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 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。

中国半导体光刻胶行业报告（25页）