普陀PCB光刻膠光致抗蝕劑

來源: 發(fā)布時(shí)間:2023-08-14

歷史上光刻機(jī)所使用的光源波長呈現(xiàn)出與集成電路關(guān)鍵尺寸同步縮小的趨勢(shì)。不同波長的光刻光源要求截然不同的光刻設(shè)備和光刻膠材料。在20世紀(jì)80年代,半導(dǎo)體制成的主流工藝尺寸在1.2um(1200nm)至 0.8um(800nm)之間。那時(shí)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(dǎo)體制程工藝尺寸朝 0.5um(500nm)和0.35um(350nm)演進(jìn),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(gè)譜線。高壓汞燈技術(shù)成熟,因此很早被用來當(dāng)作光刻光源。使用波長短,能量高的光源進(jìn)行光刻工藝更容易激發(fā)光化學(xué)反應(yīng)、提高光刻分別率。以研究光譜而聞名的近代德國科學(xué)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(shù)命名的由來。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。普陀PCB光刻膠光致抗蝕劑

黏附性是表征光刻膠黏著于襯底的強(qiáng)度。主要衡量光刻膠抗?jié)穹ǜg能力。它不僅與光刻膠本身的性質(zhì)有關(guān),而且與襯底的性質(zhì)和其表面情況等有密切關(guān)系 。作為刻蝕阻擋層,光刻膠層必須和晶圓表面黏結(jié)得很好,才能夠忠實(shí)地把光刻層圖形轉(zhuǎn)移到晶圓表面層,光刻膠的黏附性不足會(huì)導(dǎo)致硅片表面的圖形變形。光刻膠的黏附性必須經(jīng)受住后續(xù)工藝(刻蝕、離子注入等)。通常負(fù)膠比正膠有更強(qiáng)的黏結(jié)能力。

表面張力指液體中將表面分子拉向液體主體內(nèi)的分子間吸引力。光刻膠應(yīng)該具有比較小的表面張力,使光刻膠具有良好的流動(dòng)性和覆蓋。 光分解型光刻膠其他助劑光刻膠行業(yè)日系企業(yè)實(shí)力雄厚,國內(nèi)廠商有望復(fù)刻成功經(jīng)驗(yàn)。

光刻工藝歷經(jīng)硅片表面脫水烘烤、旋轉(zhuǎn)涂膠、軟烘、曝光、曝光后烘烤、顯影、堅(jiān)膜烘烤、顯影檢查等工序。在光刻過程中,光刻膠被均勻涂布在襯底上,經(jīng)過曝光、顯影與刻蝕等工藝,將掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到襯底上,形成與掩膜版完全對(duì)應(yīng)的幾何圖形。光刻工藝約占整個(gè)芯片制造成本的35%,耗時(shí)占整個(gè)芯片工藝的40-50%,是半導(dǎo)體制造中重要的工藝。隨著半導(dǎo)體制程不斷縮小,光刻工藝對(duì)光刻膠要求逐步提高,需求量也隨之增加。從全球市場(chǎng)來看,專注電子材料市場(chǎng)研究的TECHCET預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,2021年全球半導(dǎo)體制造光刻膠市場(chǎng)規(guī)模將同比增長11%,達(dá)到19億美元。

    光刻膠按應(yīng)用領(lǐng)域分類,可分為 PCB 光刻膠、顯示面板光刻膠、半導(dǎo)體光刻膠及其他光刻膠。全球市場(chǎng)上不同種類光刻膠的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)較為均衡。智研咨詢的數(shù)據(jù)還顯示,受益于半導(dǎo)體、顯示面板、PCB產(chǎn)業(yè)東移的趨勢(shì),自 2011年至今,光刻膠中國本土供應(yīng)規(guī)模年華增長率達(dá)到11%,高于全球平均 5%的增速。2019年中國光刻膠市場(chǎng)本土企業(yè)銷售規(guī)模約70億元,全球占比約 10%,發(fā)展空間巨大。目前,中國本土光刻膠以PCB用光刻膠為主,平板顯示、半導(dǎo)體用光刻膠供應(yīng)量占比極低。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。

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,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。中國半導(dǎo)體光刻膠的快速崛起離不開中國整體半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。嘉定光聚合型光刻膠光引發(fā)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”。普陀PCB光刻膠光致抗蝕劑

浸沒光刻和雙重光刻技術(shù)在不改變 193nm波長ArF光刻光源的前提下,將加工分辨率推向10nm的數(shù)量級(jí)。與此同時(shí),這兩項(xiàng)技術(shù)對(duì)光刻膠也提出了新的要求。在浸沒工藝中;光刻膠首先不能與浸沒液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或浸出擴(kuò)散,損傷光刻膠自身和光刻鏡頭;其次,光刻膠的折射率必須大于透鏡,液體和頂部涂層。因此光刻膠中主體樹脂的折射率一般要求達(dá)到1.9以上;接著,光刻膠不能在浸沒液體的浸泡下和后續(xù)的烘烤過程中發(fā)生形變,影響加工精度;當(dāng)浸沒工藝目標(biāo)分辨率接近10nm時(shí),將對(duì)于光刻膠多個(gè)性能指標(biāo)的權(quán)衡都提出了更加苛刻的挑戰(zhàn)。浸沒 ArF 光刻膠制備難度大于干性 ArF 光刻膠,是 ArF光刻加工分辨率突破 45nm 的關(guān)鍵之一。普陀PCB光刻膠光致抗蝕劑

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