分辨率即光刻工藝中所能形成較小尺寸的有用圖像。是區(qū)別硅片表面相鄰圖形特征的能力。一般用關(guān)鍵尺寸(CD,Critical Dimension)來衡量分辨率。形成的關(guān)鍵尺寸越小,光刻膠的分辨率越好 。此性質(zhì)深受光刻膠材質(zhì)本身物理化學(xué)性質(zhì)的影響,必須避免光刻膠材料在顯影過程中收縮或在硬烤中流動。因此,若要使光刻材料擁有良好的分辨能力,需謹(jǐn)慎選擇高分子基材及所用的顯影劑。分辨率和焦深都是光刻中圖像質(zhì)量的關(guān)鍵因素。在光刻中既要獲得更好的分辨率來形成關(guān)鍵尺寸圖形,又要保持合適的焦深是非常矛盾的。雖然分辨率非常依賴于曝光設(shè)備,但是高性能的曝光工具需要與之相配套的高性能的光刻膠才能真正獲得高分辨率的加工能力。經(jīng)過多年技術(shù)積累,國內(nèi)已形成一定光刻膠用電子化學(xué)品產(chǎn)能,國內(nèi)公司市場份額逐步提升,國產(chǎn)替代正在進(jìn)行。浙江光分解型光刻膠光致抗蝕劑
1)增感劑(光引發(fā)劑):是光刻膠的關(guān)鍵成分,對光刻膠的感光度、分辨率起著決定性作用。2)感光樹脂(聚合劑):用于將光刻膠中不同材料聚合在一起,構(gòu)成光刻膠的骨架,決定光刻膠的硬度、柔韌性、附著力等基本屬性。3)溶劑:是光刻膠中比較大成分,目的是使光刻膠處于液態(tài),但溶劑本身對光刻膠的化學(xué)性質(zhì)幾乎無影響。4)助劑:通常是專有化合物,主要用來改變光刻膠特定化學(xué)性質(zhì)。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域,光刻膠可分為半導(dǎo)體光刻膠、LCD光刻膠和PCB光刻膠,其技術(shù)壁壘依次降低(半導(dǎo)體光刻膠> LCD光刻膠> PCB光刻膠)。從國產(chǎn)化進(jìn)程來看,PCB光刻膠目前國產(chǎn)替代進(jìn)度較快,LCD光刻膠替代進(jìn)度相對較快,而在半導(dǎo)體光刻膠領(lǐng)域國產(chǎn)技術(shù)較國外先進(jìn)技術(shù)差距比較大。上海ArF光刻膠顯示面板材料在平板顯示行業(yè);主要使用的光刻膠有彩色及黑色光刻膠、LCD觸摸屏用光刻膠、TFT-LCD正性光刻膠等。
分子玻璃是一種具有較高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的單分散小分子有機(jī)化合物,其結(jié)構(gòu)為非共面和不規(guī)則,能夠避免結(jié)晶,與產(chǎn)酸劑具有優(yōu)良的相容性。以分子玻璃為成膜樹脂制備的光刻膠能夠獲得較高的分辨率和較低粗糙度的圖形。金屬氧化物光刻膠使用金屬離子及有機(jī)配體構(gòu)建其主體結(jié)構(gòu),有機(jī)配體中包含光敏基團(tuán),借助光敏基團(tuán)的感光性及其引發(fā)的后續(xù)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)光刻膠所需的性能。從化學(xué)組成來看,金屬氧化物光刻膠主要為稀土和過渡金屬有機(jī)化合物。
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(dǎo)體材料在表面加工時(shí),若采用適當(dāng)?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(fù)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(fù)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(fù)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(yīng)用于顯示面板、集成電路和半導(dǎo)體分立器件等細(xì)微圖形加工作業(yè) 。光刻膠生產(chǎn)技術(shù)較為復(fù)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(yán)格的要求。在半導(dǎo)體集成電路制造行業(yè):主要使用g線光刻膠、i線光刻膠、KrF光刻膠、ArF光刻膠等。
光刻膠是集成電路領(lǐng)域微加工的關(guān)鍵性材料,為推動光刻膠等半導(dǎo)體材料行業(yè)的發(fā)展,近年來,我國發(fā)布了多項(xiàng)利好政策支持光刻膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展,同時(shí)國內(nèi)企業(yè)也積極研發(fā)產(chǎn)品,主動尋求光刻膠及其他材料國產(chǎn)化?,F(xiàn)階段,我國光刻膠企業(yè)有晶瑞電材、彤程新材、華懋科技、南大光電等,在國產(chǎn)替代大契機(jī)下,國內(nèi)光刻膠企業(yè)將迎來發(fā)展良機(jī)。國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈下游企業(yè)逐漸意識到材料國產(chǎn)化的重要性,國內(nèi)廠商也在積極研發(fā)產(chǎn)品、加速客戶和產(chǎn)品導(dǎo)入、擴(kuò)建相關(guān)產(chǎn)能,在探索中砥礪前行,從而抓住國產(chǎn)化的契機(jī)。目前已有少數(shù)企業(yè)已開始嶄露頭角,實(shí)現(xiàn)從0到1的突破。光刻膠發(fā)展至今已有百年歷史,現(xiàn)已用于集成電路、顯示、PCB 等領(lǐng)域,是光刻工藝的重要材料。普陀化學(xué)放大型光刻膠印刷電路板
半導(dǎo)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。浙江光分解型光刻膠光致抗蝕劑
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。浙江光分解型光刻膠光致抗蝕劑
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