上海KrF光刻膠光引發(fā)劑

來源: 發(fā)布時間:2023-08-23

光刻膠行業(yè)具有極高的行業(yè)壁壘,因此在全球范圍其行業(yè)都呈現(xiàn)寡頭壟斷的局面。光刻膠行業(yè)長年被日本和美國專業(yè)公司壟斷。目前大廠商就占據(jù)了全球光刻膠市場 87%的份額,行業(yè)集中度高。其中,日本 JSR、東京應(yīng)化、日本信越與富士電子材料市占率加和達到72%。并且高分辨率的 KrF 和 ArF 半導(dǎo)體光刻膠技術(shù)亦基本被日本和美國企業(yè)所壟斷,產(chǎn)品絕大多數(shù)出自日本和美國公司,如杜邦、JSR 株式會社、信越化學(xué)、東京應(yīng)化工業(yè)、Fujifilm,以及韓國東進等企業(yè)。整個光刻膠市場格局來看,日本是光刻膠行業(yè)的巨頭聚集地。光刻膠的組成部分包括:光引發(fā)劑(包括光增感劑、光致產(chǎn)酸劑)、光刻膠樹脂、單體、溶劑和其他助劑。上海KrF光刻膠光引發(fā)劑

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(zhuǎn)向使用193nm波長的ArF準(zhǔn)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(zhǔn)分子激光一直是半導(dǎo)體制程領(lǐng)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(xué)結(jié)構(gòu)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。上海半導(dǎo)體光刻膠顯示面板材料按曝光波長可分為紫外光刻膠、深紫外光刻膠、極紫外光刻膠、電子束光刻膠、離子束光刻膠、X射線光刻膠等。

浸沒光刻和雙重光刻技術(shù)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(shù)量級。與此同時,這兩項技術(shù)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(xué)反應(yīng)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(dāng)浸沒工藝目標(biāo)分辨率接近10nm時,將對于光刻膠多個性能指標(biāo)的權(quán)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(guān)鍵之一。

肉桂酸酯類的光刻膠:這類光刻膠在紫外光的照射下,肉桂酸上的不飽和鍵會打開,產(chǎn)生自由基,形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。主要品種有聚乙烯醇肉桂酸酯光刻膠、聚乙烯氧乙基肉桂酸酯光刻膠和肉桂叉二酯光刻膠等。前者膠是早期被用于光刻膠制備的光敏高分子化合物,對二氧化硅、鋁、氧化鉻等材料都有良好的附著力,耐氫氟酸、磷酸腐蝕;中者膠在曝光下幾乎不受氧的影響,無須氮氣保護,分辨率1 μm左右,靈敏度較前者膠高1倍,黏附性好,抗蝕能力強,圖形清晰、線條整齊,耐熱性好,顯影后可在190℃堅膜0.5 h不變質(zhì),感光范圍在250~475 nm,特別對436 nm十分敏感,屬線型高分子聚合物;第三種膠能溶于酮類、烷烴等溶劑,不溶于水、乙醇等。有較好的黏附性和感光性 ,分辨率也很高,感光速度快。光刻膠行業(yè)日系企業(yè)實力雄厚,國內(nèi)廠商有望復(fù)刻成功經(jīng)驗。

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(dǎo)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(shù)。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(zhǔn)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(shù)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(yīng),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(yán)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(shù)體系,這種技術(shù)體系被稱為化學(xué)放大光阻體系(Chemically Amplified Resist, CAR)。光刻膠生產(chǎn)工藝復(fù)雜,技術(shù)壁壘高,其研發(fā)和量產(chǎn)對企業(yè)都具有極高要求。蘇州光聚合型光刻膠

產(chǎn)品純度、金屬離子雜質(zhì)控制等也是光刻膠生產(chǎn)工藝中需面臨的技術(shù)難關(guān),光刻膠純度不足會導(dǎo)致芯片良率下降。上海KrF光刻膠光引發(fā)劑

日韓材料摩擦:半導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體材料方面的國產(chǎn)代替是必然趨勢。上海KrF光刻膠光引發(fā)劑

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標(biāo)簽: 三氟乙酸電子級 光刻膠