昆山ArF光刻膠曝光

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2023-08-29

光刻膠的產(chǎn)業(yè)鏈上游:主要涉及溶劑、樹(shù)脂、光敏劑等原材料供應(yīng)商和光刻機(jī)、顯影機(jī)、檢測(cè)與測(cè)試等設(shè)備供應(yīng)商。從原材料市場(chǎng)來(lái)看,由于中國(guó)從事光刻膠原材料研發(fā)及生產(chǎn)的供應(yīng)商較少,中國(guó)光刻膠原材料市場(chǎng)主要被日本、韓國(guó)和美國(guó)廠商所占據(jù)。從設(shè)備市場(chǎng)來(lái)看,中國(guó)在光刻機(jī)、顯影機(jī)、檢測(cè)與測(cè)試設(shè)備行業(yè)的起步時(shí)間較晚,且這些設(shè)備具備較高的制造工藝壁壘,導(dǎo)致中國(guó)在光刻膠、顯影機(jī)、檢測(cè)與測(cè)試設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化程度均低于10%。相信后期國(guó)產(chǎn)化程度會(huì)越來(lái)越高。光刻膠是一大類具有光敏化學(xué)作用的高分子聚合物材料,是轉(zhuǎn)移紫外曝光或電子束曝照?qǐng)D案的媒介。昆山ArF光刻膠曝光

在半導(dǎo)體集成電路光刻技術(shù)開(kāi)始使用深紫外(DUV)光源以后,化學(xué)放大(CAR)技術(shù)逐漸成為行業(yè)應(yīng)用的主流。在化學(xué)放大光刻膠技術(shù)中,樹(shù)脂是具有化學(xué)基團(tuán)保護(hù)因而難以溶解的聚乙烯?;瘜W(xué)放大光刻膠使用光致酸劑(PAG)作為光引發(fā)劑。當(dāng)光刻膠曝光后,曝光區(qū)域的光致酸劑(PAG)將會(huì)產(chǎn)生一種酸。這種酸在后熱烘培工序期間作為催化劑,將會(huì)移除樹(shù)脂的保護(hù)基團(tuán)從而使得樹(shù)脂變得易于溶解?;瘜W(xué)放大光刻膠曝光速遞是DQN光刻膠的10倍,對(duì)深紫外光源具有良好的光學(xué)敏感性,同時(shí)具有高對(duì)比度,對(duì)高分辨率等優(yōu)點(diǎn)。按照曝光波長(zhǎng)分類;光刻膠可分為紫外光刻膠(300~450nm)、深紫外光刻膠(160~280nm)、極紫外光刻膠(EUV,13.5nm)、電子束光刻膠、離子束光刻膠、X射線光刻膠等。不同曝光波長(zhǎng)的光刻膠,其適用的光刻極限分辨率不同。通常來(lái)說(shuō),在使用工藝方法一致的情況下,波長(zhǎng)越短,加工分辨率越佳。華東i線光刻膠光引發(fā)劑彩色光刻膠及黑色光刻膠市場(chǎng)也呈現(xiàn)日韓企業(yè)主導(dǎo)的格局,國(guó)內(nèi)企業(yè)有雅克科技、飛凱材料、彤程新材等。

抗蝕性即光刻膠材料在刻蝕過(guò)程中的抵抗力。在圖形從光刻膠轉(zhuǎn)移到晶片的過(guò)程中,光刻膠材料必須能夠抵抗高能和高溫(>150℃)而不改變其原有特性  。在后續(xù)的刻蝕工序中保護(hù)襯底表面。耐熱穩(wěn)定性、抗刻蝕能力和抗離子轟擊能力  。在濕法刻蝕中,印有電路圖形的光刻膠需要連同硅片一同置入化學(xué)刻蝕液中,進(jìn)行很多次的濕法腐蝕。只有光刻膠具有很強(qiáng)的抗蝕性,才能保證刻蝕液按照所希望的選擇比刻蝕出曝光所得圖形,更好體現(xiàn)器件性能。在干法刻蝕中,例如集成電路工藝中在進(jìn)行阱區(qū)和源漏區(qū)離子注入時(shí),需要有較好的保護(hù)電路圖形的能力,否則光刻膠會(huì)因?yàn)樵谧⑷氕h(huán)境中揮發(fā)而影響到注入腔的真空度。此時(shí)注入的離子將不會(huì)起到其在電路制造工藝中應(yīng)起到的作用,器件的電路性能受阻。

光刻膠的產(chǎn)業(yè)鏈中游:為光刻膠制造環(huán)節(jié),當(dāng)前全球光刻膠生產(chǎn)制造商主要被日本JSR、信越化學(xué)、住友化學(xué)、東京應(yīng)化、美國(guó)陶氏化學(xué)等制造商所壟斷,中國(guó)本土企業(yè)在光刻膠市場(chǎng)的份額較低,與國(guó)外光刻膠制造商相比仍存明顯差距。

光刻膠的產(chǎn)業(yè)鏈下游:主要涉及半導(dǎo)體、平板顯示器、PCB等領(lǐng)域。伴隨消費(fèi)升級(jí)、應(yīng)用終端產(chǎn)品更新迭代速度加快,下游應(yīng)用領(lǐng)域企業(yè)對(duì)半導(dǎo)體、平板顯示和PCB制造提出愈加精細(xì)化的要求,將帶動(dòng)光刻膠行業(yè)持續(xù)發(fā)展。 光刻膠通過(guò)光化學(xué)反應(yīng),經(jīng)曝光、顯影等光刻工序?qū)⑺枰奈⒓?xì)圖形從光罩(掩模版)轉(zhuǎn)移到待加工基片上。

從90年代后半期開(kāi)始,光刻光源就開(kāi)始采用248nm的KrF激光;而從2000年代開(kāi)始,光刻就進(jìn)一步轉(zhuǎn)向使用193nm波長(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)羥基苯乙烯及其衍生物作為成膜樹(shù)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(lái)酸酐共聚物,環(huán)形聚合物等作為成膜樹(shù)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。光刻膠的技術(shù)壁壘包括配方技術(shù),質(zhì)量控制技術(shù)和原材料技術(shù)。嘉定ArF光刻膠光引發(fā)劑

以分子玻璃為成膜樹(shù)脂制備的光刻膠能夠獲得較高的分辨率和較低粗糙度的圖形。昆山ArF光刻膠曝光

浸沒(méi)光刻和雙重光刻技術(shù)在不改變 193nm波長(zhǎng)ArF光刻光源的前提下,將加工分辨率推向10nm的數(shù)量級(jí)。與此同時(shí),這兩項(xiàng)技術(shù)對(duì)光刻膠也提出了新的要求。在浸沒(méi)工藝中;光刻膠首先不能與浸沒(méi)液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或浸出擴(kuò)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(shù)脂的折射率一般要求達(dá)到1.9以上;接著,光刻膠不能在浸沒(méi)液體的浸泡下和后續(xù)的烘烤過(guò)程中發(fā)生形變,影響加工精度;當(dāng)浸沒(méi)工藝目標(biāo)分辨率接近10nm時(shí),將對(duì)于光刻膠多個(gè)性能指標(biāo)的權(quán)衡都提出了更加苛刻的挑戰(zhàn)。浸沒(méi) 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。昆山ArF光刻膠曝光

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