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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有一種膠很適合,美國Futurrex生產(chǎn)的NR1-3000PYand和NR1-6000PY,都適合在OLED制程中做spacers。諸多半導(dǎo)體工廠的設(shè)立,也拉動了國內(nèi)半導(dǎo)體光刻膠市場需求增長。
光刻工藝主要性一
光刻膠不僅具有純度要求高、工藝復(fù)雜等特征,還需要相應(yīng)光刻機(jī)與之配對調(diào)試。一般情況下,一個芯片在制造過程中需要進(jìn)行10~50道光刻過程,由于基板不同、分辨率要求不同、蝕刻方式不同等,不同的光刻過程對光刻膠的具體要求也不一樣,即使類似的光刻過程,不同的廠商也會有不同的要求。曝光方法:a、接觸式曝光(ContactPrinting)掩膜板直接與光刻膠層接觸。
針對不同應(yīng)用需求,光刻膠的品種非常多,這些差異主要通過調(diào)整光刻膠的配方來實(shí)現(xiàn)。因此,通過調(diào)整光刻膠的配方,滿足差異化的應(yīng)用需求,是光刻膠制造商核心的技術(shù)。
此外,由于光刻加工分辨率直接關(guān)系到芯片特征尺寸大小,而光刻膠的性能關(guān)系到光刻分辨率的大小。限制光刻分辨率的是光的干涉和衍射效應(yīng)。光刻分辨率與曝光波長、數(shù)值孔徑和工藝系數(shù)相關(guān)。
光刻膠介紹
光刻膠自1959年被發(fā)明以來一直是半導(dǎo)體核心材料,隨后被改進(jìn)運(yùn)用到PCB板的制造,并于20世紀(jì)90年代運(yùn)用到平板顯示的加工制造。終應(yīng)用領(lǐng)域包括消費(fèi)電子、家用電器、汽車通訊等。
光刻工藝約占整個芯片制造成本的35%,耗時占整個芯片工藝的40%~60%,是半導(dǎo)體制造中核心的工藝。
以半導(dǎo)體光刻膠為例,在光刻工藝中,光刻膠被均勻涂布在襯底上,經(jīng)過曝光(改變光刻膠溶解度)、顯影(利用顯影液溶解改性后光刻膠的可溶部分)與刻蝕等工藝,將掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到襯底上,形成與掩膜版完全對應(yīng)的幾何圖形。
光刻技術(shù)隨著IC集成度的提升而不斷發(fā)展。為了滿足集成電路對密度和集成度水平的更高要求,半導(dǎo)體用光刻膠通過不斷縮短曝光波長以極限分辨率,世界芯片工藝水平目前已跨入微納米級別,光刻膠的波長由紫外寬譜逐步至g線(436nm)、i線(365nm)、KrF(248nm)、 ArF(193nm)、F2(157nm),以及達(dá)到EUV(<13.5nm)線水平。雖然使用更薄的膠層厚度可以改善負(fù)性膠的分辨率,但是薄負(fù)性膠會影響孔。
目前,半導(dǎo)體市場上主要使用的光刻膠包括 g 線、i 線、KrF、ArF四類光刻膠,其中,g線和i線光刻膠是市場上使用量較大的。KrF和ArF光刻膠核心技術(shù)基本被日本和美國企業(yè)所壟斷。
光刻膠國內(nèi)研發(fā)現(xiàn)狀
“造成與國際水平差距的原因很多。過去由于我國在開始規(guī)劃發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)上,布局不合理、不完整,特別是生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)的投資,而忽視了重要的基礎(chǔ)材料、裝備與應(yīng)用研究。目前,整個產(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。同時,這一步驟還可以減輕因高速旋轉(zhuǎn)形成的薄膜應(yīng)力,從而提高光刻膠襯底上的附著性。
光刻膠的主要技術(shù)指標(biāo)有解析度、顯影時間、異物數(shù)量、附著力、阻抗等。每一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都很重要,必須全部指標(biāo)達(dá)到才能使用。因此,國外企業(yè)在配方、生產(chǎn)工藝技術(shù)等方面,對中國長期保密。中國的研發(fā)技術(shù)有待進(jìn)一步發(fā)展