工藝流程
? 目的:去除基板表面油污、顆粒,增強(qiáng)感光膠附著力。
? 方法:
? 化學(xué)清洗(硫酸/雙氧水、去離子水);
? 表面處理(硅基板用六甲基二硅氮烷HMDS疏水化,PCB基板用粗化處理)。
涂布(Coating)
? 方式:
? 旋涂:半導(dǎo)體/顯示領(lǐng)域,厚度控制精確(納米至微米級(jí)),轉(zhuǎn)速500-5000rpm;
? 噴涂/輥涂:PCB/MEMS領(lǐng)域,適合大面積或厚膠(微米至百微米級(jí),如負(fù)性膠可達(dá)100μm)。
? 關(guān)鍵參數(shù):膠液黏度、涂布速度、基板溫度(影響厚度均勻性)。
前烘(Soft Bake)
? 目的:揮發(fā)溶劑,固化膠膜,增強(qiáng)附著力和穩(wěn)定性。
? 條件:
? 溫度:60-120℃(正性膠通常更低,如90℃;負(fù)性膠可至100℃以上);
? 時(shí)間:5-30分鐘(根據(jù)膠厚調(diào)整,厚膠需更長時(shí)間)。
曝光(Exposure)
? 光源:
? 紫外光(UV):G線(436nm)、I線(365nm)用于傳統(tǒng)光刻(分辨率≥1μm);
? 深紫外(DUV):248nm(KrF)、193nm(ArF)用于半導(dǎo)體先進(jìn)制程(分辨率至20nm);
? 極紫外(EUV):13.5nm,用于7nm以下制程(只能正性膠適用)。
? 曝光方式:
? 接觸式/接近式:掩膜版與膠膜直接接觸(PCB、MEMS,低成本但精度低);
? 投影式:通過物鏡聚焦(半導(dǎo)體,分辨率高,如ArF光刻機(jī)精度達(dá)22nm)。
光刻膠與自組裝材料(DSA)結(jié)合,有望突破傳統(tǒng)光刻的分辨率極限。煙臺(tái)阻焊光刻膠品牌
廣東吉田半導(dǎo)體材料有限公司多種光刻膠產(chǎn)品,各有特性與優(yōu)勢(shì),適用于不同領(lǐng)域。
LCD 正性光刻膠 YK - 200:具有較大曝光、高分辨率、良好涂布和附著力的特點(diǎn),重量 100g。適用于液晶顯示領(lǐng)域的光刻工藝,能確保 LCD 生產(chǎn)過程中圖形的精確轉(zhuǎn)移和良好的涂布效果。
半導(dǎo)體正性光刻膠 YK - 300:具備耐熱耐酸、耐溶劑性、絕緣阻抗和緊密性,重量 100g。主要用于半導(dǎo)體制造工藝,滿足半導(dǎo)體器件對(duì)光刻膠在化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能方面的要求。
耐腐蝕負(fù)性光刻膠 JT - NF100:重量 1L,具有耐腐蝕的特性,適用于在有腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的光刻工藝中,比如一些特殊環(huán)境下的半導(dǎo)體加工或電路板制造。
合肥阻焊油墨光刻膠工廠國產(chǎn)光刻膠突破技術(shù)瓶頸,在中高級(jí)市場(chǎng)逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。
技術(shù)驗(yàn)證周期長
半導(dǎo)體光刻膠的客戶驗(yàn)證周期通常為2-3年,需經(jīng)歷PRS(性能測(cè)試)、STR(小試)、MSTR(批量驗(yàn)證)等階段。南大光電的ArF光刻膠自2021年啟動(dòng)驗(yàn)證,預(yù)計(jì)2025年才能進(jìn)入穩(wěn)定供貨階段。
原材料依賴仍存
樹脂和光酸仍依賴進(jìn)口,如KrF光刻膠樹脂的單體國產(chǎn)化率不足10%。國內(nèi)企業(yè)需在“吸附—重結(jié)晶—過濾—干燥”耦合工藝等關(guān)鍵技術(shù)上持續(xù)突破。
未來技術(shù)路線
? 金屬氧化物基光刻膠:氧化鋅、氧化錫等材料在EUV光刻中展現(xiàn)出更高分辨率和穩(wěn)定性,清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)已實(shí)現(xiàn)5nm線寬的原型驗(yàn)證。
? 電子束光刻膠:中科院微電子所開發(fā)的聚酰亞胺基電子束光刻膠,分辨率達(dá)1nm,適用于量子芯片制造。
? AI驅(qū)動(dòng)材料設(shè)計(jì):華為與中科院合作,利用機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化光刻膠配方,研發(fā)周期縮短50%。
納米壓印光刻膠
微納光學(xué)器件制造:制作衍射光學(xué)元件、微透鏡陣列等微納光學(xué)器件時(shí),納米壓印光刻膠可實(shí)現(xiàn)高精度的微納結(jié)構(gòu)復(fù)制。通過納米壓印技術(shù),將模板上的微納圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠上,再經(jīng)過后續(xù)處理,可制造出具有特定光學(xué)性能的微納光學(xué)器件,應(yīng)用于光通信、光學(xué)成像等領(lǐng)域。
生物芯片制造:在 DNA 芯片、蛋白質(zhì)芯片等生物芯片的制造中,需要在芯片表面構(gòu)建高精度的微納結(jié)構(gòu),用于生物分子的固定和檢測(cè)。納米壓印光刻膠可幫助實(shí)現(xiàn)這些精細(xì)結(jié)構(gòu)的制作,提高生物芯片的檢測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確性。
平板顯示用光刻膠需具備高透光率,以保證屏幕色彩顯示的準(zhǔn)確性。
技術(shù)優(yōu)勢(shì):23年研發(fā)沉淀與細(xì)分領(lǐng)域突破
全流程自主化能力
吉田在光刻膠研發(fā)中實(shí)現(xiàn)了從樹脂合成、光引發(fā)劑制備到配方優(yōu)化的全流程自主化。例如,其納米壓印光刻膠通過自主開發(fā)的樹脂體系,實(shí)現(xiàn)了3μm的分辨率,適用于MEMS傳感器、光學(xué)器件等領(lǐng)域。
技術(shù)壁壘:公司擁有23年光刻膠研發(fā)經(jīng)驗(yàn),掌握光刻膠主要原材料(如樹脂、光酸)的合成技術(shù),部分原材料純度達(dá)PPT級(jí)。
細(xì)分領(lǐng)域技術(shù)先進(jìn)
? 納米壓印光刻膠:在納米級(jí)圖案化領(lǐng)域(如量子點(diǎn)顯示、生物芯片)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破,分辨率達(dá)3μm,填補(bǔ)國內(nèi)空缺。
? LCD光刻膠:針對(duì)顯示面板行業(yè)需求,開發(fā)出高感光度、高對(duì)比度的光刻膠,適配AMOLED、Micro LED等新型顯示技術(shù)。
研發(fā)投入與合作
公司2018年獲高新技術(shù)性企業(yè)認(rèn)證,與新材料領(lǐng)域同伴們合作開發(fā)半導(dǎo)體光刻膠,計(jì)劃2025年啟動(dòng)半導(dǎo)體用KrF光刻膠研發(fā)。
無銦光刻膠(金屬氧化物基)是下一代EUV光刻膠的研發(fā)方向之一。天津制版光刻膠工廠
光刻膠的靈敏度(曝光劑量)和對(duì)比度是衡量其性能的關(guān)鍵參數(shù)。煙臺(tái)阻焊光刻膠品牌
定義與特性
正性光刻膠是一種在曝光后,曝光區(qū)域會(huì)溶解于顯影液的光敏材料,形成與掩膜版(Mask)圖案一致的圖形。與負(fù)性光刻膠(未曝光區(qū)域溶解)相比,其優(yōu)勢(shì)是分辨率高、圖案邊緣清晰,是半導(dǎo)體制造(尤其是制程)的主流選擇。
化學(xué)組成與工作原理
主要成分
? 樹脂(成膜劑):
? 傳統(tǒng)正性膠:采用**酚醛樹脂(Novolak)與重氮萘醌(DNQ,光敏劑)**的復(fù)合體系(PAC體系),占比約80%-90%。
? 化學(xué)增幅型(用于DUV/EUV):含環(huán)化烯烴樹脂或含氟聚合物,搭配光酸發(fā)生器(PAG),通過酸催化反應(yīng)提高感光度和分辨率。
? 溶劑:溶解樹脂和感光劑,常用丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)或乳酸乙酯。
? 添加劑:表面活性劑(改善涂布均勻性)、穩(wěn)定劑(防止暗反應(yīng))、堿溶解度調(diào)節(jié)劑等。
工作原理
? 曝光前:光敏劑(如DNQ)與樹脂結(jié)合,形成不溶于堿性顯影液的復(fù)合物。
? 曝光時(shí):
? 傳統(tǒng)PAC體系:DNQ在紫外光(G線436nm、I線365nm)照射下發(fā)生光分解,生成羧酸,使曝光區(qū)域樹脂在堿性顯影液中溶解性增強(qiáng)。
? 化學(xué)增幅型:PAG在DUV/EUV光下產(chǎn)生活性酸,催化樹脂發(fā)生脫保護(hù)反應(yīng),大幅提高顯影速率(靈敏度提升10倍以上)。
? 顯影后:曝光區(qū)域溶解去除,未曝光區(qū)域保留,形成正性圖案。
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