歷史上光刻機所使用的光源波長呈現(xiàn)出與集成電路關鍵尺寸同步縮小的趨勢。不同波長的光刻光源要求截然不同的光刻設備和光刻膠材料。在20世紀80年代,半導體制成的主流工藝尺寸在1.2um(1200nm)至 0.8um(800nm)之間。那時候波長436nm的光刻光源被大量使用。在90年代前半期,隨著半導體制程工藝尺寸朝 0.5um(500nm)和0.35um(350nm)演進,光刻開始采用365nm波長光源。436nm和365nm光源分別是高壓汞燈中能量比較高,波長**短的兩個譜線。高壓汞燈技術成熟,因此很早被用來當作光刻光源。使用波長短,能量高的光源進行光刻工藝更容易激發(fā)光化學反應、提高光刻分別率。以研究光譜而聞名的近代德國科學家約瑟夫·弗勞恩霍夫?qū)⑦@兩種波長的光譜分別命名為G線和I線。這也是 g-line光刻和 i-line光刻技術命名的由來。高壁壘和高價值量是光刻膠的典型特征。光刻膠屬于技術和資本密集型行業(yè),全球供應市場高度集中。上海LCD觸摸屏用光刻膠單體
EUV(極紫外光)光刻技術是20年來光刻領域的進展。由于目前可供利用的光學材料無法很好支持波長13nm以下的輻射的反射和透射,因此 EUV 光刻技術使用波長為13.5nm的紫外光作為光刻光源。EUV(極紫外光)光刻技術將半導體制程技術在10nm以下的區(qū)域繼續(xù)推進。在 EUV 光刻工藝的 13.5nm 波長尺度上,量子的不確定性效應開始顯現(xiàn),為相應光源,光罩和光刻膠的設計和使用帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。目前 EUV 光刻機只有荷蘭 ASML 有能力制造,許多相應的技術細節(jié)尚不為外界所知。在即將到來的 EUV 光刻時代,業(yè)界預期已經(jīng)流行長達 20 年之久的 KrF、ArF 光刻膠技術或?qū)⒂瓉砑夹g變革。浦東彩色光刻膠單體根據(jù)應用領域不同,光刻膠可分為 PCB 光刻膠、LCD 光刻膠和半導體光刻膠,技術門檻逐漸遞增。
此外,光刻膠也可以用于液晶平板顯示等較大面積電子產(chǎn)品的制作。90年代后半期,遵從摩爾定律的指引,半導體制程工藝尺寸開始縮小到0.35um(350nm)以下,因而開始要求更高分辨率的光刻技術。深紫外光由于波長更短,衍射作用小,所以可以用于更高分辨率的光刻光源。隨著 KrF、ArF等稀有氣體鹵化物準分子激發(fā)態(tài)激光光源研究的發(fā)展,248nm(KrF)、193nnm(ArF)的光刻光源技術開始成熟并投入實際使用。然而,由于 DQN 體系光刻膠對深紫外光波段的強烈吸收效應,KrF和ArF作為光刻氣體產(chǎn)生的射光無法穿透DQN光刻膠,這意味著光刻分辨率會受到嚴重影響。因此深紫外光刻膠采取了與i-line和g-line光刻膠完全不同的技術體系,這種技術體系被稱為化學放大光阻體系(Chemically Amplified Resist, CAR)。
導體光刻膠的涂敷方法主要是旋轉(zhuǎn)涂膠法,具體可以分為靜態(tài)旋轉(zhuǎn)法和動態(tài)噴灑法。靜態(tài)旋轉(zhuǎn)法:首先把光刻膠通過滴膠頭堆積在硅片的中心,然后低速旋轉(zhuǎn)使得光刻膠鋪開,再以高速旋轉(zhuǎn)甩掉多余的光刻膠。在高速旋轉(zhuǎn)的過程中,光刻膠中的溶劑會揮發(fā)一部分。靜態(tài)涂膠法中的光刻膠堆積量非常關鍵,量少了會導致光刻膠不能充分覆蓋硅片,量大了會導致光刻膠在硅片邊緣堆積甚至流到硅片的背面,影響工藝質(zhì)量。動態(tài)噴灑法:隨著硅片尺寸越來越大,靜態(tài)涂膠已經(jīng)不能滿足新型的硅片加工需求。相對靜態(tài)旋轉(zhuǎn)法而言,動態(tài)噴灑法在光刻膠對硅片進行澆注的時刻就開始以低速旋轉(zhuǎn)幫助光刻膠進行**初的擴散。這種方法可以用較少量的光刻膠形成更均勻的光刻膠鋪展,以高速旋轉(zhuǎn)形成滿足厚薄與均勻度要求的光刻膠膜。亞甲基雙苯醚型光刻膠:這種類型的光刻膠適用于制造精度較低的電路元件。
質(zhì)量控制技術:由于用戶對光刻膠的穩(wěn)定性、一致性要求高,包括不同批次間的一致性,通常希望對感光靈敏度、膜厚的一致性保持在較高水平,因此,光刻膠生產(chǎn)商不僅要配備齊全的測試儀器,還需要建立一套嚴格的QA體系以保證產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定。原材料技術:光刻膠是一種經(jīng)過嚴格設計的復雜、精密的配方產(chǎn)品,由成膜劑、光敏劑、溶劑和添加劑等不同性質(zhì)的原料,通過不同的排列組合,經(jīng)過復雜、精密的加工工藝而制成。因此,光刻膠原材料的品質(zhì)對光刻膠的質(zhì)量起著關鍵作用。對于半導體化學化學試劑的純度,際半導體設備和材料組織(SEMI)制定了國際統(tǒng)一標準。光刻膠的組成部分包括:光引發(fā)劑(包括光增感劑、光致產(chǎn)酸劑)、光刻膠樹脂、單體、溶劑和其他助劑。江蘇正性光刻膠印刷電路板
在PCB行業(yè):主要使用的光刻膠有干膜光刻膠、濕膜光刻膠、感光阻焊油墨等。上海LCD觸摸屏用光刻膠單體
光刻膠(Photoresist)又稱光致抗蝕劑,是指通過紫外光、電子束、離子束、X射線等的照射或輻射,其溶解度發(fā)生變化的耐蝕劑刻薄膜材料。由感光樹脂、增感劑和溶劑3種主要成分組成的對光敏感的混合液體。在光刻工藝過程中,用作抗腐蝕涂層材料。半導體材料在表面加工時,若采用適當?shù)挠羞x擇性的光刻膠,可在表面上得到所需的圖像。光刻膠按其形成的圖像分類有正性、負性兩大類。在光刻膠工藝過程中,涂層曝光、顯影后,曝光部分被溶解,未曝光部分留下來,該涂層材料為正性光刻膠。如果曝光部分被保留下來,而未曝光被溶解,該涂層材料為負性光刻膠。按曝光光源和輻射源的不同,又分為紫外光刻膠(包括紫外正、負性光刻膠)、深紫外光刻膠、X-射線膠、電子束膠、離子束膠等。光刻膠主要應用于顯示面板、集成電路和半導體分立器件等細微圖形加工作業(yè) 。光刻膠生產(chǎn)技術較為復雜,品種規(guī)格較多,在電子工業(yè)集成電路的制造中,對所使用光刻膠有嚴格的要求。上海LCD觸摸屏用光刻膠單體