台积电今年初发生「光阻剂」事宜,近月又有日本管控对韩国关键半导体材料出口,当中也涌现光阻剂,这市场规模只有不到20亿美元的家当,但却成为半导体家当主要的核心材料,下面将解释光阻剂在半导体家当扮演何种角色。
光阻剂是光刻过程的关键核心材料,品质能直接决定IC产品的性能、良率。伴随着晶圆代工进入前辈制程,其所需光阻剂解析度的提升及多次图形化技能的运用,带动光阻剂的本钱比重及市场规模将不断上升。
(资料来源: SEMI)环球半导体光阻剂市场规模(单位:亿美元 )
光阻剂由成膜剂、光敏剂、溶剂和添加剂等紧张化学品和其他赞助化学品所组成。在光刻流程中,光阻剂被均匀分布(利用离心力事理) 在晶圆片、玻璃和金属平分歧的基底上,经曝光、显影和蚀刻等工序将电路图形转移到涂有光阻剂的晶圆片上。
(资料来源: 明和化成株式会社)
而光阻剂根据曝光和显影后的溶解度变革可以分为正光阻剂和负光阻剂。
负光阻剂:负光阻剂在经由曝光后,受到光照的部分变得不易溶解,留下光照部分形成图形。负光阻剂是最早被运用在光刻工艺上的光阻剂类型,它拥有工艺本钱低、产量高档优点。
但是负光阻剂在接管显影液后会膨胀,这会导致其解析度不如正光阻剂。因此负光阻剂常常会被用于中小规模IC 产品等解析度不太高的电路的制作中。
正光阻剂:正光阻剂在经由曝光后,受到光照的部分将会变得随意马虎溶解,只留下未受到光照的部分形成图形;极精密IC产品及对感光灵敏度哀求更高的IC产品,常日会选用正光阻剂来完成电路图形的转移。
进入到5G 世代,芯片整合逐渐提升,合营半导体产品小型化、功能多样化的哀求,不断透过缩短曝光波上进步极限解析度,进而达到IC 电路更高密度的结合,因此光阻剂的发展也不断在进化中。
而为适应IC 电路线宽不断缩小的哀求,光刻机的波长由紫外光谱向g线(436nm)→i线(365nm)→KrF(248nm)→ArF(193nm)→F2、EUV(157nm) 的进程提高。
对应不同的光刻技能须要配套相应解析度的光阻剂,目前半导体市场上紧张利用的光阻剂包括g 线、i 线、KrF、ArF 四类光阻剂。同时伴随着下贱晶圆代工厂商不断布局前辈工艺,由于正性ArF 光阻剂结合解析度增强技能可用于32nm/28nm 工艺,采取多次图形技能,则可以实现20 /14nm 工艺。
至于EUV 光阻剂搭配EUV 光刻机则成为下一代光刻技能的主流选择,估量未来7nm、3nm 等前辈工艺将运用EUV 光阻剂。因此随着半导体工艺的改造对付ArF、EUV 类型的光阻剂需求将进一步提升。
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