光刻膠是集成電路領域微加工的關鍵性材料,為推動光刻膠等半導體材料行業(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,國內光刻膠企業(yè)將迎來發(fā)展良機。國內產(chǎn)業(yè)鏈下游企業(yè)逐漸意識到材料國產(chǎn)化的重要性,國內廠商也在積極研發(fā)產(chǎn)品、加速客戶和產(chǎn)品導入、擴建相關產(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。根據(jù)應用領域不同,光刻膠可分為 PCB 光刻膠、LCD 光刻膠和半導體光刻膠,技術門檻逐漸遞增。嘉定ArF光刻膠溶劑
光刻膠的產(chǎn)業(yè)鏈上游:主要涉及溶劑、樹脂、光敏劑等原材料供應商和光刻機、顯影機、檢測與測試等設備供應商。從原材料市場來看,由于中國從事光刻膠原材料研發(fā)及生產(chǎn)的供應商較少,中國光刻膠原材料市場主要被日本、韓國和美國廠商所占據(jù)。從設備市場來看,中國在光刻機、顯影機、檢測與測試設備行業(yè)的起步時間較晚,且這些設備具備較高的制造工藝壁壘,導致中國在光刻膠、顯影機、檢測與測試設備的國產(chǎn)化程度均低于10%。相信后期國產(chǎn)化程度會越來越高。上海負性光刻膠集成電路材料光刻膠的研發(fā)是不斷進行配方調試的過程,且難以通過現(xiàn)有產(chǎn)品反向解構出其配方,這對技術有很大的要求。
分子玻璃是一種具有較高玻璃化轉變溫度的單分散小分子有機化合物,其結構為非共面和不規(guī)則,能夠避免結晶,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建其主體結構,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)反應實現(xiàn)光刻膠所需的性能。從化學組成來看,金屬氧化物光刻膠主要為稀土和過渡金屬有機化合物。
在雙重曝光工藝中,若光刻膠可以接受多次光刻曝光而不在光罩遮擋的區(qū)域發(fā)生光化學反應,就可以節(jié)省一次刻蝕,一次涂膠和一次光刻膠清洗流程。由于在非曝光區(qū)域光刻膠仍然會接受到相對少量的光刻輻射,在兩次曝光過程后,非曝光區(qū)域接受到的輻射有可能超過光刻膠的曝光閾值E0,而發(fā)生錯誤的光刻反應。如果非曝光區(qū)域的光刻膠在兩次曝光后接受到的輻射能量仍然小于其曝光閾值E0,那么就是一次合格的雙重曝光。從這個例子可以看出,與單次曝光不同,雙重曝光要求光刻膠的曝光閾值和光刻光源的照射強度之間的權衡。亞甲基雙苯醚型光刻膠:這種類型的光刻膠適用于制造精度較低的電路元件。
日韓材料摩擦:半導體材料國產(chǎn)化是必然趨勢;2019年7月份,在日韓貿(mào)易爭端的背景下,日本宣布對韓國實施三種半導體產(chǎn)業(yè)材料實施禁運,包含刻蝕氣體,光刻膠和氟聚酰亞胺。韓國是全球存儲器生產(chǎn)基地,顯示屏生產(chǎn)基地,也是全球晶圓代工基地,三星,海力士,東部高科等一大批晶圓代工廠和顯示屏廠都需要日本的半導體材料。這三種材料直接掐斷了韓國存儲器和顯示屏的經(jīng)濟支柱。目前中國大陸對于電子材料,特別是光刻膠方面對國外依賴較高。所以在半導體材料方面的國產(chǎn)代替是必然趨勢。光刻膠通過光化學反應,經(jīng)曝光、顯影等光刻工序將所需要的微細圖形從光罩(掩模版)轉移到待加工基片上。g線光刻膠曝光
光刻膠屬于技術和資本密集型行業(yè),目前主要技術主要掌握在日、美等國際大公司手中,全球供應市場高度集中。嘉定ArF光刻膠溶劑
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。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,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體系,這種技術體系被稱為化學放大光阻體系(Chemically Amplified Resist, CAR)。嘉定ArF光刻膠溶劑
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