西陇科学与光刻胶孽缘

全球病毒肆虐，各国自顾不暇，前段时间荷兰决定不顾美国的施压，交付给中国在2019年的光刻机订单，来寻求采购中国口罩的机会。隔壁的俄国媒体为中国达瓦里希站台，称要想得到口罩拿光刻机换。

来源：俄塔斯社

话说，光刻机到底是什么，可以单换疫情期间的硬通货口罩？

光刻机

光刻机又名掩模对准曝光机，曝光系统，光刻系统等。

通俗易懂的说，光刻机就是在制造芯片时不可或缺的工具，没有光刻机就没有芯片。

光刻机本机

无论是手机的移动处理器还是电脑的桌面处理器都是芯片的一种形式。小到电动牙刷，大到飞机火箭，现代社会的生产制造已经离不开芯片。所以能造芯片的光刻机，其重要性不言而喻。

平时听各大手机厂商宣传说自己的芯片采用的是10nm制程或者是7nm制程（制程越先进，相同面积的晶粒就能刻入更多的电路单元，性能更强大。）说的其实就是用哪一个精度的光刻机。

光刻机和光刻工艺是前沿科技，甚至成为国际之间的战略武器。而光刻胶是光刻工艺中最重要的耗材，它的下游应用领域非常广，包括半导体、平板显示、PCB等。

故事到了这儿，终于到主角登场了。

光刻胶和电子级试剂

光刻胶，又名“光致抗蚀剂”，是一种在紫外光等光照或辐射下，溶解度会发生变化的薄膜材料。由于外观呈现为胶状液体，被形象地译为光刻胶。

光刻胶主要由感光剂(光引发剂)、聚合剂(感光树脂)、溶剂与助剂构成，其中光引发剂是光刻胶的最关键成分，对光刻胶的感光度、分辨率起着决定性作用。

光刻胶主要成分占比

以半导体行业为例，光刻胶主要用于半导体制造过程中的核心工艺——图形化工艺。

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（前烘）；4.对准和曝光；5.显影；6.硬烘（坚膜/后烘）；7.显影检查；8.刻蚀；9.去除光刻胶；10.最终检查。

光刻工艺流程示意图

具体来说，在光刻前首先对于晶圆表面进行清洗，主要采用相关的电子级试剂，包括丙酮、甲醇、异丙醇、氨水、双氧水、氢氟酸、氯化氢等。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。

电子级试剂

我们打个比方，把芯片比作一道“佳肴”，那么光刻机就是一把“菜刀”和“炒锅”，光刻胶就好比是要切的“菜”，电子级试剂就是“清洗用品”和“调味品”。

电子级试剂，又称超净高纯试剂，是指主体成分纯度大于99.99%， 杂质离子和微粒数符合严格要求的化学试剂，比如酸类、碱类、有机溶剂类等。其纯度和洁净度会影响集成电路的性能及可靠性。

特点是品种多，用量大，技术壁垒高，贮存有效期短，腐蚀性强等。

电子级试剂的应用分布

电子级试剂的主要品种有：双氧水、氢氟酸、硫酸、硝酸、磷酸、盐酸、氢氧化钾、氨水、异丙醇、醋酸。经过预处理、过滤、提纯等工艺生产得到的高纯度产品。其中双氧水、氢氟酸、硫酸是使用量最大的品种。

国际半导体产业协会（SEMI）制定了国际统一的电子级化学试剂标准，有如下等级：

在国内，电子级试剂通常的等级划分为：

在下游应用，客户更为关注超净高纯试剂纯度等级、质量稳定性、供货能力及其配套开发能力等因素，而对价格敏感性相对不高。因为其作为关键配套材料之一，它的品质将直接影响着电子产品的性能和质量。