? 化學(xué)反應(yīng):
? 正性膠:曝光后光敏劑(如重氮醌DQN)分解,生成羧酸,在堿性顯影液中溶解;
? 負(fù)性膠:曝光后光敏劑引發(fā)交聯(lián)劑與樹脂形成不溶性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
5. 顯影(Development)
? 顯影液:
? 正性膠:堿性水溶液(如0.26N四甲基氫氧化銨TMAH),溶解曝光區(qū)域;
? 負(fù)性膠:有機(jī)溶劑(如二甲苯、醋酸丁酯),溶解未曝光區(qū)域。
? 方法:噴淋顯影(PCB)或沉浸式顯影(半導(dǎo)體),時(shí)間30秒-2分鐘,需控制顯影液濃度和溫度。
6. 后烘(Post-Bake)
? 目的:固化膠膜,提升耐蝕刻性和熱穩(wěn)定性。
? 條件:
? 溫度:100-150℃(半導(dǎo)體用正性膠可能更高,如180℃);
? 時(shí)間:15-60分鐘(厚膠或高耐蝕需求時(shí)延長(zhǎng))。
7. 蝕刻/離子注入(后續(xù)工藝)
? 蝕刻:以膠膜為掩膜,通過濕法(酸堿溶液)或干法(等離子體)刻蝕基板材料(如硅、金屬、玻璃);
? 離子注入:膠膜保護(hù)未曝光區(qū)域,使雜質(zhì)離子只能注入曝光區(qū)域(半導(dǎo)體摻雜工藝)。
8. 去膠(Strip)
? 方法:
? 濕法去膠:強(qiáng)氧化劑(如硫酸+雙氧水)或有機(jī)溶劑(如N-甲基吡咯烷酮NMP);
? 干法去膠:氧等離子體灰化(半導(dǎo)體領(lǐng)域,無(wú)殘留)。
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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。
內(nèi)蒙古納米壓印光刻膠廠家光刻膠:半導(dǎo)體之路上的挑戰(zhàn)與突破。
厚板光刻膠
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電路板制造:在制作對(duì)線路精度和抗蝕刻性能要求高的電路板時(shí),厚板光刻膠可確保線路的精細(xì)度和穩(wěn)定性,比如汽車電子、工業(yè)控制等領(lǐng)域的電路板,能承受復(fù)雜環(huán)境和大電流、高電壓等工況。
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功率器件制造:像絕緣柵雙極晶體管(IGBT)這類功率器件,需要承受高電壓和大電流,厚板光刻膠可用于其芯片制造過程中的光刻環(huán)節(jié),保障芯片內(nèi)部電路的精細(xì)布局,提高器件的性能和可靠性。
負(fù)性光刻膠
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半導(dǎo)體制造:在芯片制造過程中,用于制作一些對(duì)精度要求高、圖形面積較大的結(jié)構(gòu),如芯片的金屬互連層、接觸孔等。通過負(fù)性光刻膠的曝光和顯影工藝,能實(shí)現(xiàn)精確的圖形轉(zhuǎn)移,確保芯片各部分之間的電氣連接正常。
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平板顯示制造:在液晶顯示器(LCD)和有機(jī)發(fā)光二極管顯示器(OLED)的制造中,用于制作電極、像素等大面積圖案。以 LCD 為例,負(fù)性光刻膠可幫助形成液晶層與玻璃基板之間的電極圖案,控制液晶分子的排列,從而實(shí)現(xiàn)圖像顯示。
先進(jìn)制程瓶頸突破
KrF/ArF光刻膠的量產(chǎn)能力提升直接推動(dòng)7nm及以下制程的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。例如,恒坤新材的KrF光刻膠已批量供應(yīng)12英寸產(chǎn)線,覆蓋7nm工藝,其工藝寬容度較日本同類型產(chǎn)品提升30%。這使得國(guó)內(nèi)晶圓廠(如中芯國(guó)際)在DUV多重曝光技術(shù)下,能夠以更低成本實(shí)現(xiàn)接近EUV的制程效果,緩解了EUV光刻機(jī)禁運(yùn)的壓力。此外,武漢太紫微的T150A光刻膠通過120nm分辨率驗(yàn)證,為28nm成熟制程的成本優(yōu)化提供了新方案。
EUV光刻膠研發(fā)加速
盡管EUV光刻膠目前完全依賴進(jìn)口,但國(guó)內(nèi)企業(yè)已啟動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。久日新材的光致產(chǎn)酸劑實(shí)現(xiàn)噸級(jí)訂單,科技部“十四五”專項(xiàng)計(jì)劃投入20億元支持EUV光刻膠研發(fā)。華中科技大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的“雙非離子型光酸協(xié)同增強(qiáng)響應(yīng)”技術(shù),將EUV光刻膠的靈敏度提升至0.5mJ/cm2,較傳統(tǒng)材料降低20倍曝光劑量。這些突破為未來(lái)3nm以下制程的技術(shù)儲(chǔ)備奠定基礎(chǔ)。
新型光刻技術(shù)融合
復(fù)旦大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的功能型光刻膠,在全畫幅尺寸芯片上集成2700萬(wàn)個(gè)有機(jī)晶體管,實(shí)現(xiàn)特大規(guī)模集成(ULSI)水平。這種技術(shù)突破不僅拓展了光刻膠在柔性電子、可穿戴設(shè)備等新興領(lǐng)域的應(yīng)用,還為碳基芯片、量子計(jì)算等顛覆性技術(shù)提供了材料支撐。
吉田半導(dǎo)體材料的綠色環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展。
技術(shù)研發(fā):從配方到工藝的經(jīng)驗(yàn)壁壘
配方設(shè)計(jì)的“黑箱效應(yīng)”
光刻膠配方涉及成百上千種成分的排列組合,需通過數(shù)萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)優(yōu)化。例如,ArF光刻膠需在193nm波長(zhǎng)下實(shí)現(xiàn)0.1μm分辨率,其光酸產(chǎn)率、熱穩(wěn)定性等參數(shù)需精確匹配光刻機(jī)性能。日本企業(yè)通過數(shù)十年積累形成的配方數(shù)據(jù)庫(kù),國(guó)內(nèi)企業(yè)短期內(nèi)難以突破。
工藝控制的極限挑戰(zhàn)
光刻膠生產(chǎn)需在百級(jí)超凈車間進(jìn)行,金屬離子含量需控制在1ppb以下。國(guó)內(nèi)企業(yè)在“吸附—重結(jié)晶—過濾—干燥”耦合工藝上存在技術(shù)短板,導(dǎo)致產(chǎn)品批次一致性差。例如,恒坤新材的KrF光刻膠雖通過12英寸產(chǎn)線驗(yàn)證,但量產(chǎn)良率較日本同類型產(chǎn)品低約15%。
EUV光刻膠的“代際鴻溝”
EUV光刻膠需在13.5nm波長(zhǎng)下工作,傳統(tǒng)有機(jī)光刻膠因吸收效率低、熱穩(wěn)定性差面臨淘汰。國(guó)內(nèi)企業(yè)如久日新材雖開發(fā)出EUV光致產(chǎn)酸劑,但金屬氧化物基光刻膠(如氧化鋅)的納米顆粒分散技術(shù)尚未突破,導(dǎo)致分辨率只達(dá)10nm,而國(guó)際水平已實(shí)現(xiàn)5nm。
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關(guān)鍵工藝流程
涂布:
? 在晶圓/基板表面旋涂光刻膠,厚度控制在0.1-5μm(依制程精度調(diào)整),需均勻無(wú)氣泡(旋涂轉(zhuǎn)速500-5000rpm)。
前烘(Soft Bake):
? 加熱(80-120℃)去除溶劑,固化膠膜,增強(qiáng)附著力(避免顯影時(shí)邊緣剝離)。
曝光:
? 光源匹配:
? G/I線膠:汞燈(適用于≥1μm線寬,如PCB、LCD)。
? DUV膠(248nm/193nm):KrF/ArF準(zhǔn)分子激光(用于28nm-14nm制程,如存儲(chǔ)芯片)。
? EUV膠(13.5nm):極紫外光源(用于7nm以下制程,需控制納米級(jí)缺陷)。
? 曝光能量:需精確控制(如ArF膠約50mJ/cm2),避免過曝或欠曝導(dǎo)致圖案失真。
顯影:
? 采用堿性溶液(如0.262N四甲基氫氧化銨,TMAH),曝光區(qū)域膠膜溶解,未曝光區(qū)域保留,形成三維立體圖案。
后烘(Post-Exposure Bake, PEB):
? 化學(xué)增幅型膠需此步驟,通過加熱(90-130℃)激發(fā)光酸催化反應(yīng),提高分辨率和耐蝕刻性。
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