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光刻膠分類

市場上，光刻膠產(chǎn)品依據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)，可以進(jìn)行分類。依照化學(xué)反應(yīng)和顯影原理分類，光刻膠可以分為正性光刻膠和負(fù)性光刻膠。使用正性光刻膠工藝，形成的圖形與掩膜版相同；使用負(fù)性光刻膠工藝，形成的圖形與掩膜版相反。

按照感光樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類，光刻膠可以分為①光聚合型，采用烯類單體，在光作用下生成自由基，進(jìn)一步引發(fā)單體聚合，后生成聚合物，具有形成正像的特點(diǎn)；②光分解型，采用含有疊氮醌類化合物的材料，其經(jīng)光照后,發(fā)生光分解反應(yīng)，可以制成正性膠；受全球半導(dǎo)體市場復(fù)蘇和國內(nèi)承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，預(yù)計全球光刻膠市場將保持穩(wěn)定增速，國內(nèi)市占率穩(wěn)步抬升。③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，形成一種不溶性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而起到抗蝕作用，可以制成負(fù)性光刻膠。

按照曝光波長分類，光刻膠可分為紫外光刻膠（300~450nm）、深紫外光刻膠（160~280nm）、極紫外光刻膠（EUV，13.5nm）、電子束光刻膠、離子束光刻膠、X射線光刻膠等。不同曝光波長的光刻膠，其適用的光刻極限分辨率不同，通常來說，在使用工藝方法一致的情況下，波長越小，加工分辨率越佳。5,顯影液在已經(jīng)曝光的硅襯底膠面噴淋顯影液，或?qū)⑵浣菰陲@影液中，正膠是曝光區(qū)、而負(fù)膠是非曝光區(qū)的膠膜溶入顯影液，膠膜中的潛影顯現(xiàn)出來，形成三維圖像。

光刻膠趨勢

半導(dǎo)體光刻膠領(lǐng)域全球市場規(guī)模趨于穩(wěn)定， 2017年全球市場約13.5億美元；國內(nèi)市場約20.2億元，近5年復(fù)合增速達(dá)12%。受全球半導(dǎo)體市場復(fù)蘇和國內(nèi)承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，預(yù)計全球光刻膠市場將保持穩(wěn)定增速，國內(nèi)市占率穩(wěn)步抬升。

光刻膠生產(chǎn)、檢測、評價的設(shè)備價格昂貴，需要一定前期資本投入；化學(xué)結(jié)構(gòu)特殊、保密性強(qiáng)、用量少、純度要求高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、品質(zhì)要求苛刻，生產(chǎn)、檢測、評價設(shè)備投資大，技術(shù)需要長期積累。光刻膠企業(yè)通常運(yùn)營成本較高，下游廠商認(rèn)證采購時間較長，為在設(shè)備、研發(fā)和技術(shù)服務(wù)上取得競爭優(yōu)勢，需要足夠的中后期資金支持。企業(yè)持續(xù)發(fā)展也需投入較大的資金，光刻膠行業(yè)在資金上存在較高的壁壘，國外光刻膠廠商相對于國內(nèi)廠商，其公司規(guī)模更大，具有資金和技術(shù)優(yōu)勢。

總體上，光刻膠行業(yè)得到國家層面上的政策支持。《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，提出“研發(fā)光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、離子注入機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備，開發(fā)光刻膠、大尺英寸硅片等關(guān)鍵材料”；2μmResistThicknessNR71-1000PY0。國家重點(diǎn)支持的高新技術(shù)領(lǐng)域（2015）中提到“高分辨率光刻膠及配套化學(xué)品作為精細(xì)化學(xué)品重要組成部分，是重點(diǎn)發(fā)展的新材料技術(shù)”；光刻技術(shù)（包括光刻膠）是《中國制造 2025》重點(diǎn)領(lǐng)域。

光刻的工序

下面我們來詳細(xì)介紹一下光刻的工序：

一、清洗硅片（Wafer Clean）

清洗硅片的目的是去除污染物去除顆粒、減少其它缺陷，提高光刻膠黏附性

基本步驟：化學(xué)清洗——漂洗——烘干。

自1970年美國RCA實(shí)驗(yàn)室提出的浸泡式RCA化學(xué)清洗工藝得到了廣泛應(yīng)用，1978年RCA實(shí)驗(yàn)室又推出兆聲清洗工藝，近幾年來以RCA清洗理論為基礎(chǔ)的各種清洗技術(shù)不斷被開發(fā)出來，例如：美國FSI公司推出離心噴淋式化學(xué)清洗技術(shù)、美國原CFM公司推出的Full-Flow systems封閉式溢流型清洗技術(shù)、美國VERTEQ公司推出的介于浸泡與封閉式之間的化學(xué)清洗技術(shù)（例Goldfinger Mach2清洗系統(tǒng)）、美國SSEC公司的雙面檫洗技術(shù)（例M3304 DSS清洗系統(tǒng)）、 日本提出無藥液的電介離子水清洗技術(shù)（用電介超純離子水清洗）使拋光片表面潔凈技術(shù)達(dá)到了新的水平、以HF / O3為基礎(chǔ)的硅片化學(xué)清洗技術(shù)。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。

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四、對準(zhǔn)（Alignment）

光刻對準(zhǔn)技術(shù)是曝光前一個重要步驟作為光刻的三大核心技術(shù)之一，一般要求對準(zhǔn)精度為細(xì)線寬尺寸的 1/7---1/10。隨著光刻分辨力的提高 ，對準(zhǔn)精度要求也越來越高 ，例如針對 45am線寬尺寸 ，對準(zhǔn)精度要求在5am 左右。

受光刻分辨力提高的推動 ，對準(zhǔn)技術(shù)也經(jīng)歷 迅速而多樣的發(fā)展 。從對準(zhǔn)原理上及標(biāo)記結(jié) 構(gòu)分類 ，對準(zhǔn)技術(shù)從早期的投影光刻中的幾何成像對準(zhǔn)方式 ，包括視頻圖像對準(zhǔn)、雙目顯微鏡對準(zhǔn)等，一直到后來的波帶片對準(zhǔn)方式 、干涉強(qiáng)度對準(zhǔn) 、激光外差干涉以及莫爾條紋對準(zhǔn)方式 。到1961年光刻法被用于在Si上制作大量的微小晶體管，當(dāng)時分辨率5um，如今除可見光光刻之外，更出現(xiàn)了X-ray和荷電粒子刻劃等更高分辨率方法。從對準(zhǔn)信號上分 ，主要包括標(biāo)記的顯微圖像對準(zhǔn) 、基于光強(qiáng)信息的對準(zhǔn)和基于相位信息對準(zhǔn)。