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發布時間:2021-05-04 05:56  
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光刻膠分類
市場上,光刻膠產品依據不同標準,可以進行分類。依照化學反應和顯影原理分類,光刻膠可以分為正性光刻膠和負性光刻膠。使用正性光刻膠工藝,形成的圖形與掩膜版相同;使用負性光刻膠工藝,形成的圖形與掩膜版相反。
按照感光樹脂的化學結構分類,光刻膠可以分為①光聚合型,采用烯類單體,在光作用下生成自由基,進一步引發單體聚合,后生成聚合物,具有形成正像的特點;1μm高溫耐受用于i線曝光的負膠LEDOLED、顯示器、MEMS、封裝、生物芯片等金屬和介電質上圖案化,不必使用RIE加工器件的永組成(OLED顯示器上的間隔區)凸點、互連、空中連接微通道顯影時形成光刻膠倒梯形結構厚度范圍:0。②光分解型,采用含有疊氮醌類化合物的材料,其經光照后,發生光分解反應,可以制成正性膠;③光交聯型,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狀結構,而起到抗蝕作用,可以制成負性光刻膠。
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。據WitsView數據,雖然近三年國際LCD廠商面板出貨量有所下降,但是由于大屏顯示的市場擴增,LCD整體出貨面積變大,2016年出貨總面積達到1。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,波長越小,加工分辨率越佳。
正性光刻膠
正性光刻膠
正性光刻膠也稱為正膠。正性光刻膠樹脂是一種叫做線性酚醛樹脂的酚醛甲醛,提供光刻膠的粘附性、化學抗蝕性,當沒有溶解存在時,線性酚醛樹脂會溶解在顯影液中,感光劑是光敏化合物,常見的是重氮萘醌(DNQ)。在曝光前,DNQ是一種強烈的溶解,降低樹脂的溶解速度。這里所說的襯底不僅包含硅晶圓,還可以是其他金屬層、介質層,例如玻璃、SOS中的藍寶石。在紫外曝光后,DNQ在光刻膠中化學分解,成為溶解度增強劑,大幅提高顯影液中的溶解度因子至100或者更高。這種曝光反應會在DNQ中產生羧酸,它在顯影液中溶解度很高。正性光刻膠具有很好的對比度,所以生成的圖形具有良好的分辨率。
光刻工藝主要性一
光刻膠不僅具有純度要求高、工藝復雜等特征,還需要相應光刻機與之配對調試。在工藝發展的早期,負膠一直在光刻工藝中占主導地位,隨著VLSIIC和2~5微米圖形尺寸的出現,負膠已不能滿足要求。一般情況下,一個芯片在制造過程中需要進行10~50道光刻過程,由于基板不同、分辨率要求不同、蝕刻方式不同等,不同的光刻過程對光刻膠的具體要求也不一樣,即使類似的光刻過程,不同的廠商也會有不同的要求。
針對不同應用需求,光刻膠的品種非常多,這些差異主要通過調整光刻膠的配方來實現。因此,通過調整光刻膠的配方,滿足差異化的應用需求,是光刻膠制造商核心的技術。
此外,由于光刻加工分辨率直接關系到芯片特征尺寸大小,而光刻膠的性能關系到光刻分辨率的大小。限制光刻分辨率的是光的干涉和衍射效應。光刻分辨率與曝光波長、數值孔徑和工藝系數相關。
光刻工藝重要性二
光刻膠的曝光波長由寬譜紫外向g線→i線→KrF→ArF→EUV(13.5nm)的方向移動。隨著曝光波長的縮短,光刻膠所能達到的極限分辨率不斷提高,光刻得到的線路圖案精密度更佳,而對應的光刻膠的價格也更高。
光刻光路的設計,有利于進一步提升數值孔徑,隨著技術的發展,數值孔徑由0.35發展到大于1。相關技術的發展也對光刻膠及其配套產品的性能要求變得愈發嚴格。
工藝系數從0.8變到0.4,其數值與光刻膠的產品質量有關。結合雙掩膜和雙刻蝕等技術,現有光刻技術使得我們能夠用193nm的激光完成10nm工藝的光刻。
為了實現7nm、5nm制程,傳統光刻技術遇到瓶頸,EUV(13.5nm)光刻技術呼之欲出,臺積電、三星也在相關領域進行布局。EUV光刻光路基于反射設計,不同于上一代的折射,其所需光刻膠主要以無機光刻膠為主,如金屬氧化物光刻膠。