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发布时间:2020-08-12 09:48:00 作者:赛米莱德
负性光刻胶简介
感光树脂经光照后,在曝光区能很快地发生光固化反应,使得这种材料的物理性能,特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。经适当的溶剂处理,溶去可溶性部分,得到所需图像(见图光致抗蚀剂成像制版过程)。光刻胶广泛用于印刷电路和集成电路的制造以及印刷制版等过程。光刻胶的技术复杂,品种较多。根据其化学反应机理和显影原理,可分负性胶和正性胶两类。光照后形成不可溶物质的是负性胶;反之,对某些溶剂是不可溶的,经光照后变成可溶物质的即为正性胶。利用这种性能,将光刻胶作涂层,就能在硅片表面刻蚀所需的电路图形。基于感光树脂的化学结构,光刻胶可以分为三种类型。①光聚合型,采用烯类单体,在光作用下生成自由基,自由基再进一步引发单体聚合,后生成聚合物,具有形成正像的特点。②光分解型,采用含有叠氮醌类化合物的材料,经光照后,会发生光分解反应,由油溶性变为水溶性,可以制成正性胶。③光交联型,采用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其分子中的双键被打开,并使链与链之间发生交联,形成一种不溶性的网状结构,而起到抗蚀作用,这是一种典型的负性光刻胶。柯达公司的产品KPR胶即属此类。感光树脂在用近紫外光辐照成像时,光的波长会限制分辨率(见感光材料)的提高。为进一步提高分辨率以满足超大规模集成电路工艺的要求,必须采用波长更短的辐射作为光源。由此产生电子束、X 射线和深紫外(<250nm)刻蚀技术和相应的电子束刻蚀胶,X射线刻蚀胶和深紫外线刻蚀胶,所刻蚀的线条可细至1□m以下。
正性光刻胶的结构
光学光刻胶通常包含以下三种成分:(1)聚合物材料(也称为树脂)。聚合物材料在光的辐照下不发生化学反应,其主要作用是保证光刻胶薄膜的附着性和抗腐蚀性,同时也决定着光刻胶薄膜的其他一些特性(如光刻胶的膜厚要求、弹性要求和热稳定性要求等)。(2)感光材料。感光材料一般为复合性物质(简称PAC或感光剂)。感光剂在受光辐照之后会发生化学反应。正胶的感光剂在未曝光区域起抑制溶解的作用,可以减慢光刻胶在显影液中的溶解速度。以正性胶为例,使用g射线和i射线光刻中的正性胶是由重氮醌(简称为DQ)感光剂和酚树脂构成。(3)溶剂(如丙二醇-,PGME)。溶剂的作用是使光刻胶在涂覆到硅片表面之前保持为液态
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光刻胶市场情况
目前***光刻胶市场基本被日本和美国企业所垄断。光刻胶属于高技术壁垒材料,生产工艺复杂,纯度要求高,需要长期的技术积累。日本的JSR、东京应化、信越化学及富士电子四家企业占据了***70%以上的市场份额,处于市场垄断地位。
光刻胶市场需求逐年增加,2018年***半导体光刻胶销售额12.97亿美元。随着下游应用功率半导体、传感器、存储器等需求扩大,未来光刻胶市场将持续扩大。
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选择光刻胶需要注意什么
光刻加工工艺中为了图形转移,辐照必须作用在光刻胶上,通过改变光刻胶材料的性质,使得在完成光刻工艺后,光刻版图形被拷贝在圆片的表面。而加工前,如何选用光刻胶在很大程度上已经决定了光刻的精度。尽管正性胶的分辨力是较好的,但实际应用中由于加工类型、加工要求、加工成本的考虑,需要对光刻胶进行合理的选择。
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