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技术迭代增加芯片制造湿化学品用量,同时催生更多品类光刻胶

发布时间:2021-10-14  来源:立鼎产业研究网  点击量: 836 

高纯试剂主要用来清洗芯片制造过程中的沾污,随着制程工艺精细化发展,所需的高纯试剂量也随之增加。芯片制造需要在无尘室中进行,如果在制造过程中,有沾污现象,将影响芯片上器件的正常功能。据估计,80%的芯片电学失效都是由沾污带来的缺陷引起的。沾污杂质是指半导体制造过程中引入的任何危害芯片成品率及电学性能的物质,具体的沾污包括颗粒、有机物、金属和自然氧化层等,因而通常采用高纯酸碱及其混合溶液来进行清洗。

污染类型、来源和常用试剂


资料来源:公开资料

一般来说,工艺越精细对于控污的要求越高,而且难度越大,随着半导体芯片工艺技术节点进入 28 纳米、14 纳米等更先进等级,工艺流程的延长且越趋复杂,产线成品率也会随之下降。造成这种现象的一个原因就是先进制程对杂质的敏感度更高,小尺寸污染物的高效清洗更困难,解决的方法主要是增加清洗步骤。在 80-60nm制程中,清洗工艺大约 100 多个步骤,而到了 10nm 制程,增至 200 多个清洗步骤。因而也需要更多的湿化学品。

国内8/12寸圆晶制造湿化学品使用量情况


资料来源:中国电子材料行业协会

随着光刻技术的不断深入发展,光刻胶的品类也在逐渐增加。从1959年被发明以来,光刻胶就是半导体工业最核心的工业材料之一,在大规模集成电路的制造过程中,光刻和刻蚀技术是精细线路图形加工中最重要的工艺,决定着芯片的最小特征尺寸,占芯片制造时间的40-50%,占制造成本的30%。现代微电子(集成电路)工业按照摩尔定律在不断发展,即集成电路的集成度每18个月翻一番;芯片的特征尺寸每3年缩小2倍,芯片面积增加15倍,芯片中的晶体管数增加约4倍,即每过3年便有一代新的集成电路产品问世。现在世界集成电路水平已由微米级(10μm)、亚微米级(100.35μm)、深亚微米级(0.35μm以下)进入到纳米级(9065nm)阶段,对光刻胶分辨率等性能的要求不断提高。因为光刻胶的可分辨线宽δ=kλ/NA,因此缩短曝光波长和提高透镜的开口数(N可提高光刻胶的分辨率)。

光刻技术随着集成电路的发展,光刻技术已经经历了从紫外宽谱(300~450nm),G线(436nm),I线(365nm),KrF248nm),ARF193nm F2157nm),到EUV13.5nm)阶段,用于满足世界集成电路更高密度的堆积和更先进的制程工艺。

光刻技术与集成电路发展的关系


资料来源:公开资料

光刻胶历史变迁


资料来源:公开资料


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