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中国半导体光刻胶行业报告(25页)

行业报告下载 2020年12月21日 06:51 1 管理员

光刻胶作为光刻曝光的核心材料,其分辨率是光刻胶实现器件的关键尺寸(如器件线宽) 的衡量值,光刻胶分辨率越高形成的图形关键尺寸越小。对比度是指光刻胶从曝光区到非 曝光区过渡的陡度,对比度越高,形成图形的侧壁越陡峭,图形完成度更好。敏感度决定 了光刻胶上产生一个良好的图形所需一定波长光的最小能量值。抗蚀性决定了光刻胶作为 覆盖物在后续刻蚀或离子注入工艺中,不被刻蚀或抗击离子轰击,从而保护被覆盖的衬底。按照化学反应和显影的原理,光刻胶可分为正性光刻胶和负性光刻胶。如果显影时未曝光 部分溶解于显影液,形成的图形与掩膜版相反,称为负性光刻胶;如果显影时曝光部分溶 解于显影液,形成的图形与掩膜版相同,称为正性光刻胶。在实际运用过程中,由于负性 光刻胶在显影时容易发生变形和膨胀的情况,一般情况下分辨率只能达到 2 微米,因此正 性光刻胶的应用更为广泛。根据感光树脂的化学结构来分类,光刻胶可以分为光聚合型、光分解型和光交联型三种类 别。光聚合型,可形成正性光刻胶,是通过采用了烯类单体,在光作用下生成自由基从而 进一步引发单体聚合,最后生成聚合物的过程;光分解型光刻胶可以制成正性胶,通过采 用含有叠氮醌类化合物的材料在经过光照后,发生光分解反应的过程。光交联型,即采用聚 乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其分子中的双键被打开,并使链与链之 间发生交联,形成一种不溶性的网状结构,从而起到抗蚀作用,是一种典型的负性光刻胶。 

按照应用领域的不同,光刻胶又可以分为印刷电路板(PCB)用光刻胶、液晶显示(LCD) 用光刻胶、半导体用光刻胶和其他用途光刻胶。PCB 光刻胶技术壁垒相对其他两类较低, 而半导体光刻胶代表着光刻胶技术最先进水平。依照曝光波长分类,光刻胶可分为紫外光刻胶(300~450nm)、深紫外光刻胶(160~280nm)、 极紫外光刻胶(EUV,13.5nm)、电子束光刻胶、离子束光刻胶、X 射线光刻胶等。光刻胶 在不同曝光波长的情况下,适用的光刻极限分辨率也不尽相同,在加工方法一致时,波长 越小加工分辨率更佳。因此,不同波长光源的光刻机需要搭配相应波长的光刻胶进去光刻。 目前半导体光刻胶最常使用曝光波长分类,主要有 g 线、i 线、KrF、ArF 和最先进的 EUV 光刻胶,其中 DUV 光刻机分为干法和浸润式,因此 ArF 光刻胶也对应分为干法和浸润式两 类。越先进制程相应需要使用越短曝光波长光刻胶,以达到特征尺寸微小化。芯片制造又称晶圆制造,是通过物理、化学工艺步骤在晶圆表面形成器件,并生成金属导 线将器件相互连接形成集成电路的过程。晶圆制造可分为前道工艺线(FEOL)和后道工 艺线(BEOL)工艺,前道工艺是在晶圆上形成晶体管和其他器件,而后道工艺是形成金 属线并在每层之前加上绝缘层。依次通过光刻(lithography)、刻蚀(etch)、离子注入 ( implantation )、扩散(disposition)、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、 化学机械研磨等工序(CMP)形成一层电路,通过循环重复上述工艺,最终在晶圆表面形 成立体的多层结构,实现整个集成电路的制造。由于制程提升,晶圆上集成的器件和电路 复杂度和密度随之提升,需要上千道工序去完成芯片的制造。

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标签: 3C电子|微纳电子|家电

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