对于国产光刻胶来说,今年的九月是极为特殊的一个月份。9月23日,发改委联合工信部、科技部、财政部共同发布了《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》,《意见》提出,加快新材料产业强弱项,具体涉及加快在光刻胶、大尺寸硅片、电子封装材料等领域实现突破。而在《意见》还未发布之前,部分企业已经闻声先动了。除了几家企业加大投资、研发国产光刻胶之外,还有两家企业通过购买光刻机的方式,开展光刻胶的研发。光刻胶产业,尤其是较优光刻胶一直是日本企业所把持,这已不是什么鲜为人知的信息了。正胶光刻的基本流程:衬底清洗、前烘以及预处理,涂胶、软烘、曝光、显影、图形检查,后烘。中山镀膜微纳加工
光刻喷嘴喷雾模式和硅片旋转速度是实现硅片间溶解率和均匀性的可重复性的关键调节参数。水坑(旋覆浸没)式显影(PuddleDevelopment)。喷覆足够(不能太多,较小化背面湿度)的显影液到硅片表面,并形成水坑形状(显影液的流动保持较低,以减少边缘显影速率的变化)。硅片固定或慢慢旋转。一般采用多次旋覆显影液:首先次涂覆、保持10~30秒、去除;第二次涂覆、保持、去除。然后用去离子水冲洗(去除硅片两面的所有化学品)并旋转甩干。优点:显影液用量少;硅片显影均匀;较小化了温度梯度。中山镀膜微纳加工接触式曝光只适于分立元件和中、小规模集成电路的生产。
光刻工艺的成本约为整个芯片制造工艺的35%,并且耗费时间约占整个芯片工艺的40%-50%。光刻胶材料约占IC制造材料总成本的4%,市场巨大。因此光刻胶是半导体集成电路制造的中心材料。按显示效果分类;光刻胶可分为正性光刻胶和负性光刻胶。负性光刻胶显影时形成的图形与光罩(掩膜版)相反;正性光刻胶形成的图形与掩膜版相同。两者的生产工艺流程基本一致,区别在于主要原材料不同。按照化学结构分类;光刻胶可以分为光聚合型,光分解型,光交联型和化学放大型。
显影液:正性光刻胶的显影液。正胶的显影液位碱性水溶液。KOH和NaOH因为会带来可动离子污染(MIC,MovableIonContamination),所以在IC制造中一般不用。较普通的正胶显影液是四甲基氢氧化铵(TMAH)(标准当量浓度为0.26,温度15~25C)。在I线光刻胶曝光中会生成羧酸,TMAH显影液中的碱与酸中和使曝光的光刻胶溶解于显影液,而未曝光的光刻胶没有影响;在化学放大光刻胶(CAR,ChemicalAmplifiedResist)中包含的酚醛树脂以PHS形式存在。CAR中的PAG产生的酸会去除PHS中的保护基团(t-BOC),从而使PHS快速溶解于TMAH显影液中。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。
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。每颗芯片诞生之初,都要经过光刻机的雕刻,精度要达到头发丝的千分之一。中山镀膜微纳加工
光刻涂胶四周呈现放射性条纹,主要可能的原因是光刻胶有颗粒、衬底未清洗干净。中山镀膜微纳加工
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。中山镀膜微纳加工
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