Aan het einde van de jaren 1980 domineerde Japan de halfgeleiderindustrie met een overweldigende dominantie. NEC, Toshiba, Hitachi, Fujitsu, Mitsubishi, Matsushita en andere Japanse bedrijven namen in 1988 maar liefst 50% van de chipindustrie voor hun rekening. Vandaag de dag behoort geen van deze bedrijven echter tot de leiders in een industrie die met ijzeren vuist wordt gedomineerd door Taiwanese, Amerikaanse, Nederlandse, Zuid-Koreaanse en Duitse bedrijven.
De meeste technologiefanaten die innovaties op het gebied van geïntegreerde schakelingen volgen, denken waarschijnlijk aan het Nederlandse bedrijf ASML als we kijken naar fabrikanten van lithografieapparatuur. Of het Taiwanese TSMC als we ons verdiepen in chipfabricage. Of het Amerikaanse Applied Materials als we kijken naar geavanceerde halfgeleidermaterialen. De kracht van Japan ligt elders.
Het Japanse JSR is wereldleider op het gebied van fotoresistematerialen voor chips.
In de fabrieken voor geïntegreerde schakelingen die ik heb mogen bezoeken, zoals Intel’s Kiryat Gat (Israël) of Kulim (Maleisië), heb ik gezien dat de lithografiemachines van ASML vaak worden vergezeld door verwerkingsapparatuur van het Japanse Tokyo Electron. Hetzelfde geldt zeker voor de fabrieken van TSMC, Samsung, SK Hynix of Micron. Canon is een andere toonaangevende Japanse fabrikant van lithografieapparatuur. Het afgelopen jaar heeft het bedrijf veel lawaai gemaakt met zijn nano-imprintlithografiemachines.
Toch is noch Tokyo Electron noch Canon marktleider in de sector voor lithografieapparatuur. Deze dominante positie wordt ingenomen door ASML. Maar interessant genoeg is er één Japans bedrijf dat de onbetwiste leider is op zijn gebied. Het is weinig bekend buiten de halfgeleiderindustrie, maar toch is het een van de bolwerken van Japan. Het heet JSR Corporation en is gespecialiseerd in de productie van fotolakmaterialen.
Depositie bereidt siliciumwafers voor op de overdracht van het geometrische patroon door een zeer dunne laag materiaal op de wafers te deponeren.
De door ASML ontworpen en geproduceerde fotolithografieapparatuur is verantwoordelijk voor het zeer nauwkeurig overbrengen van het geometrische patroon dat door het masker wordt beschreven, naar het oppervlak van de siliciumwafer. Op dit gebied kunnen we het patroon zien als de “tekening” die de verdeling van de transistors, verbindingen en andere elementen waaruit een geïntegreerd circuit bestaat, afbakent.
Voor deze belangrijke stap moeten de wafers echter een proces ondergaan dat depositie wordt genoemd. Hierbij wordt meestal apparatuur gebruikt die wordt gemaakt door Tokyo Electron of Applied Materials. Het doel is om de silicium wafers voor te bereiden op de overdracht van het geometrische patroon door er een zeer dunne laag materiaal op aan te brengen. Afhankelijk van het type chip dat gefabriceerd wordt, zal het nodig zijn om het ene of het andere materiaal te gebruiken.
Een van de meest gebruikte depositietechnieken staat bekend als oxidatie, waarbij gebruik wordt gemaakt van het vermogen van silicium om een zeer dunne oxidelaag te vormen wanneer het reageert met water. Het doel hiervan is om transistors en andere chipcomponenten te beschermen tegen vervuiling van buitenaf. Maar voordat het geometrische patroon met lithografieapparatuur op de wafer wordt overgebracht, moet er een vloeistof op de wafer worden gegoten die licht kan absorberen en het patroon kan behouden. Dit is de functie van de fotolakvloeistof.
De afgelopen twintig jaar waren alle bedrijven die gespecialiseerd waren in de productie van fotoresistmaterialen Japans. In feite heeft Japan sindsdien een monopolie op deze markt, die momenteel wordt geleid door JSR Corporation. Dit bedrijf levert zijn fotoresistvloeistoffen aan de meeste halfgeleiderfabrikanten die ik in dit artikel heb genoemd, en helpt zo het leiderschap van Japan te behouden op een zeer belangrijk gebied dat meestal onopgemerkt blijft: de productie van geavanceerde materialen voor de productie van geïntegreerde schakelingen.
