抗蝕性即光刻膠材料在刻蝕過(guò)程中的抵抗力。在圖形從光刻膠轉(zhuǎn)移到晶片的過(guò)程中,光刻膠材料必須能夠抵抗高能和高溫(>150℃)而不改變其原有特性 。在后續(xù)的刻蝕工序中保護(hù)襯底表面。耐熱穩(wěn)定性、抗刻蝕能力和抗離子轟擊能力 。在濕法刻蝕中,印有電路圖形的光刻膠需要連同硅片一同置入化學(xué)刻蝕液中,進(jìn)行很多次的濕法腐蝕。只有光刻膠具有很強(qiáng)的抗蝕性,才能保證刻蝕液按照所希望的選擇比刻蝕出曝光所得圖形,更好體現(xiàn)器件性能。在干法刻蝕中,例如集成電路工藝中在進(jìn)行阱區(qū)和源漏區(qū)離子注入時(shí),需要有較好的保護(hù)電路圖形的能力,否則光刻膠會(huì)因?yàn)樵谧⑷氕h(huán)境中揮發(fā)而影響到注入腔的真空度。此時(shí)注入的離子將不會(huì)起到其在電路制造工藝中應(yīng)起到的作用,器件的電路性能受阻。光刻膠是一大類具有光敏化學(xué)作用的高分子聚合物材料,是轉(zhuǎn)移紫外曝光或電子束曝照?qǐng)D案的媒介。普陀干膜光刻膠光致抗蝕劑
按顯示效果分類;光刻膠可分為正性光刻膠和負(fù)性光刻膠。負(fù)性光刻膠顯影時(shí)形成的圖形與光罩(掩膜版)相反;正性光刻膠形成的圖形與掩膜版相同。兩者的生產(chǎn)工藝流程基本一致,區(qū)別在于主要原材料不同。
按照化學(xué)結(jié)構(gòu)分類;光刻膠可以分為光聚合型,光分解型,光交聯(lián)型和化學(xué)放大型。光聚合型光刻膠采用烯類單體,在光作用下生成自由基,進(jìn)一步引發(fā)單體聚合,生成聚合物;光分解型光刻膠,采用含有重氮醌類化合物(DQN)材料作為感光劑,其經(jīng)光照后,發(fā)生光分解反應(yīng),可以制成正性光刻膠;光交聯(lián)型光刻膠采用聚乙烯醇月桂酸酯等作為光敏材料,在光的作用下,形成一種不溶性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而起到抗蝕作用,可以制成負(fù)性光刻膠。 嘉定光分解型光刻膠溶劑光刻膠生產(chǎn)工藝復(fù)雜,技術(shù)壁壘高,其研發(fā)和量產(chǎn)對(duì)企業(yè)都具有極高要求。
肉桂酸酯類的光刻膠:這類光刻膠在紫外光的照射下,肉桂酸上的不飽和鍵會(huì)打開(kāi),產(chǎn)生自由基,形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。主要品種有聚乙烯醇肉桂酸酯光刻膠、聚乙烯氧乙基肉桂酸酯光刻膠和肉桂叉二酯光刻膠等。前者膠是早期被用于光刻膠制備的光敏高分子化合物,對(duì)二氧化硅、鋁、氧化鉻等材料都有良好的附著力,耐氫氟酸、磷酸腐蝕;中者膠在曝光下幾乎不受氧的影響,無(wú)須氮?dú)獗Wo(hù),分辨率1 μm左右,靈敏度較前者膠高1倍,黏附性好,抗蝕能力強(qiáng),圖形清晰、線條整齊,耐熱性好,顯影后可在190℃堅(jiān)膜0.5 h不變質(zhì),感光范圍在250~475 nm,特別對(duì)436 nm十分敏感,屬線型高分子聚合物;第三種膠能溶于酮類、烷烴等溶劑,不溶于水、乙醇等。有較好的黏附性和感光性 ,分辨率也很高,感光速度快。
包括光刻膠在內(nèi)的微電子化學(xué)品有技術(shù)要求高、功能性強(qiáng)、產(chǎn)品更新快等特點(diǎn),其產(chǎn)品品質(zhì)對(duì)下游電子產(chǎn)品的質(zhì)量和效率有非常大的影響。因此,下游企業(yè)對(duì)微電子化學(xué)品供應(yīng)商的質(zhì)量和供貨能力十分重視,常采用認(rèn)證采購(gòu)的模式,需要通過(guò)送樣檢驗(yàn)、技術(shù)研討、信息回饋、技術(shù)改進(jìn)、小批試做、大批量供貨、售后服務(wù)評(píng)價(jià)等嚴(yán)格的篩選流程。認(rèn)證時(shí)間久,要求嚴(yán)苛;一般產(chǎn)品得到下游客戶的認(rèn)證需要較長(zhǎng)的時(shí)間周期。顯示面板行業(yè)通常為1-2年,集成電路行業(yè)由于要求較高,認(rèn)證周期能達(dá)到2-3年時(shí)間;認(rèn)證階段內(nèi),光刻膠供應(yīng)商沒(méi)有該客戶的收入,這需要供應(yīng)收有足夠的資金實(shí)力。光刻膠供應(yīng)商與客戶粘性大;一般情況下,為了保持光刻膠供應(yīng)和效果的穩(wěn)定,下游客戶與光刻膠供應(yīng)商一旦建立供應(yīng)關(guān)系后,不會(huì)輕易更換。通過(guò)建立反饋機(jī)制,滿足個(gè)性化需求,光刻膠供應(yīng)商與客戶的粘性不斷增加。后來(lái)者想要加入到供應(yīng)商行列,往往需要滿足比現(xiàn)有供應(yīng)商更高的要求。所以光刻膠行業(yè)對(duì)新進(jìn)入者壁壘較高。光刻膠的技術(shù)壁壘包括配方技術(shù),質(zhì)量控制技術(shù)和原材料技術(shù)。
目前國(guó)內(nèi)從事半導(dǎo)體光刻膠研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)包括晶瑞股份、南大光電、上海新陽(yáng)、北京科華等。相關(guān)企業(yè)以i 線、g線光刻膠生產(chǎn)為主,應(yīng)用集成電路制程為350nm以上。在KrF光刻膠領(lǐng)域,北京科華、博康已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。國(guó)內(nèi)在ArF光刻膠領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相對(duì)較快的企業(yè)為南大光電,其先后承擔(dān)國(guó)家02專項(xiàng)“高分辨率光刻膠與先進(jìn)封裝光刻膠產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目”和“ArF光刻膠產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”,公司自主研發(fā)的ArF光刻膠產(chǎn)品成為國(guó)內(nèi)通過(guò)客戶驗(yàn)證的國(guó)產(chǎn)ArF光刻膠,其他國(guó)內(nèi)企業(yè)尚處于研發(fā)和驗(yàn)證階段。光刻膠屬于技術(shù)和資本密集型行業(yè),目前主要技術(shù)主要掌握在日、美等國(guó)際大公司手中,全球供應(yīng)市場(chǎng)高度集中。顯示面板光刻膠印刷電路板
有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化光刻膠被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)10nm以下工業(yè)化模式的理想材料。普陀干膜光刻膠光致抗蝕劑
在半導(dǎo)體集成電路光刻技術(shù)開(kāi)始使用深紫外(DUV)光源以后,化學(xué)放大(CAR)技術(shù)逐漸成為行業(yè)應(yīng)用的主流。在化學(xué)放大光刻膠技術(shù)中,樹(shù)脂是具有化學(xué)基團(tuán)保護(hù)因而難以溶解的聚乙烯。化學(xué)放大光刻膠使用光致酸劑(PAG)作為光引發(fā)劑。當(dāng)光刻膠曝光后,曝光區(qū)域的光致酸劑(PAG)將會(huì)產(chǎn)生一種酸。這種酸在后熱烘培工序期間作為催化劑,將會(huì)移除樹(shù)脂的保護(hù)基團(tuán)從而使得樹(shù)脂變得易于溶解?;瘜W(xué)放大光刻膠曝光速遞是DQN光刻膠的10倍,對(duì)深紫外光源具有良好的光學(xué)敏感性,同時(shí)具有高對(duì)比度,對(duì)高分辨率等優(yōu)點(diǎn)。按照曝光波長(zhǎng)分類;光刻膠可分為紫外光刻膠(300~450nm)、深紫外光刻膠(160~280nm)、極紫外光刻膠(EUV,13.5nm)、電子束光刻膠、離子束光刻膠、X射線光刻膠等。不同曝光波長(zhǎng)的光刻膠,其適用的光刻極限分辨率不同。通常來(lái)說(shuō),在使用工藝方法一致的情況下,波長(zhǎng)越短,加工分辨率越佳。普陀干膜光刻膠光致抗蝕劑
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