2021年中国光刻胶市场技术发展趋势
发布日期：2021-02-06
上一篇，我们为大家分享了《光刻胶理论：什么是光刻胶？》一文，介绍了光刻胶的基本概念，本篇我们继续为大家介绍分享2021年“光刻胶技术发展趋势”。光刻胶是微电子技术中微细图形加工的关键材料之一，特别是近年来大规模和超大规模集成电路的发展，更是大大促进了光刻胶的研究开发和应用。光刻胶已经成为半导体领域的关键材料之一。我国自主的光刻胶产业发展，也是我国芯片产业自强打破国外垄断征程上的重要一环。什么是光刻胶？光刻胶也叫光阻或光阻剂，顾名思义，是用来挡光的，它是一种对光敏感的物质，通过特定光源（如紫外光、离子束等）照射，会发生局部溶解度的变化。光刻胶分为负性胶和正性胶，光照过后变得不可溶的是负胶，反之叫正胶，正胶相对普及一些。鉴于光刻胶的这种特性，可以用来在纳米级的芯片上蚀刻线路图。我们可以在硅晶圆片上布置一层仅几纳米厚的金属层，然后在上面涂一层光刻胶。然后我们可以用光把掩膜板，也就是类似“底片”上的电路图，照射到光刻胶上，让需要蚀刻的部位受光，需要保留的部位不受光，这就是所谓的“光刻”工艺。接着，用显影液把受光的区域洗掉，掩膜板上设计好的线路图就这么“复制”到硅晶圆片上了。那些暴露出来的金属层就可以继续用来加工处理，而未溶解的光刻胶则保护其他部分不受影响。所以，要把纳米级的精细电路图“画”到硅片上，就离不开光刻工艺，更离不开光刻胶材料。光刻工艺耗费的成本占总成本的35%，和硅片本身的成本比例（38%）差不多，耗费的时间更是达到总工艺的一半，是半导体生产的最关键环节。其中，光刻胶及其辅助材料耗费的成本占比并不高，分别是5%和7%，但其中的关键性、重要性，不能用材料价值来衡量。其技术难点在于精密度，比如在晶圆片上涂胶时，误差不能超过0.01微米（约10纳米），胶体每升含有的金属杂质必须少于0.1微克，颗粒个数更是几乎不能有。而且光刻胶的研究需要昂贵的曝光机，光刻过程需要光刻机等设备，荷兰ASML光刻机一台高达1亿美元，1年仅能制作20几台。光刻胶的分类和技术趋势光刻胶的分类很多，按照显示效果，可分为前面提到的正性和负性光刻胶；按照化学结构分类，可分为光聚合型、光分解型、光交联型和化学放大型。国内专注负型光刻胶研发企业邦得凌认为，比较重要的是按曝光波长分类，因为这体现了加工的分辨率，也反映出未来光刻胶的技术趋势。按照曝光波长分类，可分为：紫外光刻胶（300~450nm）深紫外光刻胶（160~280nm）极紫外光刻胶（EUV，13.5nm）电子束光刻胶离子束光刻胶X射线光刻胶通常来说，波长越短，加工分辨率越佳，所以随着芯片制程工艺的不断进步，对光刻胶分辨率的要求也越来越高，从微米级到现在纳米级的蚀刻，甚至将来可能到原子级的蚀刻。总体上，光刻胶的技术发展趋势是波长将会越来越短。
