定義與特性
負性光刻膠是一種在曝光后,未曝光區域會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,其主要特點是耐蝕刻性強、工藝簡單、成本低,但分辨率較低(通常≥1μm),主要應用于對精度要求相對較低、需要厚膠或高耐腐蝕性的場景。
化學組成與工作原理
主要成分
基體樹脂:
? 早期以聚異戊二烯橡膠(天然或合成)為主,目前常用環化橡膠(Cyclized Rubber)或聚乙烯醇肉桂酸酯,提供膠膜的機械強度和耐蝕刻性。
光敏劑:
? 主要為雙疊氮化合物(如雙疊氮芪)或重氮醌類衍生物,占比約5%-10%,吸收紫外光后引發交聯反應。
交聯劑:
? 如六亞甲基四胺(烏洛托品),在曝光后與樹脂發生交聯,形成不溶性網狀結構。
溶劑:
? 多為有機溶劑(如二甲苯、環己酮),溶解樹脂和光敏劑,涂布后揮發形成均勻膠膜。
工作原理
曝光前:光敏劑和交聯劑均勻分散在樹脂中,膠膜可溶于顯影液(有機溶劑)。
曝光時:
? 光敏劑吸收紫外光(G線436nm為主)后產生活性自由基,引發交聯劑與樹脂分子間的共價鍵交聯,使曝光區域形成不溶于顯影液的三維網狀結構。
顯影后:
? 未曝光區域的樹脂因未交聯,被顯影液溶解去除,曝光區域保留,形成負性圖案(與掩膜版相反)。
吉田半導體實現光刻膠技術突破,為半導體產業鏈自主化提供材料支撐。廣州LCD光刻膠感光膠
技術趨勢與挑戰
半導體先進制程:
? EUV光刻膠需降低缺陷率(目前每平方厘米缺陷數<10個),開發低粗糙度(≤5nm)材料;
? 極紫外吸收問題:膠膜對13.5nm光吸收率高,需厚度控制在50-100nm,挑戰化學增幅體系的靈敏度。
環保與低成本:
? 水性負性膠替代溶劑型膠(如PCB阻焊膠),減少VOC排放;
? 單層膠工藝替代多層膠,簡化流程(如MEMS厚膠的一次性涂布)。
新興領域拓展:
? 柔性電子:開發耐彎曲(曲率半徑<5mm)、低模量感光膠,用于可穿戴設備電路;
? 光子芯片:高折射率膠(n>1.8)制作光波導,需低傳輸損耗(<0.1dB/cm)。
典型產品與廠商
? 半導體正性膠:
? 日本信越(Shin-Etsu)的ArF膠(分辨率22nm,用于12nm制程);
? 美國陶氏(Dow)的EUV膠(靈敏度10mJ/cm2,缺陷密度<5個/cm2)。
? PCB負性膠:
? 中國容大感光(LP系列):耐堿性蝕刻,厚度20-50μm,國產化率超60%;
? 日本東京應化(TOK)的THMR-V:全球PCB膠市占率30%,適用于高可靠性汽車板。
? MEMS厚膠:
? 美國陶氏的SU-8:實驗室常用,厚度5-200μm,分辨率1μm(需優化交聯均勻性);
? 德國Microresist的MR膠:耐深硅蝕刻,線寬精度±2%,用于工業級MEMS制造。
常州網版光刻膠廠家嚴苛光刻膠標準品質,吉田半導體綠色制造創新趨勢。
廣東吉田半導體材料有限公司多種光刻膠產品,主要涵蓋厚板、負性、正性、納米壓印及光刻膠等類別,以滿足不同領域的需求。
厚板光刻膠:JT-3001 型號,具有優異的分辨率和感光度,抗深蝕刻性能良好,符合歐盟 ROHS 標準,保質期 1 年。適用于對精度和抗蝕刻要求高的厚板光刻工藝,如特定電路板制造。
負性光刻膠
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SU-3 負性光刻膠:分辨率優異,對比度良好,曝光靈敏度高,光源適應,重量 100g。常用于對曝光精度和光源適應性要求較高的微納加工、半導體制造等領域。
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負性光刻膠 JT-1000:有 1L 和 100g 兩種規格,具有優異的分辨率、良好的對比度和高曝光靈敏度,光源適應。主要應用于對光刻精度要求高的領域,如半導體器件制造。
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耐腐蝕負性光刻膠 JT-NF100:重量 1L,具備耐腐蝕特性。適用于有腐蝕風險的光刻工藝,如特殊環境下的半導體加工或電路板制造。
生產設備與工藝:從設計到制造的“木桶效應”
前端設備的進口依賴
光刻膠生產所需的超臨界流體萃取設備、納米砂磨機等關鍵裝備被德國耐馳、日本光洋等企業壟斷。國內企業如拓帕實業雖推出砂磨機產品,但在研磨精度(如納米級顆粒分散)上仍落后于國際水平。
工藝集成的系統性短板
光刻膠生產涉及精密混合、過濾、包裝等環節,需全流程數字化控制。國內企業因缺乏MES(制造執行系統)等智能管理工具,導致批次一致性波動。例如,鼎龍股份潛江工廠的KrF光刻膠產線雖實現自動化,但工藝參數波動仍較日本同類產線高約10%。
半導體光刻膠:技術領域取得里程碑。
光刻膠(Photoresist)是一種對光敏感的高分子材料,主要用于光刻工藝中,通過光化學反應實現圖案的轉移,是半導體、集成電路(IC)、印刷電路板(PCB)、液晶顯示(LCD)等制造領域的材料之一。
光刻膠特性與組成
? 光敏性:在特定波長(如紫外光、極紫外光EUV等)照射下,會發生化學結構變化(如交聯或分解),從而改變在顯影液中的溶解性。
? 主要成分:
? 樹脂(成膜劑):形成基礎膜層,決定光刻膠的機械和化學性能。
? 光敏劑:吸收光能并引發化學反應(如光分解、光交聯)。
? 溶劑:調節粘度,便于涂覆成膜。
? 添加劑:改善性能(如感光度、分辨率、對比度等)。
吉田半導體公司基本概況。江西阻焊光刻膠廠家
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納米壓印光刻膠
微納光學器件制造:制作衍射光學元件、微透鏡陣列等微納光學器件時,納米壓印光刻膠可實現高精度的微納結構復制。通過納米壓印技術,將模板上的微納圖案轉移到光刻膠上,再經過后續處理,可制造出具有特定光學性能的微納光學器件,應用于光通信、光學成像等領域。
生物芯片制造:在 DNA 芯片、蛋白質芯片等生物芯片的制造中,需要在芯片表面構建高精度的微納結構,用于生物分子的固定和檢測。納米壓印光刻膠可幫助實現這些精細結構的制作,提高生物芯片的檢測靈敏度和準確性。
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