经过三年的努力,韩国实现了光刻胶本地化生产
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12 月 4 日消息,据 ETNews 消息,三星电子首次引入东进世美肯半导体的光刻胶进入其量产线,这也是三星进行光刻胶本土量产的首次尝试。不过考虑到三星与海外光刻胶供应商的关系,目前具体产量尚不清楚,且三星是否会额外引进其他品种的光刻胶也并没有得到回应。
报道称,三星电子已将韩国公司开发的用于高科技工艺的极紫外光刻胶(PR)引入其大规模生产线。2019 年 7 月,日本方面宣布限制向韩国出口包括含氟聚酰亚胺、光刻胶以及高纯度氟化氢在内的三项重要半导体及 OLED 面板原材料,经过三年的努力,韩国实现了光刻胶本地化生产。
三星电子被发现在他们的一条半导体工艺(层)线上使用了东进世美肯(Dongjin Semichem)的光刻胶,该光刻胶去年通过了三星电子的可靠性测试,不到一年就被应用于大规模生产线。一条工艺线只是三星电子整个流程中非常小的一部分,但由于这是一个此前完全依赖进口的产品,其具有特殊的意义。以前,韩国 100% 依赖从日本和其它国家进口光刻胶。
由于三星将这一产品用于实际的半导体生产,东进世美肯成为第一家将光刻胶本地化并达到大规模生产水平的公司。永昌化学和 SK 材料性能也在开发光刻胶,但它们还没有达到可靠性验证的水平。
光刻胶,是指经过紫外光、深紫外光、电子束、离子束、X 射线等光照或辐射后,溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料,是光刻工艺中的关键材料,主要应用于积体电路和分立器件的细微图形加工。一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等工序。
在光刻过程中,光刻胶被均匀涂布在衬底上,经过曝光(改变光刻胶溶解度)、显影(利用显影液溶解改性后光刻胶的可溶部分)与刻蚀等工艺,将掩膜版上的图形转移到衬底上,形成与掩膜版完全对应的几何图形。
光刻工艺约占整个芯片制造成本的35%,耗时占整个芯片工艺的40-50%,是半导体制造中最核心的工艺。光刻胶经过几十年不断的发展和进步,应用领域不断扩大,衍生出非常多的种类, 根据应用领域,光刻胶可分为半导体光刻胶、 平板显示光刻胶和PCB光刻胶,其技术壁垒依次降低。 相应地, PCB光刻胶是目前国产替代进度最快的, LCD光刻胶替代进度相对较快,半导体光刻胶目前国产技术较国外先进技术差距最大。
根据化学反应机理,光刻胶可分为负性光刻胶和正性光刻胶。
根据原材料化学结构,光刻胶可分为光聚合型感光树脂、光分解型感光树脂、光交联型感光树脂。
IT之家了解到,从整体业态来看,全球光刻胶市场高度集中,日美把控着绝大部分市场份额。日本的 JSR、东京应化、信越化学及富士胶片四家企业占据了全球 70%以上的市场份额,垄断地位稳固。
光刻胶是微电子领域之中的一个细图加工最主要的工具,近年来经济快速发展,芯片,集成电路等行业都得到了极大的发展,而光刻胶作为这些行业的下游产业链,同样的迎来了自己的发展。
光刻胶首次被发现是在20世纪五十年代,那个时候的它还只是用于印刷行业,之后在一次偶然中,科学家发现这种光刻胶它在经过阳光照射后,本身的形态会发生改变,现象也会出现问题,那个时候的人们还并未有过多的探究,只是以为复印机不能在阳光下进行工作,于是当时的复印机都是在室内,鲜少在室外,原因就是怕光刻胶产生变质。
但是由于生产的逐渐壮大,场地有限,复印机有的搬在了室外,可变质的问题也接踵而至,于是科学家最先着手解决的是如何让光刻胶在太阳下不变质,后来却发现,这种光刻胶在阳光下暴晒变质之后再涂在硅体表面可以形成一个胶膜,也就是拍照所用的胶片。
在后面日渐的研究之中,光刻胶的应用越来越广泛,作用也越来越宽泛,它一共可以分为三种类型,第一种是光聚合型,这是一种最初级的,可以形成正象,而第二种是光分解型,经过太阳的暴晒后也是会发生反应的,可以制作成正性胶,第三种是光交联型,这是目前来说比较高级的一类胶片,它的功能和作用非常齐全,是目前应用的最多最宽的一类胶体。
光刻是光电信息产业核心环节,光刻胶技术壁垒高。光刻是利用光学、化学、物理方法,将设计好的电路图转移到晶圆等表面,是光电信息产业链中核心环节。光刻胶是对光敏感的混合液体,主要 是由树脂、光引发剂、溶剂、单体等组成,是光刻工艺中最核心耗材,其性能决定着光刻质量。目前,光刻胶生产在工艺技术、测试设备和下游 认证均存较高壁垒。
一.光刻胶:半导体产业核心材料
1.1、光刻是光电信息产业链中核心环节
光刻技术是指利用光学-化学反应原理和化学、物理刻蚀方法,将图形传递到介质层上,形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术,是光电信 息产业链中的核心环节之一。以芯片制造为例,在晶圆清洗、热氧化后,需通过光刻和刻蚀工艺,将设计好的电路图案转移到晶圆表面上,实现电路布图,之后再进行离子 注入、退火、扩散、气相沉积、化学机械研磨等流程,最终在晶圆上实现特定的集成电路结构。