經(jīng)過三年的努力,韓國實現(xiàn)了光刻膠本地化生產(chǎn)
12 月 4 日消息,據(jù) ETNews 消息,三星電子首次引入東進世美肯半導體的光刻膠進入其量產(chǎn)線,這也是三星進行光刻膠本土量產(chǎn)的首次嘗試。不過考慮到三星與海外光刻膠供應商的關系,目前具體產(chǎn)量尚不清楚,且三星是否會額外引進其他品種的光刻膠也并沒有得到回應。
報道稱,三星電子已將韓國公司開發(fā)的用于高科技工藝的極紫外光刻膠(PR)引入其大規(guī)模生產(chǎn)線。2019 年 7 月,日本方面宣布限制向韓國出口包括含氟聚酰亞胺、光刻膠以及高純度氟化氫在內(nèi)的三項重要半導體及 OLED 面板原材料,經(jīng)過三年的努力,韓國實現(xiàn)了光刻膠本地化生產(chǎn)。
三星電子被發(fā)現(xiàn)在他們的一條半導體工藝(層)線上使用了東進世美肯(Dongjin Semichem)的光刻膠,該光刻膠去年通過了三星電子的可靠性測試,不到一年就被應用于大規(guī)模生產(chǎn)線。一條工藝線只是三星電子整個流程中非常小的一部分,但由于這是一個此前完全依賴進口的產(chǎn)品,其具有特殊的意義。以前,韓國 100% 依賴從日本和其它國家進口光刻膠。
由于三星將這一產(chǎn)品用于實際的半導體生產(chǎn),東進世美肯成為第一家將光刻膠本地化并達到大規(guī)模生產(chǎn)水平的公司。永昌化學和 SK 材料性能也在開發(fā)光刻膠,但它們還沒有達到可靠性驗證的水平。
光刻膠,是指經(jīng)過紫外光、深紫外光、電子束、離子束、X 射線等光照或輻射后,溶解度發(fā)生變化的耐蝕刻薄膜材料,是光刻工藝中的關鍵材料,主要應用于積體電路和分立器件的細微圖形加工。一般的光刻工藝要經(jīng)歷硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻膠、軟烘、對準曝光、后烘、顯影、硬烘、刻蝕、檢測等工序。
在光刻過程中,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移到襯底上,形成與掩膜版完全對應的幾何圖形。
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40-50%,是半導體制造中最核心的工藝。光刻膠經(jīng)過幾十年不斷的發(fā)展和進步,應用領域不斷擴大,衍生出非常多的種類, 根據(jù)應用領域,光刻膠可分為半導體光刻膠、 平板顯示光刻膠和PCB光刻膠,其技術壁壘依次降低。 相應地, PCB光刻膠是目前國產(chǎn)替代進度最快的, LCD光刻膠替代進度相對較快,半導體光刻膠目前國產(chǎn)技術較國外先進技術差距最大。
根據(jù)化學反應機理,光刻膠可分為負性光刻膠和正性光刻膠。
根據(jù)原材料化學結構,光刻膠可分為光聚合型感光樹脂、光分解型感光樹脂、光交聯(lián)型感光樹脂。
IT之家了解到,從整體業(yè)態(tài)來看,全球光刻膠市場高度集中,日美把控著絕大部分市場份額。日本的 JSR、東京應化、信越化學及富士膠片四家企業(yè)占據(jù)了全球 70%以上的市場份額,壟斷地位穩(wěn)固。
光刻膠是微電子領域之中的一個細圖加工最主要的工具,近年來經(jīng)濟快速發(fā)展,芯片,集成電路等行業(yè)都得到了極大的發(fā)展,而光刻膠作為這些行業(yè)的下游產(chǎn)業(yè)鏈,同樣的迎來了自己的發(fā)展。
光刻膠首次被發(fā)現(xiàn)是在20世紀五十年代,那個時候的它還只是用于印刷行業(yè),之后在一次偶然中,科學家發(fā)現(xiàn)這種光刻膠它在經(jīng)過陽光照射后,本身的形態(tài)會發(fā)生改變,現(xiàn)象也會出現(xiàn)問題,那個時候的人們還并未有過多的探究,只是以為復印機不能在陽光下進行工作,于是當時的復印機都是在室內(nèi),鮮少在室外,原因就是怕光刻膠產(chǎn)生變質(zhì)。
但是由于生產(chǎn)的逐漸壯大,場地有限,復印機有的搬在了室外,可變質(zhì)的問題也接踵而至,于是科學家最先著手解決的是如何讓光刻膠在太陽下不變質(zhì),后來卻發(fā)現(xiàn),這種光刻膠在陽光下暴曬變質(zhì)之后再涂在硅體表面可以形成一個膠膜,也就是拍照所用的膠片。
在后面日漸的研究之中,光刻膠的應用越來越廣泛,作用也越來越寬泛,它一共可以分為三種類型,第一種是光聚合型,這是一種最初級的,可以形成正象,而第二種是光分解型,經(jīng)過太陽的暴曬后也是會發(fā)生反應的,可以制作成正性膠,第三種是光交聯(lián)型,這是目前來說比較高級的一類膠片,它的功能和作用非常齊全,是目前應用的最多最寬的一類膠體。
光刻是光電信息產(chǎn)業(yè)核心環(huán)節(jié),光刻膠技術壁壘高。光刻是利用光學、化學、物理方法,將設計好的電路圖轉移到晶圓等表面,是光電信息產(chǎn)業(yè)鏈中核心環(huán)節(jié)。光刻膠是對光敏感的混合液體,主要 是由樹脂、光引發(fā)劑、溶劑、單體等組成,是光刻工藝中最核心耗材,其性能決定著光刻質(zhì)量。目前,光刻膠生產(chǎn)在工藝技術、測試設備和下游 認證均存較高壁壘。
一.光刻膠:半導體產(chǎn)業(yè)核心材料
1.1、光刻是光電信息產(chǎn)業(yè)鏈中核心環(huán)節(jié)
光刻技術是指利用光學-化學反應原理和化學、物理刻蝕方法,將圖形傳遞到介質(zhì)層上,形成有效圖形窗口或功能圖形的工藝技術,是光電信 息產(chǎn)業(yè)鏈中的核心環(huán)節(jié)之一。以芯片制造為例,在晶圓清洗、熱氧化后,需通過光刻和刻蝕工藝,將設計好的電路圖案轉移到晶圓表面上,實現(xiàn)電路布圖,之后再進行離子 注入、退火、擴散、氣相沉積、化學機械研磨等流程,最終在晶圓上實現(xiàn)特定的集成電路結構。