定義與特性
負(fù)性光刻膠是一種在曝光后,未曝光區(qū)域會(huì)溶解于顯影液的光敏材料,形成與掩膜版(Mask)圖案相反的圖形。與正性光刻膠相比,其主要特點(diǎn)是耐蝕刻性強(qiáng)、工藝簡(jiǎn)單、成本低,但分辨率較低(通常≥1μm),主要應(yīng)用于對(duì)精度要求相對(duì)較低、需要厚膠或高耐腐蝕性的場(chǎng)景。
化學(xué)組成與工作原理
主要成分
基體樹(shù)脂:
早期以聚異戊二烯橡膠(天然或合成)為主,目前常用環(huán)化橡膠(Cyclized Rubber)或聚乙烯醇肉桂酸酯,提供膠膜的機(jī)械強(qiáng)度和耐蝕刻性。
光敏劑:
主要為雙疊氮化合物(如雙疊氮芪)或重氮醌類衍生物,占比約5%-10%,吸收紫外光后引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)。
交聯(lián)劑:
如六亞甲基四胺(烏洛托品),在曝光后與樹(shù)脂發(fā)生交聯(lián),形成不溶性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
溶劑:
多為有機(jī)溶劑(如二甲苯、環(huán)己酮),溶解樹(shù)脂和光敏劑,涂布后揮發(fā)形成均勻膠膜。
工作原理
曝光前:光敏劑和交聯(lián)劑均勻分散在樹(shù)脂中,膠膜可溶于顯影液(有機(jī)溶劑)。
曝光時(shí):
光敏劑吸收紫外光(G線436nm為主)后產(chǎn)生活性自由基,引發(fā)交聯(lián)劑與樹(shù)脂分子間的共價(jià)鍵交聯(lián),使曝光區(qū)域形成不溶于顯影液的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
顯影后:
未曝光區(qū)域的樹(shù)脂因未交聯(lián),被顯影液溶解去除,曝光區(qū)域保留,形成負(fù)性圖案(與掩膜版相反)。
光刻膠廠家推薦吉田半導(dǎo)體,23 年研發(fā)經(jīng)驗(yàn),全自動(dòng)化生產(chǎn)保障品質(zhì)!浙江負(fù)性光刻膠工廠
技術(shù)驗(yàn)證周期長(zhǎng)
半導(dǎo)體光刻膠的客戶驗(yàn)證周期通常為2-3年,需經(jīng)歷PRS(性能測(cè)試)、STR(小試)、MSTR(批量驗(yàn)證)等階段。南大光電的ArF光刻膠自2021年啟動(dòng)驗(yàn)證,預(yù)計(jì)2025年才能進(jìn)入穩(wěn)定供貨階段。
原材料依賴仍存
樹(shù)脂和光酸仍依賴進(jìn)口,如KrF光刻膠樹(shù)脂的單體國(guó)產(chǎn)化率不足10%。國(guó)內(nèi)企業(yè)需在“吸附一重結(jié)晶一過(guò)濾一干燥”耦合工藝等關(guān)鍵技術(shù)上持續(xù)突破。
未來(lái)技術(shù)路線
金屬氧化物基光刻膠:氧化鋅、氧化錫等材料在EUV光刻中展現(xiàn)出更高分辨率和穩(wěn)定性,清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)已實(shí)現(xiàn)5nm線寬的原型驗(yàn)證。
電子束光刻膠:中科院微電子所開(kāi)發(fā)的聚酰亞胺基電子束光刻膠,分辨率達(dá)1nm,適用于量子芯片制造。
AI驅(qū)動(dòng)材料設(shè)計(jì):華為與中科院合作,利用機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化光刻膠配方,研發(fā)周期縮短50%。
杭州阻焊光刻膠報(bào)價(jià)正性光刻膠生產(chǎn)原料。
國(guó)家大基金三期:注冊(cè)資本3440億元,明確將光刻膠列為重點(diǎn)投資領(lǐng)域,計(jì)劃投入超500億元支持樹(shù)脂、光引發(fā)劑等原料研發(fā),相當(dāng)于前兩期投入總和的3倍。
地方專項(xiàng)政策:湖北省對(duì)通過(guò)驗(yàn)證的光刻膠企業(yè)給予設(shè)備采購(gòu)補(bǔ)貼+稅收減免,武漢太紫微憑借全流程國(guó)產(chǎn)化技術(shù)獲中芯國(guó)際百萬(wàn)級(jí)訂單;福建省提出2030年化工新材料自給率達(dá)90%,光刻膠是重點(diǎn)突破方向。
研發(fā)專項(xiàng):科技部“雙十計(jì)劃”設(shè)立20億元經(jīng)費(fèi),要求2025年KrF/ArF光刻膠國(guó)產(chǎn)化率突破10%,并啟動(dòng)EUV光刻膠預(yù)研。
光刻膠的納米級(jí)性能要求
超高分辨率:需承受電子束(10keV以上)或EUV(13.5nm波長(zhǎng))的轟擊,避免散射導(dǎo)致的邊緣模糊,目前商用EUV膠分辨率已達(dá)13nm(3nm制程)。
低缺陷率:納米級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)膠層中的顆;蚧瘜W(xué)不均性極其敏感,需通過(guò)化學(xué)增幅型配方(如酸催化交聯(lián))提升對(duì)比度和抗刻蝕性。
多功能性:兼容多種基底(柔性聚合物、陶瓷)和后處理工藝(干法刻蝕、原子層沉積),例如用于柔性電子的可拉伸光刻膠。
技術(shù)挑戰(zhàn)與前沿方向
EUV光刻膠優(yōu)化:解決曝光后酸擴(kuò)散導(dǎo)致的線寬波動(dòng),開(kāi)發(fā)含氟聚合物或金屬有機(jī)材料以提高靈敏度。
無(wú)掩膜光刻:結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化電子束掃描路徑,直接寫(xiě)入復(fù)雜納米圖案(如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片的突觸陣列),縮短制備周期。
生物基光刻膠:開(kāi)發(fā)可降解、低毒性的天然高分子光刻膠,用于生物芯片或環(huán)保型納米制造。
半導(dǎo)體材料方案選吉田,歐盟 REACH 合規(guī),24 小時(shí)技術(shù)支持!
廣東吉田半導(dǎo)體材料有限公司成立于松山湖經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū),是一家專注于半導(dǎo)體材料研發(fā)、生產(chǎn)與銷售的技術(shù)企業(yè)。公司注冊(cè)資本 2000 萬(wàn)元,擁有 23 年行業(yè)經(jīng)驗(yàn),產(chǎn)品涵蓋芯片光刻膠、納米壓印光刻膠、LCD 光刻膠、半導(dǎo)體錫膏、焊片及靶材等,服務(wù)全球市場(chǎng)并與多家世界 500 強(qiáng)企業(yè)建立長(zhǎng)期合作關(guān)系。
作為國(guó)家技術(shù)企業(yè),吉田半導(dǎo)體以科技創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)力,擁有多項(xiàng)技術(shù),并通過(guò) ISO9001:2008 質(zhì)量體系認(rèn)證。生產(chǎn)過(guò)程嚴(yán)格遵循 8S 現(xiàn)場(chǎng)管理標(biāo)準(zhǔn),原材料均采用美、德、日等國(guó)進(jìn)口的材料,確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。公司配備全自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備,具備行業(yè)大型的規(guī);a(chǎn)能力,致力于成為 “半導(dǎo)體材料方案提供商”。
其明星產(chǎn)品包括:適用于 LCD 制造的正性光刻膠 YK-200/YK-300,具備高分辨率與優(yōu)異涂布性能;3 微米負(fù)性光刻膠 SU-3,適用于厚膜工藝;耐高溫達(dá) 250℃的納米壓印光刻膠 JT-2000,可滿足高精度微納加工需求。所有產(chǎn)品均符合要求,部分型號(hào)通過(guò)歐盟 ROHS 認(rèn)證。
挑戰(zhàn)與未來(lái)展望的發(fā)展。杭州阻焊光刻膠報(bào)價(jià)
吉田半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)光刻膠技術(shù)突破,為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈自主化提供材料支撐。浙江負(fù)性光刻膠工廠
上游原材料:
樹(shù)脂:彤程新材、鼎龍股份實(shí)現(xiàn)KrF/ArF光刻膠樹(shù)脂自主合成,金屬雜質(zhì)含量<5ppb(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)<10ppb)。
光引發(fā)劑:久日新材攻克EUV光刻膠原料光致產(chǎn)酸劑,累計(jì)形成噸級(jí)訂單;威邁芯材合肥基地建成100噸/年ArF/KrF光刻膠主材料產(chǎn)線。
溶劑:怡達(dá)股份電子級(jí)PM溶劑全球市占率超40%,與南大光電合作開(kāi)發(fā)配套溶劑,技術(shù)指標(biāo)達(dá)SEMI G5標(biāo)準(zhǔn)。
設(shè)備與驗(yàn)證:
上海新陽(yáng)與上海微電子聯(lián)合開(kāi)發(fā)光刻機(jī)適配參數(shù),驗(yàn)證周期較國(guó)際廠商縮短6個(gè)月;徐州博康實(shí)現(xiàn)“單體-樹(shù)脂-成品膠”全鏈條國(guó)產(chǎn)化,適配ASML Twinscan NXT系列光刻機(jī)。
國(guó)內(nèi)企業(yè)通過(guò)18-24個(gè)月的晶圓廠驗(yàn)證周期(如中芯國(guó)際、長(zhǎng)江存儲(chǔ)),一旦導(dǎo)入不易被替代。
浙江負(fù)性光刻膠工廠