? 化學反應:
? 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;
? 負性膠:曝光后光敏劑引發交聯劑與樹脂形成不溶性網狀結構。
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),溶解曝光區域;
? 負性膠:有機溶劑(如二甲苯、醋酸丁酯),溶解未曝光區域。
? 方法:噴淋顯影(PCB)或沉浸式顯影(半導體),時間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定性。
? 條件:
? 溫度:100-150℃(半導體用正性膠可能更高,如180℃);
? 時間:15-60分鐘(厚膠或高耐蝕需求時延長)。
7. 蝕刻/離子注入(后續工藝)
? 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:膠膜保護未曝光區域,使雜質離子只能注入曝光區域(半導體摻雜工藝)。
8. 去膠(Strip)
? 方法:
? 濕法去膠:強氧化劑(如硫酸+雙氧水)或有機溶劑(如N-甲基吡咯烷酮NMP);
? 干法去膠:氧等離子體灰化(半導體領域,無殘留)。
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廣東吉田半導體材料有限公司多種光刻膠產品,各有特性與優勢,適用于不同領域。
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,重量 100g。適用于液晶顯示領域的光刻工藝,能確保 LCD 生產過程中圖形的精確轉移和良好的涂布效果。
半導體正性光刻膠 YK - 300:具備耐熱耐酸、耐溶劑性、絕緣阻抗和緊密性,重量 100g。主要用于半導體制造工藝,滿足半導體器件對光刻膠在化學穩定性和電氣性能方面的要求。
耐腐蝕負性光刻膠 JT - NF100:重量 1L,具有耐腐蝕的特性,適用于在有腐蝕風險的光刻工藝中,比如一些特殊環境下的半導體加工或電路板制造。
內蒙古納米壓印光刻膠廠家光刻膠:半導體之路上的挑戰與突破。
厚板光刻膠
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電路板制造:在制作對線路精度和抗蝕刻性能要求高的電路板時,厚板光刻膠可確保線路的精細度和穩定性,比如汽車電子、工業控制等領域的電路板,能承受復雜環境和大電流、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節,保障芯片內部電路的精細布局,提高器件的性能和可靠性。
負性光刻膠
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半導體制造:在芯片制造過程中,用于制作一些對精度要求高、圖形面積較大的結構,如芯片的金屬互連層、接觸孔等。通過負性光刻膠的曝光和顯影工藝,能實現精確的圖形轉移,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)和有機發光二極管顯示器(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,從而實現圖像顯示。
先進制程瓶頸突破
KrF/ArF光刻膠的量產能力提升直接推動7nm及以下制程的國產化進程。例如,恒坤新材的KrF光刻膠已批量供應12英寸產線,覆蓋7nm工藝,其工藝寬容度較日本同類型產品提升30%。這使得國內晶圓廠(如中芯國際)在DUV多重曝光技術下,能夠以更低成本實現接近EUV的制程效果,緩解了EUV光刻機禁運的壓力。此外,武漢太紫微的T150A光刻膠通過120nm分辨率驗證,為28nm成熟制程的成本優化提供了新方案。
EUV光刻膠研發加速
盡管EUV光刻膠目前完全依賴進口,但國內企業已啟動關鍵技術攻關。久日新材的光致產酸劑實現噸級訂單,科技部“十四五”專項計劃投入20億元支持EUV光刻膠研發。華中科技大學團隊開發的“雙非離子型光酸協同增強響應”技術,將EUV光刻膠的靈敏度提升至0.5mJ/cm2,較傳統材料降低20倍曝光劑量。這些突破為未來3nm以下制程的技術儲備奠定基礎。
新型光刻技術融合
復旦大學團隊開發的功能型光刻膠,在全畫幅尺寸芯片上集成2700萬個有機晶體管,實現特大規模集成(ULSI)水平。這種技術突破不僅拓展了光刻膠在柔性電子、可穿戴設備等新興領域的應用,還為碳基芯片、量子計算等顛覆性技術提供了材料支撐。
吉田半導體材料的綠色環保與可持續發展。
技術研發:從配方到工藝的經驗壁壘
配方設計的“黑箱效應”
光刻膠配方涉及成百上千種成分的排列組合,需通過數萬次實驗優化。例如,ArF光刻膠需在193nm波長下實現0.1μm分辨率,其光酸產率、熱穩定性等參數需精確匹配光刻機性能。日本企業通過數十年積累形成的配方數據庫,國內企業短期內難以突破。
工藝控制的極限挑戰
光刻膠生產需在百級超凈車間進行,金屬離子含量需控制在1ppb以下。國內企業在“吸附—重結晶—過濾—干燥”耦合工藝上存在技術短板,導致產品批次一致性差。例如,恒坤新材的KrF光刻膠雖通過12英寸產線驗證,但量產良率較日本同類型產品低約15%。
EUV光刻膠的“代際鴻溝”
EUV光刻膠需在13.5nm波長下工作,傳統有機光刻膠因吸收效率低、熱穩定性差面臨淘汰。國內企業如久日新材雖開發出EUV光致產酸劑,但金屬氧化物基光刻膠(如氧化鋅)的納米顆粒分散技術尚未突破,導致分辨率只達10nm,而國際水平已實現5nm。
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關鍵工藝流程
涂布:
? 在晶圓/基板表面旋涂光刻膠,厚度控制在0.1-5μm(依制程精度調整),需均勻無氣泡(旋涂轉速500-5000rpm)。
前烘(Soft Bake):
? 加熱(80-120℃)去除溶劑,固化膠膜,增強附著力(避免顯影時邊緣剝離)。
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準分子激光(用于28nm-14nm制程,如存儲芯片)。
? EUV膠(13.5nm):極紫外光源(用于7nm以下制程,需控制納米級缺陷)。
? 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),曝光區域膠膜溶解,未曝光區域保留,形成三維立體圖案。
后烘(Post-Exposure Bake, PEB):
? 化學增幅型膠需此步驟,通過加熱(90-130℃)激發光酸催化反應,提高分辨率和耐蝕刻性。
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