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發布時間:2020-12-10 12:47  
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光刻膠介紹
光刻膠介紹
光刻膠(又稱光致抗蝕劑),是指通過紫外光、準分子激光、電子束、離子束、x射線等光源的照射或輻射,其溶解度發生變化的耐蝕刻材料。光刻膠具有光化學敏感性,其經過曝光、顯影、刻蝕等工藝,可以將設計好的微細圖形從掩膜版轉移到待加工基片。將帶有光刻膠層的半導體結構置于去膠機內,在射頻電壓的能量的作用下,灰化氣體被解離為等離子體。因此光刻膠微細加工技術中的關鍵性化工材料,被廣泛應用于光電信息產業的微細圖形線路的加工制作。生產光刻膠的原料包括光引發劑(包括光增感劑、光致產酸劑)、光刻膠樹脂、單體和其他助劑等。
光刻膠自1959年被發明以來一直是半導體核心材料,隨后被改進運用到PCB板的制造,并于20世紀90年代運用到平板顯示的加工制造。終應用領域包括消費電子、家用電器、汽車通訊等。
光刻工藝約占整個芯片制造成本的35%,耗時占整個芯片工藝的40%~60%,是半導體制造中核心的工藝。
以半導體光刻膠為例,在光刻工藝中,光刻膠被均勻涂布在襯底上,經過曝光(改變光刻膠溶解度)、顯影(利用顯影液溶解改性后光刻膠的可溶部分)與刻蝕等工藝,將掩膜版上的圖形轉移到襯底上,形成與掩膜版完全對應的幾何圖形。
光刻技術隨著IC集成度的提升而不斷發展。在前烘過程中,由于溶劑揮發,光刻膠厚度也會減薄,一般減薄的幅度為10%-20%左右。為了滿足集成電路對密度和集成度水平的更高要求,半導體用光刻膠通過不斷縮短曝光波長以極限分辨率,世界芯片工藝水平目前已跨入微納米級別,光刻膠的波長由紫外寬譜逐步至g線(436nm)、i線(365nm)、KrF(248nm)、 ArF(193nm)、F2(157nm),以及達到EUV(<13.5nm)線水平。
目前,半導體市場上主要使用的光刻膠包括 g 線、i 線、KrF、ArF四類光刻膠,其中,g線和i線光刻膠是市場上使用量較大的。KrF和ArF光刻膠核心技術基本被日本和美國企業所壟斷。
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四、前烘(Soft Bake)
完成光刻膠的涂抹之后,需要進行軟烘干操作,這一步驟也被稱為前烘。前烘能夠蒸發光刻膠中的溶劑溶劑、能使涂覆的光刻膠更薄。
在液態的光刻膠中,溶劑成分占65%-85%。雖然在甩膠之后,液態的光刻膠已經成為固態的薄膜,但仍有10%-30%的溶劑,容易沾污灰塵。光刻膠的重要性在北京化工大學理學院院長聶俊眼里,我國雖然已成為世界半導體生產大國,但面板產業整體產業鏈仍較為落后。通過在較高溫度下進行烘培,可以使溶劑從光刻膠中揮發出來(前烘后溶劑含量降至5%左右),從而降低了灰塵的沾污。同時,這一步驟還可以減輕因高速旋轉形成的薄膜應力,從而提高光刻膠 襯底上的附著性。
在前烘過程中,由于溶劑揮發,光刻膠厚度也會減薄,一般減薄的幅度為10%-20%左右。
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5,顯影液
在已經曝光的硅襯底膠面噴淋顯影液,或將其浸泡在顯影液中,正膠是曝光區、而負膠是非曝光區的膠膜溶入顯影液,膠膜中的潛影顯現出來,形成三維圖像。
顯影完成后通常進行工藝線的顯影檢驗,通常是在顯微鏡下觀察顯影效果,顯影是否徹底、光刻膠圖形是否完好。
影響顯影的效果主要因素:
1,曝光時間,2前烘溫度和時間,3光刻膠膜厚,4顯影液濃度溫度,5顯影液的攪動情況。