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走近名企|盤點FUJIMI半導體晶圓加工前后工序一站式材料解決方案

發布時間 | 2024-09-13 10:15 分類 | 行業要聞 點擊量 | 882
磨料 碳化硅 氮化硅 氧化硅 氧化鋁
導讀:針對半導體產業的高熱度,尤其AI的崛起,FUJIMI在日本和海外積極投資生產設施,擴大半導體材料的生產能力并促進本地化生產。值得一提的是,日本貿易振興機構JETRO表示,印度半導體相關市場預計...

Fujimi用于硅和碳化硅晶圓納米級拋光的氧化鋁、二氧化硅基拋光液在全球擁有超過八成市場占有率,粉體圈曾有專文詳細介紹。停下腳步吃老本不是企業經營之道,Fujimi經過多年業務精進和拓展,致力于將自身的材料開發優勢和在全球20個生產據點所形成的供應系統打造出半導體晶圓加工的一站式解決方案——包括從前序到后段的工藝材料,從尖端到非尖端的豐富產品陣容。本文就來對這些產品系列進行盤點。


一、光致抗蝕劑(Photoresist)

在光刻工藝中,在晶圓上繪制電路圖案的材料。基本原理是它在曝光過程中對光敏感,從而發生化學變化,使得在顯影過程中能夠形成特定的圖案。具體流程是將光致抗蝕劑被涂覆在基底(如硅晶圓)上后,通過特定波長的光進行曝光——曝光通常是在掩模(mask)的幫助下進行的,掩模上有預設的圖案。曝光之后,抗蝕劑層經過顯影,顯影液會溶解掉受光影響的不同部分(取決于正性還是負性抗蝕劑),最終在基底上留下所需的圖案。

所謂正性即抗蝕劑受到光照射后,其被曝光部分會變得可溶于顯影液,而在未曝光部分則保持不溶狀態(顯影過程中,曝光部分會被溶解掉,留下未曝光部分作為掩模);負性在曝光后,被光照的部分會交聯或硬化,變得更加難以溶解(未曝光的部分被去除,而曝光部分保留下來,形成掩模)。


光刻是半導體晶圓加工中的前序工藝

產品陣容

隨著微電子器件向更小尺寸的發展,光致抗蝕劑也要滿足更高分辨率和更精細特征尺寸的需求。這包括提高抗蝕劑材料的靈敏度、穩定性和圖案分辨率,以及探索新的曝光技術如極紫外光刻(EUV)、電子束光刻等。FUJIMI對應不同需求開發的產品包括——

ArF(193nm):特別為193納米波長光源設計,以其較短波長可做到精細的線寬控制,實現高精度圖案轉移,主要用于深紫外(DUV)光刻工藝——例如,華為的麒麟990 5G芯片就采用了先進的7nm EUV光刻工藝,其中ArF光刻膠發揮了重要作用。

KrF(248nm):為248納米波長光源設計,主力產品,能夠提供比更長波長的光刻技術更高的分辨率,但又比更短波長的ArF(193nm)技術更為成熟和成本效益更高。

i線?g線?廣帶域:i線(365 nm)、g線(436 nm),該系列能夠應對從0.30微米以下至超過1.0微米分辨率的要求,適用于中波紫外線范圍內廣泛應用,表現出良好的化學穩定性,保證了圖案質量的一致性。

負性聚異戊二烯:一種基于聚異戊二烯聚合物的負型抗蝕劑,在曝光過程中,聚異戊二烯基抗蝕劑中的某些鏈段會經歷交聯反應而變硬,不再溶于常規的顯影液。特點是有突出的粘附性和耐熱性,在很多應用中不可或缺。

電子束光刻(Electron Beam Lithography, EBL):使用電子而不是光子來曝光抗蝕劑,因此它能夠實現比光學光刻更精細的特征尺寸,但是成本高,速度慢,通常用于研究和開發階段,而非大規模生產。而這種工藝的抗蝕劑也不同于傳統光學抗蝕劑,FUJIMI有聚全氟乙丙烯(PMMA)正性成像和FEN負性成像兩大系列產品。

二、光刻輔材

光刻涉及多種化學輔助材料,以確保圖案化過程的準確性和可靠性,比如顯影液,用于去除 (EBR)、返工、沖洗和預濕的高純溶劑,光刻膠剝離液等,這些溶劑廣泛包括超純水、異丙醇、丙酮等,避免污染。


光刻輔材主要用于清洗和去除

產品陣容

顯影劑(Developers):FUJIMI產品分為含金屬離子顯影劑(MIC)、無金屬離子顯影劑(MIF)兩類。其中,MIF適用于對金屬離子敏感的半導體器件制造,可以減少金屬殘留,提高器件性能;

邊緣去除 (EBR):在光刻膠涂布過程中,晶圓邊緣可能會形成一層多余的光刻膠,稱為邊緣珠;

返工(Re-working):用于去除已曝光或未曝光的光刻膠,以便重新進行光刻工藝;

沖洗(Rinsing):在顯影或去膠之后,用于清洗晶圓表面,去除殘留的顯影液或光刻膠碎片,確保沒有化學殘留;

預濕(Pre-wetting):顯影前用于濕潤光刻膠表面,避免顯影液在光刻膠表面形成氣泡或斑點,從而影響顯影效果;

剝離劑(Stripper):去除已完成光刻工藝后不再需要的光刻膠。

三、CMP漿料

針對復雜的集成電路層拋光和平坦化,不同用途和高選擇性(目標材料)的漿料系列被開發用于拋光的不同階段(需求),因此磨料的選擇、腐蝕劑的種類以及添加劑的功能都是根據具體應用需求精心配比的結果。


FUJIMI核心技術所在

產品陣容

銅去除:銅因其優良的導電性能而在現代半導體器件中得到廣泛應用,但銅會溢出和殘留(比如HBM的硅通孔銅互連)。銅去除CMP漿料通常包含磨料(如膠體二氧化硅)、腐蝕劑(如過氧化氫)、絡合劑(如氨水)以及其他添加劑;

阻擋金屬去除:銅層上方或下方的阻擋金屬如鉭(Ta)、鉭氮化物(TaN)、鎢(W)等,用于防止銅向介電層中擴散。除了磨料,同樣需要適當的腐蝕劑和添加劑;

鈷去除:鈷在某些先進制程中用于替代傳統阻擋層或作為柵極材料,以提高器件性能。組成同上。

前端漿料:用于清除晶圓前端(即器件層)通常由硅、氮化硅、氧化硅等材料;

清潔劑:用于清除晶圓表面殘留的CMP漿料、磨料顆粒以及可能產生的腐蝕產物,通常包含表面活性劑、螯合劑、pH調節劑等成分。

四、薄膜形成材料、聚酰亞胺

用于形成低介電常數絕緣膜,聚酰亞胺作為緩沖涂層和再布線層,可保護成品芯片在背面研磨、分割和組裝過程中免受損壞,從而提高封裝產量、提高可靠性并延長使用壽命。 


保護膜

產品陣容

光敏聚苯并惡唑(PBO):PBO是一種有優異的熱穩定性、化學穩定性和機械性能的聚合物,除了半導體器件,還常用于航空航天工業。光敏PBO則結合了傳統PBO的優點,并且改進了顯影過程,使其更加環保和用戶友好。相比傳統的有機溶劑顯影更安全經濟。

感光(非感光)性聚酰亞胺:這種高性能聚合物,具有優異的熱穩定性和化學穩定性。感光產品用于需要高分辨率圖案化的場景,比如絕緣保護層;非感光產品有更高的機械強度,用于需要高耐用性的場景,比如柔性電路中作為基底材料。

小結

針對半導體產業的高熱度,尤其AI的崛起,FUJIMI在日本和海外積極投資生產設施,擴大半導體材料的生產能力并促進本地化生產。值得一提的是,日本貿易振興機構JETRO表示,印度半導體相關市場預計將在 2026 年增長至640億美元(約10萬億日元),約為2019年的三倍,FUJIMI據此正在加大印度市場的開拓和服務力度。

 

粉體圈 啟東

作者:粉體圈

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