光刻胶主要用于图形化工艺
以半导体行业为例,光刻胶主要用于半导体图形化工艺。图形化工艺是半导体制造过程中的核心工艺。图形化可以简单理解为将设计的图像从掩模版转移到晶圆表面合适的位置。
一般来讲图形化主要包括光刻和刻蚀两大步骤,分别实现了从掩模版到光刻胶以及从光刻胶到晶圆表面层的两步图形转移,流程一般分为十步:1.表面准备,2.涂胶,3.软烘焙,4.对准和***,5.显影,6.硬烘焙,7.显影检查,8.刻蚀,9.去除光刻胶,10.终检查。
具体来说,在光刻前首先对于晶圆表面进行清洗,主要采用相关的湿***,包括氨水等。
晶圆清洗以后用旋涂法在表面涂覆一层光刻胶并烘干以后传送到光刻机里。在掩模版与晶圆进行精准对准以后,光线透过掩模版把掩模版上的图形投影在光刻胶上实现***,这个过程中主要采用掩模版、光刻胶、光刻胶配套以及相应的气体和湿***。
对***以后的光刻胶进行显影以及再次烘焙并检查以后,实现了将图形从掩模版到光刻胶的次图形转移。在光刻胶的保护下,对于晶圆进行刻蚀以后剥离光刻胶然后进行检查,实现了将图形从光刻胶到晶圆的第二次图形转移。
目前主流的刻蚀办法是等离子体干法刻蚀,主要用到含氟和含体。
光刻胶应用
光刻胶是一种具有光化学敏***的功能性化学材料，是由光引发剂（包括光增感剂、光致产酸剂）、光刻胶树脂、单体（活性稀释剂）、溶剂和其他助剂组成的对光敏感的混合液体，其中，树脂约占50%，单体约占35%。它能通过光化学反应改变自身在显影液中的溶解性，通过将光刻胶均匀涂布在硅片、玻璃和金属等不同的衬底上，利用它的光化学敏***，通过***、显影、刻蚀等工艺过程，将设计在掩膜版上的图形转移到衬底上。
光刻胶常被称为是精细化工行业技术壁垒的材料，是因为微米级乃至纳米级的图形加工对其专用***的要求极高，不仅化学结构特殊，品质要求也很苛刻，所以生产工艺复杂，需要长期的技术积累。
被广泛应用于光电信息产业的微细图形线路的加工制作，是电子制造领域的关键材料之一。下游主要用于集成电路、面板和分立器件的微细加工，同时在LED、光伏、磁头及精密传感器等制作过程中也有广泛应用，是微细加工技术的关键性材料。
光刻胶的未来发展
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由于光刻胶的技术壁垒较高，国内光刻胶市场基本被国外企业垄断。特别是高分辨率的KrF和ArF光刻胶，基本被日本和美国企业占据。
国内光刻胶生产商主要生产PCB光刻胶，面板光刻胶和半导体光刻胶生产规模相对较小。国内生产的光刻胶中，PCB光刻胶占比94%，LCD光刻胶和半导体光刻胶占比分别仅有3%和2%。
国内光刻胶需求量远大于本土产量，且差额逐年扩大。由于国内光刻胶起步晚，目前技术水平相对落后，生产产能主要集中在PCB光刻胶、TN/STN-LCD光刻胶等中低端产品，TFT-LCD、半导体光刻胶等高技术壁垒产品产能很少，仍需大量进口，从而导致国内光刻胶需求量远大于本土产量。
光刻胶分类
根据化学反应机理和显影原理的不同，光刻胶可以分为负性胶和正性胶。对某些溶剂可溶，但经***后形成不可溶物质的是负性胶;反之，对某些溶剂不可溶，经***后变成可溶的为正性胶。
从需求端来看，光刻胶可分为半导体光刻胶、面板光刻胶和PCB光刻胶。其中，半导体光刻胶的技术壁垒较高。
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