光刻膠簡(jiǎn)介

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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，更是大大促進(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就是用于印刷工業(yè)的，以后才用于電子工業(yè)。 [1]  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(huì)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，而后被干燥成膠膜。

光刻膠的生產(chǎn)步驟　　

1、準(zhǔn)備基質(zhì)：在涂布光阻劑之前，硅片一般要進(jìn)行處理，需要經(jīng)過脫水烘培蒸發(fā)掉硅片表面的水分，并涂上用來增加光刻膠與硅片表面附著能力的化合物以及硅二乙胺。

2、涂布光阻劑（photo resist）：將硅片放在一個(gè)平整的金屬托盤上，托盤內(nèi)有小孔與真空管相連，硅片就被吸在托盤上，這樣硅片就可以與托盤一起旋轉(zhuǎn)。

3、軟烘干：也稱前烘。在液態(tài)的光刻膠中，溶劑成分占65％－85％，甩膠之后雖然液態(tài)的光刻膠已經(jīng)成為固態(tài)的薄膜，但仍有10％－30％的溶劑，容易玷污灰塵。通過在較高溫度下進(jìn)行烘培，可以使溶劑從光刻膠中揮發(fā)出來，從而降低了灰塵的玷污。

4、曝光：曝光過程中，光刻膠中的感光劑發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，從而使正膠的感光區(qū)、負(fù)膠的非感光區(qū)能夠溶解于顯影液中。正性光刻膠中的感光劑DQ發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，變?yōu)橐蚁┩?，進(jìn)一步水解為茚并羧酸，羧酸對(duì)堿性溶劑的溶解度比未感光的感光劑高出約100倍，同時(shí)還會(huì)促進(jìn)酚醛樹脂的溶解。于是利用感光與未感光的光刻膠對(duì)堿性溶劑的不同溶解度，就可以進(jìn)行掩膜圖形的轉(zhuǎn)移。

5、顯影（development） ：經(jīng)顯影，正膠的感光區(qū)、負(fù)膠的非感光區(qū)溶解于顯影液中，曝光后在光刻膠層中的潛在圖形，顯影后便顯現(xiàn)出來，在光刻膠上形成三位圖形。為了提高分辨率，幾乎每一種光刻膠都有專門的顯影液，以保證高質(zhì)量的顯影效果。

6、硬烘干：也稱堅(jiān)膜。顯影后，硅片還要經(jīng)過一個(gè)高溫處理過程，主要作用是除去光刻膠中剩余的溶劑，增強(qiáng)光刻膠對(duì)硅片表面的附著力，同時(shí)提高光刻膠在刻蝕和離子注入過程中的抗蝕性和保護(hù)能力。

7、刻（腐）蝕或離子注入

8、去膠：刻蝕或離子注入之后，已經(jīng)不再需要光刻膠作保護(hù)層，可以將其除去，稱為去膠，分為濕法去膠和干法去膠，其中濕法去膠又分去膠和無機(jī)溶劑去膠。

光刻是整個(gè)集成電路制造過程中耗時(shí)長(zhǎng)、難度大的工藝，耗時(shí)占IC制造50%左右，成本約占IC生產(chǎn)成本的1/3。光刻膠是光刻過程重要的耗材，光刻膠的質(zhì)量對(duì)光刻工藝有著重要影響。

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(zhǔn)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(xué)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(shí)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(shí)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(hù)作用。

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光刻膠市場(chǎng)情況  

目前全球光刻膠市場(chǎng)基本被日本和美國(guó)企業(yè)所壟斷。光刻膠屬于高技術(shù)壁壘材料，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，純度要求高，需要長(zhǎng)期的技術(shù)積累。日本的JSR、東京應(yīng)化、信越化學(xué)及富士電子四家企業(yè)占據(jù)了全球70%以上的市場(chǎng)份額，處于市場(chǎng)壟斷地位。

光刻膠市場(chǎng)需求逐年增加，2018年全球半導(dǎo)體光刻膠銷售額12.97億美元。隨著下游應(yīng)用功率半導(dǎo)體、傳感器、存儲(chǔ)器等需求擴(kuò)大，未來光刻膠市場(chǎng)將持續(xù)擴(kuò)大。

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