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半导体制造质料(2)-光刻胶

尊龙凯时科技 ? 5088 Tags:半导体制造质料光刻胶半导体洗濯

半导体制造质料(2)-光刻胶

光刻胶(Photoresist)又称光致抗蚀剂,是指通过紫外光、电子束、离子束、X射线等的照射或辐射,其消融度爆发转变的耐蚀剂刻薄膜质料。光刻胶是由感光树脂、增感剂和溶剂3种主要因素组成的对光敏感的混淆液体。光刻胶是微电子领域之中的一个细图加工最主要的工具,光刻胶在光刻工艺历程中,用作抗侵蚀涂层质料。近年来经济快速生长,芯片,集成电路等行业都获得了极大的生长,而光刻胶作为这些行业的下游工业链,同样的迎来了自己的生长。光刻是半导体前道制程中的要害工艺,光刻工艺能够实现的精度与其中所使用的装备-光刻机、质料-光刻胶细密相关。光刻胶主要应用于显示面板、集成电路和半导体分立器件等细微图形加事情业。光刻胶生产手艺较为重大,品种规格也较多。

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一、光刻原理:

光刻胶在半导体制程中起到了图形转移的作用。光刻工艺中,在待刻蚀物质的外貌涂敷光刻胶,光刻胶经曝光后,被曝光部分或者未曝光部分在显影历程中被去除,从而获得所需要的图形,在此基础上对物质举行针对性的刻蚀,最后去除掉光刻胶。在现实工艺中,为抵达更好的光刻效果,会在曝光前后以及显影后对光刻胶举行烘焙。

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图1. 光刻历程

二、光刻胶分类:

凭证应用领域,光刻胶可分为半导体光刻胶、平板显示光刻胶和PCB光刻胶,其手艺壁垒依次降低。响应地,PCB光刻胶是现在国产替换进度最快的,显示光刻胶替换进度相对较快,半导体光刻胶现在国产手艺较外洋先进手艺差别最大。

PCB光刻胶用于印刷线路板的图案化工艺,主要分为干膜光刻胶、湿膜光刻胶、阻焊油墨。干膜光刻胶是由设置好的液态光刻胶匀称涂抹在载体PET薄膜上,经由烘干、冷却后,盖上PE薄膜,收卷而成的薄膜光刻胶。在使用时,将干膜光刻胶压在覆铜板上,经由曝鲜明影将电路图转移到光刻胶上。通事后续对覆铜板刻蚀加工,形成PCB上的线路,主要用于75-100μm制程。湿膜光刻胶又称为感光线路油墨,分为抗电镀油墨和抗刻蚀油墨,与干膜工序相似,质料本钱比干膜要低,可是加工装备本钱较高,主要用于25-75μm制程。阻焊油墨用于在线路上形成永世的绝缘;げ,避免在焊锡历程中的短路,包管PCB在运输、存放、使用时清静性。进一步可以细分为UV固化阻焊油墨和液态感光阻焊油墨。前者用在对精度要求不高的PCB上,附着力较差;感光阻焊油墨则细密度较高。

显示光刻胶用于平板显示、显示器、LCD彩色滤波片制作等光刻工艺中,使用的光刻胶品种凭证应用工艺差别主要分为TFT-Array光刻胶、彩色和玄色光刻胶等。TFT-Array正性光刻胶主要应用于TFT-LCD或AMOLED制造中的Array段,包括TFT的图案化光刻胶,;ぞ挡愎饪探,ITO图案化光刻胶,OLED Array中平展层光刻胶,OLED中PDL像素层光刻胶和Yocta制程光刻胶。彩色滤光片由玻璃基板、玄色矩阵、颜色层、;げ恪TO导电层等组成,用于实现LCD面板的彩色显示,彩色光刻胶(RGB)分为红、绿、蓝三原色光刻胶,经由涂抹、曝光、显影等工序组成了颜色层;玄色光刻胶则用于形成玄色矩阵(Black Matrix),起到避免漏光的作用。

凭证曝光波长的差别,现在市场上应用较多的半导体光刻胶可分为g线、i线、KrF、ArF和EUV 5 种类型。光刻胶波长越短,加工区分率越高,差别的集成电路工艺在光刻中对应使用差别波长的光源。随着芯片制程的一直前进,每一代新的光刻工艺都需要新一代的光刻胶手艺与之相匹配。g/i 线光刻胶降生于 20 世纪 80 年月,其时主流制程工艺在 0.8-1.2μm,适用于波长 436nm 的光刻光源。到了 90 年月,制程前进到 0.35-0.5μm,对应波长更短的 365nm 光源。当制程生长到 0.35μm 以下时,g/i 线光刻胶已经无法制程工艺的需求,于是泛起了适用于 248nm波长光源的 KrF 光刻胶,以及193 纳米波长光源的 ArF光刻胶,两者均是深紫外光刻胶。EUV(极紫外光)是现在最先进的光刻胶手艺,适用波长为13.5nm的紫外光,可用于10nm以下的先进制程,现在仅有ASML集团掌握EUV光刻胶所对应的光刻机手艺。

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表1. 半导体光刻胶的分类及特点


凭证光刻胶在曝光历程中对光线的反应,可以分为正性光刻胶(正胶)和负性光刻胶(负胶)。正性光刻胶在紫外线等曝光源的照射下,将图形转移至光胶涂层上,受光照射后感光部分将爆发剖析反应,可溶于显影液,未感光部分不溶于显影液,仍然保保存衬底上,将与掩膜上相同的图形复制到衬底上。正性光刻胶响应波长为330-430纳米,胶膜厚为1-3微米。负性光刻胶在紫外线等曝光源的照射下,将图形转移至光胶涂层上,在显影溶液的作用下,负性光刻胶曝光部分爆发交联反应而不溶于显影液;未曝光部分溶于显影液,将与掩膜上相反的图形复制到衬底上。负性光刻胶响应波长为 330-430 纳米,胶膜厚0.3-1微米。正性光刻胶的区分率更高,无溶胀征象。因此,正性光刻胶的应用比负性光刻胶更为普及。

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图2. 正性光刻胶和负性光刻胶


凭证在曝光时的光化学反应历程的差别,光刻胶可以分为光聚合型、光剖析型、光交联型和化学放大四种类型。光聚合型是最为初级的质料类型,通过烯类单体在光作用下可爆发自由基,天生聚化物的特征,常用于制造正型光刻胶。光剖析型光刻胶接纳含有重氮醌类化合物质料作为感光剂,光线照射后爆发光剖析反应,由油性变为水性溶剂,可制造正性光刻胶。光交联型光刻胶接纳聚乙烯醇月桂酸酯作为光敏质料,光线照射后形成一种网状结构的不溶物,可起到抗蚀作用,适用于制成负性光刻胶;Х糯笮凸饪探菏褂霉庵滤峒磷魑庖⒓,光线照射后,曝光区域的光致酸剂会爆发一种酸,并在后热烘培工序时代作为催化剂移除树脂的;せ,使树脂变得可溶;Х糯蠊饪探憾陨钭贤夤庠淳哂杏乓斓墓饷粜,具有高比照度、区分率等优点。

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图3. 光聚合型(左上)、光剖析型(右上)、光交联型(左下)、化学放大型(右下)

以上是关于半导体制造质料(2)-光刻胶的相关内容先容了,希望能对您有所资助!

想要相识关于芯片半导体洗濯的相关内容,请会见我们的“半导体封装洗濯”专题相知趣关产品与应用 !

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