靈敏度即光刻膠上產(chǎn)生一個良好的圖形所需一定波長光的較小能量值(或較小曝光量)。單位:毫焦/平方厘米或mJ/cm2。光刻膠的敏感性對于波長更短的深紫外光(DUV)、極深紫外光(EUV)等尤為重要 。負(fù)膠通常需5~15 s時間曝光,正膠較慢,其曝光時間為負(fù)膠的3~4倍 。靈敏度反映了光刻膠材料對某種波長的光的反應(yīng)程度。不同的光刻膠對于不同的波長的光是有選擇性的。比如248 nm波長光刻膠的成膜樹脂中存在苯環(huán)結(jié)構(gòu),對193 nm波長的光具有很強(qiáng)的吸收作用,即對193 nm波長的光是不透明的,因此193 nm光刻膠必須改變樹脂主體。同時,高的產(chǎn)出要求短的曝光時間,對光刻膠的靈敏度要求也越來越高。通常以曝光劑量作為衡量光刻膠靈敏度的指標(biāo),曝光劑量值越小,光刻膠的靈敏度越高。i線光刻膠材料曝光劑量在數(shù)百mJ/cm2左右,而KrF和ArF的光刻膠材料,其曝光劑量則在30和20 mJ/cm2左右 。靈敏度可以體現(xiàn)于光刻膠的對比度曲線上。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。浦東PCB光刻膠單體
按顯示效果分類;光刻膠可分為正性光刻膠和負(fù)性光刻膠。負(fù)性光刻膠顯影時形成的圖形與光罩(掩膜版)相反;正性光刻膠形成的圖形與掩膜版相同。兩者的生產(chǎn)工藝流程基本一致,區(qū)別在于主要原材料不同。
按照化學(xué)結(jié)構(gòu)分類;光刻膠可以分為光聚合型,光分解型,光交聯(lián)型和化學(xué)放大型。光聚合型光刻膠采用烯類單體,在光作用下生成自由基,進(jìn)一步引發(fā)單體聚合,生成聚合物;光分解型光刻膠,采用含有重氮醌類化合物(DQN)材料作為感光劑,其經(jīng)光照后,發(fā)生光分解反應(yīng),可以制成正性光刻膠;光交聯(lián)型光刻膠采用聚乙烯醇月桂酸酯等作為光敏材料,在光的作用下,形成一種不溶性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而起到抗蝕作用,可以制成負(fù)性光刻膠。 華東i線光刻膠其他助劑光刻膠是集成電路制造的重要材料:光刻膠的質(zhì)量和性能是影響集成電路性能、成品率及可靠性的關(guān)鍵因素。
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應(yīng)的幾何圖形。光刻工藝約占整個芯片制造成本的35%,耗時占整個芯片工藝的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,光刻工藝對光刻膠要求逐步提高,需求量也隨之增加。從全球市場來看,專注電子材料市場研究的TECHCET預(yù)測數(shù)據(jù)顯示,2021年全球半導(dǎo)體制造光刻膠市場規(guī)模將同比增長11%,達(dá)到19億美元。
浸沒光刻:在與浸沒光刻相對的干法光刻中,光刻透鏡與光刻膠之間是空氣。光刻膠直接吸收光源發(fā)出的紫外輻射并發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。在浸沒光刻中,光刻鏡頭與光刻膠之間是特定液體。這些液體可以是純水也可以是別的化合物液體。光刻光源發(fā)出的輻射經(jīng)過這些液體的時候發(fā)生了折射,波長變短。這樣,在不改變光源的前提條件下,更短波長的紫外光被投影光刻膠上,提高了光刻加工的分辨率。雙重光刻:雙重光刻的意思是通過兩次光刻使得加工分辨率翻倍。實現(xiàn)這個目的的一種方法是在開始光刻過后平移同一個光罩進(jìn)行第二次光刻,以提高加工分辨率。下圖右展示了這樣一個過程。下圖右中雙重光刻子進(jìn)行了兩次涂膠,兩次光刻和兩次刻蝕。隨著光刻膠技術(shù)的進(jìn)步,只需要一次涂膠,兩次光刻和一次刻蝕的雙重光刻工藝也成為可能。按顯示效果分類:光刻膠可分為正性光刻膠和負(fù)性光刻膠。
在半導(dǎo)體集成電路光刻技術(shù)開始使用深紫外(DUV)光源以后,化學(xué)放大(CAR)技術(shù)逐漸成為行業(yè)應(yīng)用的主流。在化學(xué)放大光刻膠技術(shù)中,樹脂是具有化學(xué)基團(tuán)保護(hù)因而難以溶解的聚乙烯?;瘜W(xué)放大光刻膠使用光致酸劑(PAG)作為光引發(fā)劑。當(dāng)光刻膠曝光后,曝光區(qū)域的光致酸劑(PAG)將會產(chǎn)生一種酸。這種酸在后熱烘培工序期間作為催化劑,將會移除樹脂的保護(hù)基團(tuán)從而使得樹脂變得易于溶解。化學(xué)放大光刻膠曝光速遞是DQN光刻膠的10倍,對深紫外光源具有良好的光學(xué)敏感性,同時具有高對比度,對高分辨率等優(yōu)點。按照曝光波長分類;光刻膠可分為紫外光刻膠(300~450nm)、深紫外光刻膠(160~280nm)、極紫外光刻膠(EUV,13.5nm)、電子束光刻膠、離子束光刻膠、X射線光刻膠等。不同曝光波長的光刻膠,其適用的光刻極限分辨率不同。通常來說,在使用工藝方法一致的情況下,波長越短,加工分辨率越佳。光刻膠屬于技術(shù)和資本密集型行業(yè),目前主要技術(shù)主要掌握在日、美等國際大公司手中,全球供應(yīng)市場高度集中。江浙滬正性光刻膠其他助劑
我國光刻膠行業(yè)起步較晚,生產(chǎn)能力主要集中在 PCB 光刻膠、TN/STN-LCD 光刻膠等中低端產(chǎn)品。浦東PCB光刻膠單體
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ǜg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性和覆蓋。 浦東PCB光刻膠單體
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