光刻胶的组成(含光引发剂、光增感剂、光致产酸剂、光刻胶树脂、单体、溶剂和其他助剂)
光刻胶是光刻成像的承载介质,其作用是利用光化学反应的原理将光刻系统中经过衍射、滤波后的光信息转化为化学能量,进而完成掩模图形的复制。目前,集成电路生产中使用的光刻胶一般由聚合物骨架、光致酸产生剂或光敏化合物、溶剂,以及显影保护基团、刻蚀保护基团等其他辅助成分组成 。
光刻胶是微电子技术中微细图形加工的关键材料之一,特别是近年来大规模和超大规模集成电路的发展,更是大大促进了光刻胶的研究开发和应用。印刷工业是光刻胶应用的另一重要领域。1954 年由明斯克等人**研究成功的聚乙烯醇肉桂酸酯就是用于印刷工业的,以后才用于电子工业。
光刻胶是一种有机化合物,它被紫外光曝光后,在显影溶液中的溶解度会发生变化。硅片制造中所用的光刻胶以液态涂在硅片表面,而后被干燥成胶膜。
中文名:光刻胶
外文名:photoresist
别名:光致抗蚀剂
成分:感光树脂、增感剂和溶剂
分类:负性胶和正性胶
硅片制造中,光刻胶的目的主要有两个:光刻胶原理,小孔成像;技术源头,古老的相机;
(1)将掩模版图形转移到硅片表面顶层的光刻胶中;
(2)在后续工艺中,保护下面的材料(例如刻蚀或离子注入阻挡层)。
分类:
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。
图1 正性胶的显影工艺与负性胶显影工艺对比
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。
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。
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。
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**的负性光刻胶。柯达公司的产品KPR胶即属此类。
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。
光刻胶按应用领域分类,可分为 PCB 光刻胶、显示面板光刻胶、半导体光刻胶及其他光刻胶。**市场上不同种类光刻胶的市场结构较为均衡,具体占比可以如下图所示。
目前,中国本土光刻胶以PCB用光刻胶为主,平板显示、半导体用光刻胶供应量占比**。
中国本土光刻胶企业生产结构.