光刻膠主要用于圖形化工藝

以半導(dǎo)體行業(yè)為例,光刻膠主要用于半導(dǎo)體圖形化工藝。圖形化工藝是半導(dǎo)體制造過程中的核心工藝。圖形化可以簡單理解為將設(shè)計(jì)的圖像從掩模版轉(zhuǎn)移到晶圓表面合適的位置。

一般來講圖形化主要包括光刻和刻蝕兩大步驟,分別實(shí)現(xiàn)了從掩模版到光刻膠以及從光刻膠到晶圓表面層的兩步圖形轉(zhuǎn)移,流程一般分為十步:1.表面準(zhǔn)備,2.涂膠,3.軟烘焙,4.對準(zhǔn)和曝光,5.顯影,6.硬烘焙,7.顯影檢查,8.刻蝕,9.去除光刻膠,10.終檢查。

具體來說,在光刻前首先對于晶圓表面進(jìn)行清洗,主要采用相關(guān)的濕化學(xué)品,包括氨水等。

晶圓清洗以后用旋涂法在表面涂覆一層光刻膠并烘干以后傳送到光刻機(jī)里。在掩模版與晶圓進(jìn)行精準(zhǔn)對準(zhǔn)以后,光線透過掩模版把掩模版上的圖形投影在光刻膠上實(shí)現(xiàn)曝光,這個(gè)過程中主要采用掩模版、光刻膠、光刻膠配套以及相應(yīng)的氣體和濕化學(xué)品。

對曝光以后的光刻膠進(jìn)行顯影以及再次烘焙并檢查以后,實(shí)現(xiàn)了將圖形從掩模版到光刻膠的次圖形轉(zhuǎn)移。在光刻膠的保護(hù)下,對于晶圓進(jìn)行刻蝕以后剝離光刻膠然后進(jìn)行檢查,實(shí)現(xiàn)了將圖形從光刻膠到晶圓的第二次圖形轉(zhuǎn)移。

目前主流的刻蝕辦法是等離子體干法刻蝕,主要用到含氟和含體。

光刻膠市場情況  

目前全球光刻膠市場基本被日本和美國企業(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%以上的市場份額，處于市場壟斷地位。

光刻膠市場需求逐年增加，2018年全球半導(dǎo)體光刻膠銷售額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，未來光刻膠市場將持續(xù)擴(kuò)大。

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光刻膠的成分

樹脂:光刻樹脂是一種惰性的聚合物基質(zhì) ,是用來將其他材料聚合在一-起的粘合劑。 光刻膠的粘附性、膠膜厚度等都是樹脂給的。

感光劑:感光劑是光刻膠的核心部分，他對光形式的輻射能,特別在紫外區(qū)會(huì)發(fā)生反應(yīng)。曝光時(shí)間、光源所發(fā)射光線的強(qiáng)，度都根據(jù)感光劑的特性選擇決定的。

溶劑:光刻膠中容量較大的成分，感光劑和添加劑都是固體物質(zhì)，為了方便均勻的涂覆,要將他們加入溶劑進(jìn)行溶解,形成液態(tài)物質(zhì)，并且使之具有良好的流動(dòng)性，可以通過選擇方式涂布在waf er表面。

添加劑:用以改變光刻膠的某些特性,如改善光刻膠發(fā)生反射而添加染色劑。

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