靈敏度即光刻膠上產生一個良好的圖形所需一定波長光的較小能量值(或較小曝光量)。單位:毫焦/平方厘米或mJ/cm2。光刻膠的敏感性對于波長更短的深紫外光(DUV)、極深紫外光(EUV)等尤為重要 。負膠通常需5~15 s時間曝光,正膠較慢,其曝光時間為負膠的3~4倍 。靈敏度反映了光刻膠材料對某種波長的光的反應程度。不同的光刻膠對于不同的波長的光是有選擇性的。比如248 nm波長光刻膠的成膜樹脂中存在苯環(huán)結構,對193 nm波長的光具有很強的吸收作用,即對193 nm波長的光是不透明的,因此193 nm光刻膠必須改變樹脂主體。同時,高的產出要求短的曝光時間,對光刻膠的靈敏度要求也越來越高。通常以曝光劑量作為衡量光刻膠靈敏度的指標,曝光劑量值越小,光刻膠的靈敏度越高。i線光刻膠材料曝光劑量在數百mJ/cm2左右,而KrF和ArF的光刻膠材料,其曝光劑量則在30和20 mJ/cm2左右 。靈敏度可以體現于光刻膠的對比度曲線上。光刻膠所屬的微電子化學品是電子行業(yè)與化工行業(yè)交叉的領域,是典型的技術密集行業(yè)。浙江g線光刻膠曝光
浸沒光刻和雙重光刻技術在不改變 193nm波長ArF光刻光源的前提下,將加工分辨率推向10nm的數量級。與此同時,這兩項技術對光刻膠也提出了新的要求。在浸沒工藝中;光刻膠首先不能與浸沒液體發(fā)生化學反應或浸出擴散,損傷光刻膠自身和光刻鏡頭;其次,光刻膠的折射率必須大于透鏡,液體和頂部涂層。因此光刻膠中主體樹脂的折射率一般要求達到1.9以上;接著,光刻膠不能在浸沒液體的浸泡下和后續(xù)的烘烤過程中發(fā)生形變,影響加工精度;當浸沒工藝目標分辨率接近10nm時,將對于光刻膠多個性能指標的權衡都提出了更加苛刻的挑戰(zhàn)。浸沒 ArF 光刻膠制備難度大于干性 ArF 光刻膠,是 ArF光刻加工分辨率突破 45nm 的關鍵之一。正性光刻膠顯示面板材料光刻膠通常是以薄膜形式均勻覆蓋于基材表面。
從90年代后半期開始,光刻光源就開始采用248nm的KrF激光;而從2000年代開始,光刻就進一步轉向使用193nm波長的ArF準分子激光作為光源。在那之后一直到目前的約20年里,193nm波長的ArF準分子激光一直是半導體制程領域性能可靠,使用較多的光刻光源。一般而言,KrF(248nm)光刻膠使用聚對羥基苯乙烯及其衍生物作為成膜樹脂,使用磺酸碘鎓鹽和硫鎓鹽作為光致酸劑;而ArF(193nm)光刻膠則多使用聚甲基丙烯酸酯衍生物,環(huán)烯烴-馬來酸酐共聚物,環(huán)形聚合物等作為成膜樹脂;由于化學結構上的原因,Arf(193nm)光刻膠需要比KrF(248nm)光刻膠更加敏感的光致酸劑。
光刻膠按應用領域分類,可分為 PCB 光刻膠、顯示面板光刻膠、半導體光刻膠及其他光刻膠。全球市場上不同種類光刻膠的市場結構較為均衡。智研咨詢的數據還顯示,受益于半導體、顯示面板、PCB產業(yè)東移的趨勢,自 2011年至今,光刻膠中國本土供應規(guī)模年華增長率達到11%,高于全球平均 5%的增速。2019年中國光刻膠市場本土企業(yè)銷售規(guī)模約70億元,全球占比約 10%,發(fā)展空間巨大。目前,中國本土光刻膠以PCB用光刻膠為主,平板顯示、半導體用光刻膠供應量占比極低。按照化學結構分類:光刻膠可以分為光聚合型,光分解型,光交聯型和化學放大型。
光刻工藝歷經硅片表面脫水烘烤、旋轉涂膠、軟烘、曝光、曝光后烘烤、顯影、堅膜烘烤、顯影檢查等工序。在光刻過程中,光刻膠被均勻涂布在襯底上,經過曝光、顯影與刻蝕等工藝,將掩膜版上的圖形轉移到襯底上,形成與掩膜版完全對應的幾何圖形。光刻工藝約占整個芯片制造成本的35%,耗時占整個芯片工藝的40-50%,是半導體制造中重要的工藝。隨著半導體制程不斷縮小,光刻工藝對光刻膠要求逐步提高,需求量也隨之增加。從全球市場來看,專注電子材料市場研究的TECHCET預測數據顯示,2021年全球半導體制造光刻膠市場規(guī)模將同比增長11%,達到19億美元。光刻膠通過光化學反應,經曝光、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。嘉定正性光刻膠集成電路材料
根據應用領域不同,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。浙江g線光刻膠曝光
目前中國光刻膠國產化水平嚴重不足,重點技術差距在半導體光刻膠領域,有2-3代差距,隨著下游半導體行業(yè)、LED及平板顯示行業(yè)的快速發(fā)展,未來國內光刻膠產品國產化替代空間巨大。當今,中國通過國家集成電路產業(yè)投資基金(大基金)撬動全社會資源對半導體產業(yè)進行投資和扶持。同時,國內光刻膠企業(yè)積極抓住中國晶圓制造擴產的百年機遇,發(fā)展光刻膠業(yè)務,力爭早日追上國際先進水平,打進國內新建晶圓廠的供應鏈。光刻膠的國產化公關正在展開,在面板屏顯光刻膠領域,中國已經出現了一批有競爭力的本土企業(yè)。在半導體和面板光刻膠領域,盡管國產光刻膠距離國際先進水平仍然有差距,但是在政策的支持和自身的不懈努力之下,中國已經有一批光刻膠企業(yè)陸續(xù)實現了技術突破。浙江g線光刻膠曝光
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