光刻膠主要用于圖形化工藝

以半導體行業(yè)為例,光刻膠主要用于半導體圖形化工藝。圖形化工藝是半導體制造過程中的核心工藝。圖形化可以簡單理解為將設計的圖像從掩模版轉(zhuǎn)移到晶圓表面合適的位置。

一般來講圖形化主要包括光刻和刻蝕兩大步驟,分別實現(xiàn)了從掩模版到光刻膠以及從光刻膠到晶圓表面層的兩步圖形轉(zhuǎn)移,流程一般分為十步:1.表面準備,2.涂膠,3.軟烘焙,4.對準和曝光,5.顯影,6.硬烘焙,7.顯影檢查,8.刻蝕,9.去除光刻膠,10.終檢查。

具體來說,在光刻前首先對于晶圓表面進行清洗,主要采用相關(guān)的濕化學品,包括氨水等。

晶圓清洗以后用旋涂法在表面涂覆一層光刻膠并烘干以后傳送到光刻機里。在掩模版與晶圓進行精準對準以后,光線透過掩模版把掩模版上的圖形投影在光刻膠上實現(xiàn)曝光,這個過程中主要采用掩模版、光刻膠、光刻膠配套以及相應的氣體和濕化學品。

對曝光以后的光刻膠進行顯影以及再次烘焙并檢查以后,實現(xiàn)了將圖形從掩模版到光刻膠的次圖形轉(zhuǎn)移。在光刻膠的保護下,對于晶圓進行刻蝕以后剝離光刻膠然后進行檢查,實現(xiàn)了將圖形從光刻膠到晶圓的第二次圖形轉(zhuǎn)移。

目前主流的刻蝕辦法是等離子體干法刻蝕,主要用到含氟和含體。

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光刻膠市場空間與半導體的分不開。2012-2018年全球半導體市場規(guī)模復合增速8.23%，在全球半導體行業(yè)的快速發(fā)展下，全球半導體光刻膠市場持續(xù)增長。

而國內(nèi)市場，因全球半導體、液晶面板以及消費電子等產(chǎn)業(yè)向國內(nèi)轉(zhuǎn)移，對光刻膠需求量迅速增量。

但是遠遠不夠，從全球光刻膠的市場競爭格局來看，光刻膠市場主要由日韓企業(yè)主導，國內(nèi)企業(yè)市場份額集中在低端的PCB光刻膠上，高技術(shù)壁壘的LCD 和半導體光刻膠主要依賴進口。根據(jù)某些數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)光刻膠產(chǎn)值當中，PCB光刻膠的占比高達95%，半導體光刻膠和LCD光刻膠產(chǎn)值占比都僅有2%。

由上分析可知，我國目前在光刻膠領(lǐng)域急需技術(shù)突破的。

光刻膠的主要技術(shù)參數(shù)

1、分辨率:區(qū)別硅片表面相鄰圖形特性的能力，一般用關(guān)鍵尺寸來衡量 分辨率。形成的關(guān)鍵尺寸越小，光刻膠的分辨率越好。

2、對比度:指光刻膠從曝光區(qū)到非曝光區(qū)過渡的陡度。對比度越好，形成圖形的側(cè)壁越陡峭，分辨率越好。

3、敏感度:光刻膠上產(chǎn)生一 個良好的圖形所需一 定波長的小能量值(或小曝光量)。單位: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。

4、粘滯性/黏度:衡量光刻膠流動特性的參數(shù)。粘滯性隨著光刻膠中的溶劑的減少而增加;高的粘滯性會產(chǎn)生厚的光刻膠;越小的

粘滯性，就有越均勻的光刻膠厚度。

5、粘附性:表征光刻膠粘著于襯底的強度。光刻膠的粘附性不足會導致硅片表面的圖形變形。

6、抗蝕性:光刻膠必須保持它的粘附性，在后續(xù)的刻蝕I序中保護襯底表面。

7、表面張力:液體中將表面分子拉向液體主體內(nèi)的分子間吸引力。光刻膠應該具有比較小的表面張力，使光刻膠具有良好的流動性和覆蓋。

8、存儲和傳送:能量可以啟動光刻膠。應該存儲在密閉、低溫、不透光的盒中。 同時必須規(guī)定光刻膠的閑置期限和存貯溫度環(huán)境。

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光刻膠的作用有什么？

光刻是將圖形由掩膜版上轉(zhuǎn)移到硅片上，為后續(xù)的刻蝕步驟作準備。在光刻過程中，需在硅片上涂一層光刻膠，經(jīng)紫外線曝光后，光刻膠的化學性質(zhì)發(fā)生變化，在通過顯影后，被曝光的光刻膠將被去除，從而實現(xiàn)將電路圖形由掩膜版轉(zhuǎn)移到光刻膠上。再經(jīng)過刻蝕過程，實現(xiàn)電路圖形由光刻膠轉(zhuǎn)移到硅片上。在刻蝕過程中，光刻膠起防腐蝕的保護作用。