光刻膠是在微電子制造業(yè)中實現(xiàn)精細線路及圖形加工工藝的核心材料。光刻技術(shù)利用光刻膠在輻射前后溶解度的差異來轉(zhuǎn)移圖案,不同光刻膠及曝光光源的組合會得到不同精細度的線路圖形,目前分辨率高可達納米級。根據(jù)應用領(lǐng)域分類,光刻膠可分為PCB 光刻膠、LCD 光刻膠、半導體光刻膠等。
近因為中興被美國政府制裁禁用美國電子芯片一事,上上下下普及了一遍半導體技術(shù),也讓很多人明白了國產(chǎn)廠商在半導體領(lǐng)域原來這么落后,不僅下游的芯片研發(fā)、設(shè)計不行,上游的半導體裝備、材料更是嚴重依賴進口。
好在這種局面正在改變,芯片生產(chǎn)所需要的光刻機技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)國產(chǎn)化了,公司攻克了另一項中國芯關(guān)鍵技術(shù)。買回來的硅圓片經(jīng)過檢查無破損后即可投入生產(chǎn)線上,前期可能還有各種成膜工藝,然后就進入到涂抹光刻膠環(huán)節(jié)。微影光刻工藝是一種圖形影印技術(shù),也是集成電路制造工藝中一項關(guān)鍵工藝。
首先將光刻膠(感光性樹脂)滴在硅晶圓片上,通過高速旋轉(zhuǎn)均勻涂抹成光刻膠薄膜,并施加以適當?shù)臏囟裙袒饪棠z薄膜。涂好了光刻膠才能進入光刻機進行曝光,讓紫外線在光刻膠上生成掩膜中的電路圖,必要的時候還要多重曝光,反復使用光刻膠,因此沒有這一步電路是造不出來的。
目前光刻膠上的參與者多是來自于美國、日本、韓國等國家,包括陶氏化學、杜邦、富士膠片、信越化學、住友化學、LG化學等等,中國公司在光刻膠領(lǐng)域也缺少核心技術(shù)。
我國LCD 光刻膠巨大,但卻高度依賴進口。范圍內(nèi),LCD 光刻膠占據(jù)所有光刻膠品種26.6% 的份額,而我國LCD 光刻膠的產(chǎn)值僅占所有光刻膠種類的2.7%左右。由于LCD 光刻膠行業(yè)技術(shù)壁壘高,主要由日本及韓國的廠商壟斷,如JSR、LG 化學、TOK、CHEIL 等。我資企業(yè)在該領(lǐng)域也已起步,目前北京科華、蘇州瑞紅等可以生產(chǎn)一些彩色光刻膠,上海新陽擬設(shè)立韓國子公司涉足黑色光刻膠領(lǐng)域。
半導體方面,日美壟斷半導體光刻膠,各類半導體光刻膠中,日美企業(yè)基本壟斷了g/i 線光刻膠、KrF/ArF 光刻膠,生產(chǎn)商主要有JSR、信越化學工業(yè)、TOK、陶氏化學等。而我國半導體光刻膠生產(chǎn)企業(yè)主要有蘇州瑞紅、北京科華等,兩家企業(yè)持續(xù)加大研發(fā)投入和創(chuàng)新,有望持續(xù)半導體光刻膠國產(chǎn)化進程,逐漸降低我國對半導體光刻膠的進口依賴程度。
光刻膠的技術(shù)復雜,品種較多。根據(jù)其化學反應機理和顯影原理,可分負性膠和正性膠兩類。光照后形成不可溶物質(zhì)的是負性膠;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?;诟泄鈽渲幕瘜W結(jié)構(gòu),光刻膠可以分為三種類型。
光聚合型
采用烯類單體,在光作用下生成自由基,自由基再進一步引發(fā)單體聚合,后生成聚合物,具有形成正像的特點。
光分解型
采用含有疊氮醌類化合物的材料,經(jīng)光照后,會發(fā)生光分解反應,由油溶性變?yōu)樗苄裕梢灾瞥烧阅z。
光交聯(lián)型
采用聚乙烯醇月桂酸酯等作為光敏材料,在光的作用下,其分子中的雙鍵被打開,并使鏈與鏈之間發(fā)生交聯(lián),形成一種不溶性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而起到抗蝕作用,這是一種典型的負性光刻膠??逻_公司的產(chǎn)品KPR膠即屬此類。
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