光刻工艺的成本约为整个芯片制造工艺的35%,并且耗费时间约占整个芯片工艺的40%-50%。光刻胶材料约占IC制造材料总成本的4%,市场巨大。因此光刻胶是半导体集成电路制造的中心材料。按显示效果分类;光刻胶可分为正性光刻胶和负性光刻胶。负性光刻胶显影时形成的图形与光罩(掩膜版)相反;正性光刻胶形成的图形与掩膜版相同。两者的生产工艺流程基本一致,区别在于主要原材料不同。按照化学结构分类;光刻胶可以分为光聚合型,光分解型,光交联型和化学放大型。如今,全世界能够生产光刻机的国家只有四个,中国成为了其中的一员。安徽光刻技术
光刻胶旋转速度,速度越快,厚度越薄;影响光刻胶均匀性的参数:旋转加速度,加速越快越均匀;与旋转加速的时间点有关。一般旋涂光刻胶的厚度与曝光的光源波长有关(因为不同级别的曝光波长对应不同的光刻胶种类和分辨率):I-line较厚,约0.7~3μm;KrF的厚度约0.4~0.9μm;ArF的厚度约0.2~0.5μm。软烘方法:真空热板,85~120C,30~60秒;目的:除去溶剂(4~7%);增强黏附性;释放光刻胶膜内的应力;防止光刻胶玷污设备;边缘光刻胶的去除:光刻胶涂覆后,在硅片边缘的正反两面都会有光刻胶的堆积。湖南光刻工艺接触式曝光的曝光精度大概只有1微米左右,能够满足大部分的单立器件的使用。
光刻胶若性能不达标会对芯片成品率造成重大影响。目前中国光刻胶国产化水平严重不足,重点技术差距在半导体光刻胶领域,有2-3代差距,随着下游半导体行业、LED及平板显示行业的快速发展,未来国内光刻胶产品国产化替代空间巨大。同时,国内光刻胶企业积极抓住中国晶圆制造扩产的百年机遇,发展光刻胶业务,力争早日追上国际先进水平,打进国内新建晶圆厂的供应链。光刻胶的国产化公关正在各方面展开,在面板屏显光刻胶领域,中国已经出现了一批有竞争力的本土企业。在半导体和面板光刻胶领域,尽管国产光刻胶距离国际先进水平仍然有差距,但是在政策的支持和自身的不懈努力之下,中国已经有一批光刻胶企业陆续实现了技术突破。
一般微电子化学品具有一定的腐蚀性,对生产设备有较高的要求,且生产环境需要进行无尘或微尘处理。制备较优微电子化学品还需要全封闭、自动化的工艺流程,以避免污染,提高质量。因此,光刻胶等微电子化学品生产在安全生产、环保设备、生产工艺系统、过程控制体系以及研发投资等方面要求较高。如果没有强大的资金实力,企业就难以在设备、研发和技术服务上取得竞争优势,以提升可持续发展能力。因此,光刻胶这样的微电子化学品行业具备较高的资金壁垒。边缘的光刻胶一般涂布不均匀,产生边缘效应,不能得到很好的图形,而且容易发生剥离而影响其它部分的图形。
当光刻胶曝光后,曝光区域的光致酸剂(PAG)将会产生一种酸。这种酸在后热烘培工序期间作为催化剂,将会移除树脂的保护基团从而使得树脂变得易于溶解。化学放大光刻胶曝光速递是DQN光刻胶的10倍,对深紫外光源具有良好的光学敏感性,同时具有高对比度,对高分辨率等优点。按照曝光波长分类;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。不同曝光波长的光刻胶,其适用的光刻极限分辨率不同。一般旋涂光刻胶的厚度与曝光的光源波长有关。湖南光刻工艺
深紫外线坚膜使正性光刻胶树脂发生交联形成一层薄的表面硬壳,增加光刻胶的热稳定性。安徽光刻技术
正胶光刻的基本流程:衬底清洗、前烘以及预处理,涂胶、软烘、曝光、显影、图形检查,后烘。负胶光刻的基本流程:衬底清洗、前烘以及预处理、涂胶、软烘、曝光、后烘、显影、图形检查。正胶曝光前,光刻胶不溶于显影液,曝光后,曝光区溶于显影液,图形与掩膜版图形相同;而负性光刻胶,曝光前光刻胶可溶于显影液,曝光后,被曝光区不溶于显影液,图形与掩膜版图形相同。光刻可能会出现显影不干净的异常,主要原因可能是显影时间不足、显影溶液使用周期过长,溶液溶解胶量较多、曝光时间不足,主要的解决方法有增加显影时间、更换新的显影液,增强溶液溶解能力、增加曝光时间。安徽光刻技术
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