光刻胶分类
光刻胶又称光致抗蚀剂,是一种对光敏感的混合液体。其组成部分包括:光引发剂(包括光增感剂、光致产酸剂)、光刻胶树脂、单体、溶剂和其他助剂。光刻胶可以通过光化学反应,经曝光、显影等光刻工序将所需要的微细图形从光罩(掩模版)转移到待加工基片上。依据使用场景,这里的待加工基片可以是集成电路材料,显示面板材料或者印刷电路板。本文主要从不同方向介绍光刻胶的种类。
在平板显示行业:主要使用的光刻胶有彩色及黑色光刻胶、LCD触摸屏用光刻胶、TFT-LCD正性光刻胶等。在光刻和蚀刻生产环节中,光刻胶涂覆于晶体薄膜表面,经曝光、显影和蚀刻等工序将光罩(掩膜版)上的图形转移到薄膜上,形成与掩膜版对应的几何图形。
在PCB行业:主要使用的光刻胶有干膜光刻胶、湿膜光刻胶、感光阻焊油墨等。干膜是用特殊的薄膜贴在处理后的敷铜板上,进行曝光显影;湿膜和光成像阻焊油墨则是涂布在敷铜板上,待其干燥后进行曝光显影。干膜与湿膜各有优势,总体来说湿膜光刻胶分辨率高于干膜,价格更低廉,正在对干膜光刻胶的部分市场进行替代。
在半导体集成电路制造行业:主要使用g线光刻胶、i线光刻胶、KrF光刻胶、ArF光刻胶等。在大规模集成电路的制造过程中,一般要对硅片进行超过十次光刻。在每次的光刻和刻蚀工艺中,光刻胶都要通过预烘、涂胶、前烘、对准、曝光、后烘、显影和蚀刻等环节,将光罩(掩膜版)上的图形转移到硅片上。
光刻胶是集成电路制造的重要材料:光刻胶的质量和性能是影响集成电路性能、成品率及可靠性的关键因素。光刻工艺的成本约为整个芯片制造工艺的35%,并且耗费时间约占整个芯片工艺的40%-50%。光刻胶材料约占IC制造材料总成本的4%,市场巨大。因此光刻胶是半导体集成电路制造的核心材料。
按显示效果分类:光刻胶可分为正性光刻胶和负性光刻胶。负性光刻胶显影时形成的图形与光罩(掩膜版)相反;正性光刻胶形成的图形与掩膜版相同。两者的生产工艺流程基本一致,区别在于主要原材料不同。
按照化学结构分类:光刻胶可以分为光聚合型,光分解型,光交联型和化学放大型。光聚合型光刻胶采用烯类单体,在光作用下生成自由基,进一步引发单体聚合,最后生成聚合物;光分解型光刻胶,采用含有重氮醌类化合物(DQN)材料作为感光剂,其经光照后,发生光分解反应,可以制成正性光刻胶;光交联型光刻胶采用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,形成一种不溶性的网状结构,而起到抗蚀作用,可以制成负性光刻胶。在半导体集成电路光刻技术开始使用深紫外(DUV)光源以后,化学放大(CAR)技术逐渐成为行业应用的主流。
在化学放大光刻胶技术中,树脂是具有化学基团保护因而难以溶解的聚乙烯。化学放大光刻胶使用光致酸剂(PAG)作为光引发剂。(光交联反应示意图)当光刻胶曝光后,曝光区域的光致酸剂(PAG)将会产生一种酸。这种酸在后热烘培工序期间作为催化剂,将会移除树脂的保护基团从而使得树脂变得易于溶解。化学放大光刻胶曝光速递是DQN光刻胶的10倍,对深紫外光源具有良好的光学敏感性,同时具有高对比度,对高分辨率等优点。
按照曝光波长分类:光刻胶可分为紫外光刻胶(300~450nm)、深紫外光刻胶(160~280nm)、极紫外光刻胶(EUV,13.5nm)、电子束光刻胶、离子束光刻胶、X射线光刻胶等。不同曝光波长的光刻胶,其适用的光刻极限分辨率不同。通常来说,在使用工艺方法一致的情况下,波长越短,加工分辨率越佳。
因超声波喷涂具有精细可控喷涂流速、涂敷涂层薄且均匀、喷涂范围可控等优势非常适用于喷涂电子产品,并越来越多地用于研究和生产。超声喷涂技术可用于任何宽度的基材上沉积均匀的涂层。超声波喷涂技术能够以极高的均匀性制造这些非常薄的涂层,获得精细和可重复的结果,以提高产品的功能。