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。 目前,我國光刻膠自給率較低,生產(chǎn)也主要集中在中低端產(chǎn)品,國產(chǎn)替代的空間廣闊。華東黑色光刻膠
光刻膠屬于半導(dǎo)體八大重要材料之一,根據(jù)全球半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)(SEMI)近期數(shù)據(jù),光刻膠在半導(dǎo)體晶圓制造材料價(jià)值占比5%,光刻膠輔助材料占比7%,二者合計(jì)占比12%,光刻膠及輔助材料是繼硅片、電子特氣和光掩模之后的第四大半導(dǎo)體材料。光刻膠又稱光致抗蝕劑,是指通過紫外光、電子束、離子束、X射線等照射或輻射,其溶解度發(fā)生變化的耐蝕劑刻薄膜材料,目前被用于光電信息產(chǎn)業(yè)的微細(xì)圖形線路加工制作環(huán)節(jié)。光刻膠由增感劑(光引發(fā)劑)、感光樹脂(聚合劑)、溶劑與助劑構(gòu)成。華東PCB光刻膠溶劑在集成電路制造領(lǐng)域,如果說光刻機(jī)是推動(dòng)制程技術(shù)進(jìn)步的“引擎”,光刻膠就是這部“引擎”的“燃料”。
目前國內(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、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)品成為國內(nèi)通過客戶驗(yàn)證的國產(chǎn)ArF光刻膠,其他國內(nèi)企業(yè)尚處于研發(fā)和驗(yàn)證階段。
美國能源部布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員采用原子層沉積(ALD)系統(tǒng),將有機(jī)聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)與氧化鋁結(jié)合起來,創(chuàng)造了雜化有機(jī)-無機(jī)光刻膠。他們在將涂有PMMA薄膜的襯底放到ALD反應(yīng)室中之后,引入了鋁前驅(qū)物蒸汽。這個(gè)蒸汽通過PMMA基質(zhì)內(nèi)部的微小分子孔擴(kuò)散,與聚合物鏈內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)結(jié)合到一起。然后,他們引入了另一種前驅(qū)物(例如水),與前驅(qū)物反應(yīng)形成PMMA基體內(nèi)部的氧化鋁。該雜化光刻膠的蝕刻選擇比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ZEP(一種昂貴的光刻膠)和二氧化硅。光刻膠達(dá)到下游客戶要求的技術(shù)指標(biāo)后,還需要進(jìn)行較長時(shí)間驗(yàn)證測試(1-3 年)。
在CAR技術(shù)體系中,光刻膠中的光引發(fā)劑經(jīng)過曝光后并不直接改變光刻膠在顯影液中的溶解度,而是產(chǎn)生酸。在后續(xù)的熱烘培流程的高溫環(huán)境下,曝光產(chǎn)生的酸作為催化劑改變光刻膠在顯影液中的溶解度。因此CAR技術(shù)體系下的光引發(fā)劑又叫做光致酸劑。由于CAR光刻膠的光致酸劑產(chǎn)生的酸本身并不會(huì)在曝光過程中消耗而是作為催化劑而存在,因此少量的酸就可以持續(xù)地起到有效作用。CAR光刻膠的光敏感性很強(qiáng),所需要從深紫外輻射中吸收的能量很少,因此加強(qiáng)了光刻的效率。CAR光刻膠曝光速遞是DQN光刻膠的10倍左右。光刻膠只是一種形象的說法,因?yàn)楣饪棠z從外觀上呈現(xiàn)為膠狀液體。浙江化學(xué)放大型光刻膠樹脂
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、美等國際大公司手中,全球供應(yīng)市場高度集中。華東黑色光刻膠
隨著IC集成度的提高,世界集成電路的制程工藝水平按已由微米級(jí)、亞微米級(jí)、深亞微米級(jí)進(jìn)入到納米級(jí)階段。集成電路線寬不斷縮小的趨勢,對(duì)包括光刻在內(nèi)的半導(dǎo)體制程工藝提出了新的挑戰(zhàn)。在半導(dǎo)體制程的光刻工藝中,集成電路線寬的特征尺寸可以由如右所示的瑞利公式確定:CD=k1*λ/NA。CD (Critical Dimension)表示集成電路制程中的特征尺寸;k1是瑞利常數(shù),是光刻系統(tǒng)中工藝和材料的一個(gè)相關(guān)系數(shù);λ是曝光波長,而NA(Numerical Aperture)則是指光刻機(jī)的孔徑數(shù)值。因此,光刻機(jī)需要通過降低瑞利常數(shù)和曝光波長,增大孔徑尺寸來制造具有更小特征尺寸的集成電路。其中降低曝光波長與光刻機(jī)使用的光源以及光刻膠材料高度相關(guān)。華東黑色光刻膠