山東光刻實(shí)驗(yàn)室

光刻膠國產(chǎn)代替是中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的迫切需要；自從中美貿(mào)易摩擦依賴，中國大陸積極布局集成電路產(chǎn)業(yè)。在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域，光刻膠作為是集成電路制程技術(shù)進(jìn)步的“燃料”，是國產(chǎn)代替重要環(huán)節(jié)，也是必將國產(chǎn)化的產(chǎn)品。光刻是半導(dǎo)制程的中心工藝，對制造出更先進(jìn)，晶體管密度更大的集成電路起到?jīng)Q定性作用。每一代新的光刻工藝都需要新一代的光刻膠技術(shù)相匹配?，F(xiàn)在，一塊半導(dǎo)體芯片在制造過程中一般需要進(jìn)行10-50道光刻過程。其中不同的光刻過程對于光刻膠也有不一樣的具體需求。廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所。光刻其實(shí)就是一個圖形化轉(zhuǎn)印的過程。山東光刻實(shí)驗(yàn)室

光刻膠供應(yīng)商與客戶粘性大；一般情況下，為了保持光刻膠供應(yīng)和效果的穩(wěn)定，下游客戶與光刻膠供應(yīng)商一旦建立供應(yīng)關(guān)系后，不會輕易更換。通過建立反饋機(jī)制，滿足個性化需求，光刻膠供應(yīng)商與客戶的粘性不斷增加。后來者想要加入到供應(yīng)商行列，往往需要滿足比現(xiàn)有供應(yīng)商更高的要求。所以光刻膠行業(yè)對新進(jìn)入者壁壘較高。通常光刻膠等微電子化學(xué)品不僅品質(zhì)要求高，而且需要多種不同的品類滿足下游客戶多樣化的需。如果沒有規(guī)模效益，供應(yīng)商就無法承擔(dān)滿足***多樣化需求帶來的開銷。因此，品種規(guī)模構(gòu)成了進(jìn)入該行業(yè)的重要壁壘。廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所。佛山光刻加工廠接觸式曝光和非接觸式曝光的區(qū)別，在于曝光時(shí)掩模與晶片間相對關(guān)系是貼緊還是分開。

根據(jù)曝光方式的不同，光刻機(jī)主要分為接觸式，接近式以及投影式三種。接觸式光刻機(jī)，曝光時(shí)，光刻版壓在涂有光刻膠的襯底上，優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，分辨率高，沒有衍射效應(yīng)，缺點(diǎn)是光刻版與涂有光刻膠的晶圓片直接接觸，每次接觸都會在晶圓片和光刻版上產(chǎn)生缺陷，降低光刻版使用壽命，成品率低。接近式光刻機(jī)，光刻版與光刻膠有一個很小的縫隙，因?yàn)楣饪贪媾c襯底沒有接觸，缺陷減少，優(yōu)點(diǎn)是避免晶圓片與光刻版直接接觸，缺陷少，缺點(diǎn)是分辨率低，存在衍射效應(yīng)。投影式曝光，一般光學(xué)系統(tǒng)將掩模版上的圖像縮小4x或5x倍，聚焦并與硅片上已有的圖形對準(zhǔn)后曝光，每次曝光一小部分，曝完一個圖形后，硅片移動到下一個曝光位置繼續(xù)對準(zhǔn)曝光，這種曝光方式分辨率比較高，但不產(chǎn)生缺陷。

光刻膠是微電子技術(shù)中微細(xì)圖形加工的關(guān)鍵材料之一，特別是近年來大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，更是促進(jìn)了光刻膠的研究開發(fā)和應(yīng)用。印刷工業(yè)是光刻膠應(yīng)用的另一重要領(lǐng)域。1954 年由明斯克等人首先研究成功的聚乙烯醇肉桂酸脂就是用于印刷工業(yè)的，以后才用于電子工業(yè)。光刻膠是一種有機(jī)化合物，它被紫外光曝光后，在顯影溶液中的溶解度會發(fā)生變化。硅片制造中所用的光刻膠以液態(tài)涂在硅片表面，而后**燥成膠膜。光刻膠的技術(shù)復(fù)雜，品種較多。根據(jù)其化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和顯影原理，可分負(fù)性膠和正性膠兩類。光照后形成不可溶物質(zhì)的是負(fù)性膠；反之，對某些溶劑是不可溶的，經(jīng)光照后變成可溶物質(zhì)的即為正性膠。利用這種性能，將光刻膠作涂層，就能在硅片表面刻蝕所需的電路圖形。基于感光樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)，光刻膠可以分為三種類型。邊緣的光刻膠一般涂布不均勻，產(chǎn)生邊緣效應(yīng)，不能得到很好的圖形，而且容易發(fā)生剝離而影響其它部分的圖形。

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。并且高分辨率的KrF和ArF半導(dǎo)體光刻膠中心技術(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。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。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。常用的光刻機(jī)是掩模對準(zhǔn)光刻，所以它被稱為掩模對準(zhǔn)系統(tǒng)。天津數(shù)字光刻

光刻膠又稱光致抗蝕劑，是一種對光敏感的混合液體。山東光刻實(shí)驗(yàn)室

光刻涂底方法：氣相成底膜的熱板涂底。HMDS蒸氣淀積，200～250C,30秒鐘；優(yōu)點(diǎn)：涂底均勻、避免顆粒污染；旋轉(zhuǎn)涂底。缺點(diǎn)：顆粒污染、涂底不均勻、HMDS用量大。目的：使表面具有疏水性，增強(qiáng)基底表面與光刻膠的黏附性旋轉(zhuǎn)涂膠方法：a、靜態(tài)涂膠（Static）。硅片靜止時(shí)，滴膠、加速旋轉(zhuǎn)、甩膠、揮發(fā)溶劑（原光刻膠的溶劑約占65～85%,旋涂后約占10～20%）；b、動態(tài)（Dynamic）。低速旋轉(zhuǎn)（500rpm_rotationperminute）、滴膠、加速旋轉(zhuǎn)（3000rpm）、甩膠、揮發(fā)溶劑。決定光刻膠涂膠厚度的關(guān)鍵參數(shù)：光刻膠的黏度（Viscosity），黏度越低，光刻膠的厚度越薄；山東光刻實(shí)驗(yàn)室