶劑可以容易從聚合體中去除，如軟烘培膠工藝。但此時(shí)膠的工作環(huán)境需要格外關(guān)注，當(dāng)軟化膠溫度大于Tg時(shí)，它容易除去溶劑，但也容易混入各種雜質(zhì)。一般來(lái)說(shuō)，結(jié)晶的聚合體不會(huì)用來(lái)作為膠，因?yàn)榻Y(jié)晶片的構(gòu)成阻止均一的各向同性的薄膜的形成。

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光刻膠的性能

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光刻膠產(chǎn)品種類(lèi)多、專(zhuān)用性強(qiáng)，是典型的技術(shù)密集型行業(yè)。不同用途的光刻膠曝光光源、反應(yīng)機(jī)理、制造工藝、成膜特性、加工圖形線路的精度等性能要求不同，導(dǎo)致對(duì)于材料的感光性能、溶解性、耐蝕刻性、耐熱性等要求不同。因此每一類(lèi)光刻膠使用的原料在化學(xué)結(jié)構(gòu)、性能上都比較特殊，要求使用不同品質(zhì)等級(jí)的光刻膠專(zhuān)用化學(xué)品。