定義與特性
負(fù)性光刻膠是一種在曝光后,未曝光區(qū)域會(huì)溶解于顯影液的光敏材料,形成與掩膜版(Mask)圖案相反的圖形。與正性光刻膠相比,其主要特點(diǎn)是耐蝕刻性強(qiáng)、工藝簡(jiǎn)單、成本低,但分辨率較低(通?!?μm),主要應(yīng)用于對(duì)精度要求相對(duì)較低、需要厚膠或高耐腐蝕性的場(chǎng)景。
化學(xué)組成與工作原理
主要成分
基體樹(shù)脂:
? 早期以聚異戊二烯橡膠(天然或合成)為主,目前常用環(huán)化橡膠(Cyclized Rubber)或聚乙烯醇肉桂酸酯,提供膠膜的機(jī)械強(qiáng)度和耐蝕刻性。
光敏劑:
? 主要為雙疊氮化合物(如雙疊氮芪)或重氮醌類(lèi)衍生物,占比約5%-10%,吸收紫外光后引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)。
交聯(lián)劑:
? 如六亞甲基四胺(烏洛托品),在曝光后與樹(shù)脂發(fā)生交聯(lián),形成不溶性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
溶劑:
? 多為有機(jī)溶劑(如二甲苯、環(huán)己酮),溶解樹(shù)脂和光敏劑,涂布后揮發(fā)形成均勻膠膜。
工作原理
曝光前:光敏劑和交聯(lián)劑均勻分散在樹(shù)脂中,膠膜可溶于顯影液(有機(jī)溶劑)。
曝光時(shí):
? 光敏劑吸收紫外光(G線436nm為主)后產(chǎn)生活性自由基,引發(fā)交聯(lián)劑與樹(shù)脂分子間的共價(jià)鍵交聯(lián),使曝光區(qū)域形成不溶于顯影液的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
顯影后:
? 未曝光區(qū)域的樹(shù)脂因未交聯(lián),被顯影液溶解去除,曝光區(qū)域保留,形成負(fù)性圖案(與掩膜版相反)。
吉田半導(dǎo)體強(qiáng)化研發(fā),布局下一代光刻技術(shù)。無(wú)錫制版光刻膠報(bào)價(jià)
吉田半導(dǎo)體厚板光刻膠 JT-3001:國(guó)產(chǎn)技術(shù)助力 PCB 行業(yè)升級(jí)
JT-3001 厚板光刻膠支持 500nm/min 深蝕刻,成為國(guó)產(chǎn) PCB 電路板制造推薦材料。
吉田半導(dǎo)體自主研發(fā)的 JT-3001 厚板光刻膠,分辨率 1.5μm,抗深蝕刻速率 > 500nm/min,適用于高密度 PCB 制造。其無(wú)鹵無(wú)鉛配方通過(guò)歐盟 RoHS 認(rèn)證,已應(yīng)用于華為 5G 基站主板量產(chǎn)。產(chǎn)品采用國(guó)產(chǎn)原材料與全自動(dòng)化工藝,批次穩(wěn)定性達(dá) 99.5%,幫助客戶(hù)提升生產(chǎn)效率 20%,加速?lài)?guó)產(chǎn) PCB 行業(yè)技術(shù)升級(jí),推動(dòng) PCB 行業(yè)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。
惠州負(fù)性光刻膠耗材吉田技術(shù)自主化與技術(shù)領(lǐng)域突破!
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(guò)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(guò)加熱(90-130℃)激發(fā)光酸催化反應(yīng),提高分辨率和耐蝕刻性。
國(guó)家戰(zhàn)略支持
《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金三期規(guī)劃》將光刻膠列為重點(diǎn)投資領(lǐng)域,計(jì)劃投入超500億元支持研發(fā)。工信部對(duì)通過(guò)驗(yàn)證的企業(yè)給予稅收減免和設(shè)備采購(gòu)補(bǔ)貼,單家企業(yè)比較高補(bǔ)貼可達(dá)研發(fā)投入的30%。
地方產(chǎn)業(yè)協(xié)同
濟(jì)南設(shè)立寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)專(zhuān)項(xiàng)基金,深圳國(guó)際半導(dǎo)體光刻膠產(chǎn)業(yè)展覽會(huì)(2025年4月)吸引全球300余家企業(yè)參展,推動(dòng)技術(shù)交流。
資本助力產(chǎn)能擴(kuò)張
恒坤新材通過(guò)科創(chuàng)板IPO募資15億元,擴(kuò)大KrF光刻膠產(chǎn)能并布局集成電路前驅(qū)體項(xiàng)目。彤程新材半導(dǎo)體光刻膠業(yè)務(wù)2024年上半年?duì)I收增長(zhǎng)54.43%,ArF光刻膠開(kāi)始形成銷(xiāo)售。
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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(guò)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(guò)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(chē)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(guò)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(guò)12英寸產(chǎn)線驗(yàn)證,但量產(chǎn)良率較日本同類(lèi)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(kāi)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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負(fù)性光刻膠的工藝和應(yīng)用場(chǎng)景。無(wú)錫制版光刻膠報(bào)價(jià)
吉田半導(dǎo)體 SU-3 負(fù)性光刻膠:國(guó)產(chǎn)技術(shù)賦能 5G 芯片封裝
自主研發(fā) SU-3 負(fù)性光刻膠支持 3 微米厚膜加工,成為 5G 芯片高密度封裝材料。
針對(duì) 5G 芯片封裝需求,吉田半導(dǎo)體自主研發(fā) SU-3 負(fù)性光刻膠,分辨率達(dá) 1.5μm,抗深蝕刻速率 > 500nm/min。其超高感光度與耐化學(xué)性確保復(fù)雜圖形的完整性,已應(yīng)用于高通 5G 基帶芯片量產(chǎn)。產(chǎn)品采用國(guó)產(chǎn)原材料與工藝,不采用國(guó)外材料,成本較進(jìn)口產(chǎn)品降低 40%,幫助客戶(hù)提升封裝良率至 98.5%,為國(guó)產(chǎn) 5G 芯片制造提供關(guān)鍵材料支撐。
無(wú)錫制版光刻膠報(bào)價(jià)