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『光刻胶』90%市场被国外厂商垄断，光刻胶国产化急需提速！( 二 )


今天芯智讯就为大家来系统的介绍下 ， 半导体制造当中所需的一种关键材料——光刻胶 。
一、光刻胶概况
1、光刻胶概况
光刻胶又称光致抗蚀剂 ， 是光刻工艺的关键化学品 ， 主要利用光化学反应将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工基片上 ， 被广泛应用于光电信息产业的微细图形线路的加工制作 ， 下游主要用于集成电路、面板和分立器件的微细加工 ， 同时在 LED、光伏、磁头及精密传感器等制作过程中也有广泛应用 ， 是微细加工技术的关键性材料 。
光刻胶的主要成分为树脂、单体、光引发剂及添加助剂四类 。 其中 ， 树脂约占 50% ， 单体约占35% ， 光引发剂及添加助剂约占15% 。
光刻胶自 1959 年被发明以来就成为半导体工业最核心的工艺材料之一 。 随后光刻胶被改进运用到印制电路板的制造工艺 ， 成为 PCB 生产的重要材料 。 二十世纪 90 年代 ， 光刻胶又被运用到平板显示的加工制作 ， 对平板显示面板的大尺寸化、高精细化、彩色化起到了重要的推动作用 。 在半导体制造业从微米级、亚微米级、深亚微米级进入到纳米级水平的过程中 ， 光刻胶也起着举足轻重的作用 。
总结来说 ， 光刻胶产品种类多、专用性强 ， 需要长期技术积累 ， 对企业研发人员素质、行业经验、技术储备等都具有极高要求 ， 企业需要具备光化学、有机合成、高分子合成、精制提纯、微量分析、性能评价等技术 ， 具有极高的技术壁垒 。
2、光刻胶主要用于图形化工艺
以半导体行业为例 ， 光刻胶主要用于半导体图形化工艺 。 图形化工艺是半导体制造过程中的核心工艺 。 图形化可以简单理解为将设计的图像从掩模版转移到晶圆表面合适的位置 。 一般来讲图形化主要包括光刻和刻蚀两大步骤 ， 分别实现了从掩模版到光刻胶以及从光刻胶到晶圆表面层的两步图形转移 ， 流程一般分为十步：1.表面准备 ， 2.涂胶 ， 3.软烘焙 ， 4.对准和曝光 ， 5.显影 ， 6.硬烘焙 ， 7.显影检查 ， 8.刻蚀 ， 9.去除光刻胶 ， 10.最终检查 。
具体来说 ， 在光刻前首先对于晶圆表面进行清洗 ， 主要采用相关的湿化学品 ， 包括丙酮、甲醇、异丙醇、氨水、双氧水、氢氟酸、氯化氢等 。 晶圆清洗以后用旋涂法在表面涂覆一层光刻胶并烘干以后传送到光刻机里 。 在掩模版与晶圆进行精准对准以后 ， 光线透过掩模版把掩模版上的图形投影在光刻胶上实现曝光 ， 这个过程中主要采用掩模版、光刻胶、光刻胶配套以及相应的气体和湿化学品 。 对曝光以后的光刻胶进行显影以及再次烘焙并检查以后 ， 实现了将图形从掩模版到光刻胶的第一次图形转移 。 在光刻胶的保护下 ， 对于晶圆进行刻蚀以后剥离光刻胶然后进行检查 ， 实现了将图形从光刻胶到晶圆的第二次图形转移 。 目前主流的刻蚀办法是等离子体干法刻蚀 ， 主要用到含氟和含氯气体 。
在目前比较主流的半导体制造工艺中 ， 一般需要 40 步以上独立的光刻步骤 ， 贯穿了半导体制造的整个流程 ， 光刻工艺的先进程度决定了半导体制造工艺的先进程度 。 光刻过程中所用到的光刻机是半导体制造中的核心设备 。 目前 ， ASML 最新的EUV光刻机NXE3400B 售价在一亿欧元以上 ， 媲美一架 F35 战斗机 。
二、光刻胶分类
1、正性光刻胶和负性光刻胶
光刻胶可依据不同的产品标准进行分类 。 按照化学反应和显影的原理 ， 光刻胶可分为正性光刻胶和负性光刻胶 。 如果显影时未曝光部分溶解于显影液 ， 形成的图形与掩膜版相反 ， 称为负性光刻胶；如果显影时曝光部分溶解于显影液 ， 形成的图形与掩膜版相同 ， 称为正性光刻胶 。
在实际运用过程中 ， 由于负性光刻胶在显影时容易发生变形和膨胀的情况 ， 一般情况下分辨率只能达到 2 微米 ， 因此正性光刻胶的应用更为广泛 。
2、按用途分类


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