显影液:正性光刻胶的显影液。正胶的显影液位碱性水溶液。KOH和NaOH因为会带来可动离子污染(MIC,MovableIonContamination),所以在IC制造中一般不用。较普通的正胶显影液是四甲基氢氧化铵(TMAH)(标准当量浓度为0.26,温度15~25C)。在I线光刻胶曝光中会生成羧酸,TMAH显影液中的碱与酸中和使曝光的光刻胶溶解于显影液,而未曝光的光刻胶没有影响;在化学放大光刻胶(CAR,ChemicalAmplifiedResist)中包含的酚醛树脂以PHS形式存在。CAR中的PAG产生的酸会去除PHS中的保护基团(t-BOC),从而使PHS快速溶解于TMAH显影液中。光刻胶是微电子技术中微细图形加工的关键材料之一。山西数字光刻
常用的光刻胶主要是两种,正性光刻胶(positive photoresist)被曝光的部分会被显影剂去除,负性光刻胶(negative photoresist)未被曝光的部分会被显影剂去除。正性光刻胶主要应用于腐蚀和刻蚀工艺,而负胶工艺主要应用于剥离工艺(lift-off)。光刻是微纳加工当中不可或缺的工艺,主要是起到图形化转移的作用。常规的光刻分为有掩膜光刻和无掩膜光刻。无掩膜光刻主要是电子束曝光和激光直写光,有掩膜光刻主要是接触式曝光、非接触式曝光和stepper光刻。对于有掩膜光刻,首先需要设计光刻版,常用的设计软件有CAD、L-edit等软件。山西光刻工艺坚膜,以提高光刻胶在离子注入或刻蚀中保护下表面的能力。
根据曝光方式的不同,光刻机主要分为接触式,接近式以及投影式三种。接触式光刻机,曝光时,光刻版压在涂有光刻胶的衬底上,优点是设备简单,分辨率高,没有衍射效应,缺点是光刻版与涂有光刻胶的晶圆片直接接触,每次接触都会在晶圆片和光刻版上产生缺陷,降低光刻版使用寿命,成品率低。接近式光刻机,光刻版与光刻胶有一个很小的缝隙,因为光刻版与衬底没有接触,缺陷减少,优点是避免晶圆片与光刻版直接接触,缺陷少,缺点是分辨率低,存在衍射效应。投影式曝光,一般光学系统将掩模版上的图像缩小4x或5x倍,聚焦并与硅片上已有的图形对准后曝光,每次曝光一小部分,曝完一个图形后,硅片移动到下一个曝光位置继续对准曝光,这种曝光方式分辨率比较高,但不产生缺陷。
光刻胶供应商与客户粘性大;一般情况下,为了保持光刻胶供应和效果的稳定,下游客户与光刻胶供应商一旦建立供应关系后,不会轻易更换。通过建立反馈机制,满足个性化需求,光刻胶供应商与客户的粘性不断增加。后来者想要加入到供应商行列,往往需要满足比现有供应商更高的要求。所以光刻胶行业对新进入者壁垒较高。通常光刻胶等微电子化学品不仅品质要求高,而且需要多种不同的品类满足下游客户多样化的需。如果没有规模效益,供应商就无法承担满足***多样化需求带来的开销。因此,品种规模构成了进入该行业的重要壁垒。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、硬烘等工序。
光刻胶若性能不达标会对芯片成品率造成重大影响。目前中国光刻胶国产化水平严重不足,重点技术差距在半导体光刻胶领域,有2-3代差距,随着下游半导体行业、LED及平板显示行业的快速发展,未来国内光刻胶产品国产化替代空间巨大。同时,国内光刻胶企业积极抓住中国晶圆制造扩产的百年机遇,发展光刻胶业务,力争早日追上国际先进水平,打进国内新建晶圆厂的供应链。光刻胶的国产化公关正在各方面展开,在面板屏显光刻胶领域,中国已经出现了一批有竞争力的本土企业。在半导体和面板光刻胶领域,尽管国产光刻胶距离国际先进水平仍然有差距,但是在政策的支持和自身的不懈努力之下,中国已经有一批光刻胶企业陆续实现了技术突破。负胶光刻的基本流程:衬底清洗、前烘以及预处理、涂胶、软烘、曝光、后烘、显影、图形检查。山西数字光刻
光刻涂胶四周呈现放射性条纹,主要可能的原因是光刻胶有颗粒、衬底未清洗干净。山西数字光刻
光刻曝光系统:接触式曝光和非接触式曝光的区别,在于曝光时掩模与晶片间相对关系是贴紧还是分开。接触式曝光具有分辨率高、复印面积大、复印精度好、曝光设备简单、操作方便和生产效率高等特点。但容易损伤和沾污掩模版和晶片上的感光胶涂层,影响成品率和掩模版寿命,对准精度的提高也受到较多的限制。一般认为,接触式曝光只适于分立元件和中、小规模集成电路的生产。非接触式曝光主要指投影曝光。在投影曝光系统中,掩膜图形经光学系统成像在感光层上,掩模与晶片上的感光胶层不接触,不会引起损伤和沾污,成品率较高,对准精度也高,能满足高集成度器件和电路生产的要求。但投影曝光设备复杂,技术难度高,因而不适于低档产品的生产。现代应用较广的是 1:1倍的全反射扫描曝光系统和x:1倍的在硅片上直接分步重复曝光系统。山西数字光刻
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