光刻膠市場

全球光刻膠市場擴(kuò)增，對光刻膠的總需求不斷提升。據(jù)估計(jì)，2015年國際光刻膠市場達(dá)73.6億美元，其中PCB光刻膠占比24.5%，LCD光刻膠占26.6%，半導(dǎo)體光刻膠占比24.1%。2010年到2015年期間，國際光刻膠市場年復(fù)合增長率約為5.8%；據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)數(shù)據(jù)，2015年，PCB光刻膠、LCD光刻膠和半導(dǎo)體光刻膠的國際市場增速均在5%左右。在下游產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)下，江瀚咨詢預(yù)計(jì)國際光刻膠市場規(guī)模在2022年可能突破100億美元。目前，整個(gè)產(chǎn)業(yè)是中間加工環(huán)節(jié)強(qiáng)，前后兩端弱，核心技術(shù)至今被TOK、JSR、住友化學(xué)、信越化學(xué)等日本企業(yè)所壟斷。

市場規(guī)模

中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定增長，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向中國轉(zhuǎn)移。據(jù)WSTS和SIA統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2016年中國半導(dǎo)體市場規(guī)模為1659.0億美元，增速達(dá)9.2%，大于全球增長速度（1.1%）。2016年中國半導(dǎo)體制造用光刻膠市場規(guī)模為19.55億元，其配套材料市場規(guī)模為20.24億元。預(yù)計(jì)2017和2018年半導(dǎo)體制造用光刻膠市場規(guī)模將分別達(dá)到19.76億元和23.15億元，其配套材料市場規(guī)模將分別達(dá)到22.64億元和29.36億元。在28nm生產(chǎn)線產(chǎn)能尚未得到釋放之前，ArF光刻膠仍是市場主流半導(dǎo)體應(yīng)用廣泛，需求增長持續(xù)性強(qiáng)。近些年來，全球半導(dǎo)體廠商在中國大陸投設(shè)多家工廠，如臺(tái)積電南京廠、聯(lián)電廈門廠、英特爾大連廠、三星電子西安廠、力晶合肥廠等。A據(jù)我所知，F(xiàn)uturrex有幾款膠很，NR7-1500PNR7-3000P是專門為離子蝕刻設(shè)計(jì)的，NR9-3000PY可以用于Lift-off上的應(yīng)用。諸多半導(dǎo)體工廠的設(shè)立，也拉動(dòng)了國內(nèi)半導(dǎo)體光刻膠市場需求增長。

光刻工藝重要性二

光刻膠的曝光波長由寬譜紫外向g線→i線→KrF→ArF→EUV(13.5nm)的方向移動(dòng)。隨著曝光波長的縮短，光刻膠所能達(dá)到的極限分辨率不斷提高，光刻得到的線路圖案精密度更佳，而對應(yīng)的光刻膠的價(jià)格也更高。

光刻光路的設(shè)計(jì)，有利于進(jìn)一步提升數(shù)值孔徑，隨著技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值孔徑由0.35發(fā)展到大于1。相關(guān)技術(shù)的發(fā)展也對光刻膠及其配套產(chǎn)品的性能要求變得愈發(fā)嚴(yán)格。

工藝系數(shù)從0.8變到0.4，其數(shù)值與光刻膠的產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)。結(jié)合雙掩膜和雙刻蝕等技術(shù)，現(xiàn)有光刻技術(shù)使得我們能夠用193nm的激光完成10nm工藝的光刻。

為了實(shí)現(xiàn)7nm、5nm制程，傳統(tǒng)光刻技術(shù)遇到瓶頸，EUV(13.5nm)光刻技術(shù)呼之欲出，臺(tái)積電、三星也在相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行布局。EUV光刻光路基于反射設(shè)計(jì)，不同于上一代的折射，其所需光刻膠主要以無機(jī)光刻膠為主，如金屬氧化物光刻膠。

光刻膠去除

半導(dǎo)體器件制造技術(shù)中，通常利用光刻工藝將掩膜板上的掩膜圖形轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)表面的光刻膠層中。通常光刻的基本工藝包括涂膠、曝光和顯影等步驟。

在現(xiàn)有技術(shù)中，去除光刻膠層的方法是利用等離子體干法去膠。將帶有光刻膠層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)置于去膠機(jī)內(nèi)，在射頻電壓的能量的作用下，灰化氣體被解離為等離子體。所述等離子體和光刻膠發(fā)生反應(yīng)，從而將光刻膠層去除。

而在一些半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到器件性能要求，需要對特定區(qū)域進(jìn)行離子注入，使其滿足各種器件不同功能的要求。一部分閃存產(chǎn)品前段器件形成時(shí)，需要利用前面存儲(chǔ)單元cell區(qū)域的層多晶硅與光刻膠共同定義摻雜的區(qū)域，由于光刻膠是作為高濃度金屬摻雜時(shí)的阻擋層，在摻雜的過程中，光刻膠的外層吸附了一定濃度的金屬離子，這使得光刻膠外面形成一層堅(jiān)硬的外殼。光刻膠的主要技術(shù)指標(biāo)有解析度、顯影時(shí)間、異物數(shù)量、附著力、阻抗等。

這層堅(jiān)硬的外殼可以采取兩種現(xiàn)有方法去除:方法一，采用濕法刻蝕，但這種工藝容易產(chǎn)生光刻膠殘留；方法二，先通過干法刻蝕去除硬光刻膠外殼，再采用傳統(tǒng)的干法刻蝕去光刻膠的方法去除剩余的光刻膠的方法，但是這種方式增加了一步工藝流程，浪費(fèi)能源，而且降低了生產(chǎn)效率；這里所說的襯底不僅包含硅晶圓，還可以是其他金屬層、介質(zhì)層，例如玻璃、SOS中的藍(lán)寶石。同時(shí)，傳統(tǒng)的光刻膠干法刻蝕去除光刻膠時(shí)，光刻膠外面的外殼阻擋了光刻膠內(nèi)部的熱量的散發(fā)，光刻膠內(nèi)部膨脹應(yīng)力增大，導(dǎo)致層多晶硅倒塌的現(xiàn)象。