2023 포토레지스트 완벽 가이드

포토레지스트라고도 하는 포토레지스트는 빛에 민감한 혼합 액체입니다. 광개시제, 포토레지스트 수지, 모노머, 솔벤트 및 기타 첨가제로 구성됩니다. 포토레지스트는 일종의 그래픽 전사 매체로, 광 반응 후 용해도가 다른 마스크 버전 그래픽을 기판에 전사하는 데 사용할 수 있습니다. 현재 포토레지스트는 광전자 정보 산업에서 미세한 그래픽 라인 제작에 널리 사용되고 있습니다. 전자 제품 제조 분야의 핵심 재료 중 하나입니다.
포토레지스트는 빛의 파장에 따라 자외선(300-450nm) 포토레지스트, 심자외선(160-280nm) 포토레지스트, 극자외선(EUV, 13.5nm) 포토레지스트, 전자선 포토레지스트, 이온빔 포토레지스트, X-선 포토레지스트 등으로 나눌 수 있습니다. 일반적으로 파장이 짧을수록 동일한 공정 방식에서 처리 해상도가 향상됩니다.
포토레지스트는 용도에 따라 인쇄 회로 기판(PCB), 액정 디스플레이(LCD), 반도체 및 기타 애플리케이션용 포토레지스트로 나눌 수 있습니다. PCB용 포토레지스트의 기술 장벽은 다른 두 범주에 비해 상대적으로 낮은 반면, 반도체용 포토레지스트는 포토레지스트 중 가장 진보된 기술 수준을 나타냅니다.
포토레지스트는 화학 구조에 따라 광중합형, 광분해형, 광가교형 및 화학적 과장형으로 나눌 수 있습니다. 광중합성 포토레지스트는 알켄 모노머를 사용하여 빛의 작용으로 자유 라디칼을 생성하고, 이는 모노머의 중합을 더욱 촉발하여 최종적으로 폴리머를 생성합니다. 광분해성 포토레지스트는 디아조퀴논(DQN)을 광수용체로 사용하여 조명 후 광분해 반응을 통해 포지티브 포토레지스트로 만들 수 있으며, 광가교형 포토레지스트는 폴리비닐라우레이트를 감광 재료로 사용하여 빛의 작용으로 불용성 메시 구조를 형성하고 부식에 저항하여 네거티브 포토레지스트로 만들 수 있습니다. 반도체 집적 회로 리소그래피에 심자외선(DUV) 광원을 사용한 후, 화학 증폭(CAR) 기술이 점차 산업 응용 분야의 주류가 되었습니다. CAR 기술에서 수지는 화학 그룹으로 보호되어 용해가 어려운 폴리에틸렌입니다. 화학적으로 증폭된 포토레지스트는 광개시제로 광산(PAG)을 사용합니다. 포토레지스트가 노출되면 노출된 부위에서 PAG에 의해 산이 생성됩니다. 이 산은 열 후 베이킹 과정에서 촉매 역할을 하며 수지의 보호기를 제거하여 수지가 쉽게 용해되도록 합니다. 화학적으로 증폭된 포토레지스트는 DQN 포토레지스트보다 10배 빠르며 깊은 자외선 광원에 대한 광학적 감도가 우수하고 콘트라스트가 높으며 해상도가 높습니다.
포토 레지스트의 품질과 성능은 IC 성능, 수율 및 신뢰성에 영향을 미치는 핵심 요소이며 포토 리소그래피 공정의 비용은 전체 칩 제조 공정의 약 35%이며 전체 칩 공정 시간의 약 40-50%가 소요되며 포토 레지스트 비용은 전체 IC 제조 재료 비용의 약 4%를 차지하며 시장은 거대합니다. 제3자 기관인 위즈덤 리서치 컨설팅에 따르면 2019년 전 세계 포토레지스트 시장 규모는 약 1조 4,900억 달러로 2010년 이후 현재까지 약 5.4%의 CAGR을 기록할 것으로 예상됩니다. 향후 3년 동안 연평균 51%씩 성장하여 2022년에는 글로벌 포토레지스트 시장 규모가 100억 달러를 넘어설 것으로 예상됩니다. 포토레지스트 산업은 산업 장벽이 매우 높아 글로벌 범위에서 과점 상황입니다. 포토레지스트 산업은 수년 동안 일본과 미국의 전문 기업이 독점해 왔습니다. 현재 상위 5개 제조업체가 전 세계 포토레지스트 시장의 87%를 점유하고 있으며, 업계가 매우 집중되어 있습니다. 그 중 일본 JSR, 도쿄건설, 일본 신에츠, 후지전자재료의 시장 점유율을 합치면 72%에 달합니다. 그리고 고해상도 KrF 및 ArF 반도체 포토레지스트의 핵심 기술은 기본적으로 일본과 미국 기업이 독점하고 있으며 대부분의 제품은 듀폰, JSR Corporation, 신에츠 화학, 도쿄 화학 공업, 후지 필름, 한국 동진 등 일본과 미국 기업에서 생산됩니다. 전체 포토레지스트 시장 패턴을 보면 일본은 포토레지스트 산업의 거대한 집결지입니다. 현재 중국 본토는 전자 재료, 특히 포토 레지스트에 대한 외국 의존도가 높습니다. 따라서 반도체 소재의 국내 생산을 대체하는 것은 피할 수 없는 추세입니다.