定義與特性
負性光刻膠是一種在曝光后,未曝光區域會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,其主要特點是耐蝕刻性強、工藝簡單、成本低,但分辨率較低(通常≥1μm),主要應用于對精度要求相對較低、需要厚膠或高耐腐蝕性的場景。
化學組成與工作原理
主要成分
基體樹脂:
? 早期以聚異戊二烯橡膠(天然或合成)為主,目前常用環化橡膠(Cyclized Rubber)或聚乙烯醇肉桂酸酯,提供膠膜的機械強度和耐蝕刻性。
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%,吸收紫外光后引發交聯反應。
交聯劑:
? 如六亞甲基四胺(烏洛托品),在曝光后與樹脂發生交聯,形成不溶性網狀結構。
溶劑:
? 多為有機溶劑(如二甲苯、環己酮),溶解樹脂和光敏劑,涂布后揮發形成均勻膠膜。
工作原理
曝光前:光敏劑和交聯劑均勻分散在樹脂中,膠膜可溶于顯影液(有機溶劑)。
曝光時:
? 光敏劑吸收紫外光(G線436nm為主)后產生活性自由基,引發交聯劑與樹脂分子間的共價鍵交聯,使曝光區域形成不溶于顯影液的三維網狀結構。
顯影后:
? 未曝光區域的樹脂因未交聯,被顯影液溶解去除,曝光區域保留,形成負性圖案(與掩膜版相反)。
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技術優勢:23年研發沉淀與細分領域突破
全流程自主化能力
吉田在光刻膠研發中實現了從樹脂合成、光引發劑制備到配方優化的全流程自主化。例如,其納米壓印光刻膠通過自主開發的樹脂體系,實現了3μm的分辨率,適用于MEMS傳感器、光學器件等領域。
技術壁壘:公司擁有23年光刻膠研發經驗,掌握光刻膠主要原材料(如樹脂、光酸)的合成技術,部分原材料純度達PPT級。
細分領域技術先進
? 納米壓印光刻膠:在納米級圖案化領域(如量子點顯示、生物芯片)實現技術突破,分辨率達3μm,填補國內空缺。
? LCD光刻膠:針對顯示面板行業需求,開發出高感光度、高對比度的光刻膠,適配AMOLED、Micro LED等新型顯示技術。
研發投入與合作
公司2018年獲高新技術性企業認證,與新材料領域同伴們合作開發半導體光刻膠,計劃2025年啟動半導體用KrF光刻膠研發。
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廣東吉田半導體材料有限公司多種光刻膠產品,主要涵蓋厚板、負性、正性、納米壓印及光刻膠等類別,以滿足不同領域的需求。
厚板光刻膠:JT-3001 型號,具有優異的分辨率和感光度,抗深蝕刻性能良好,符合歐盟 ROHS 標準,保質期 1 年。適用于對精度和抗蝕刻要求高的厚板光刻工藝,如特定電路板制造。
負性光刻膠
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SU-3 負性光刻膠:分辨率優異,對比度良好,曝光靈敏度高,光源適應,重量 100g。常用于對曝光精度和光源適應性要求較高的微納加工、半導體制造等領域。
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負性光刻膠 JT-1000:有 1L 和 100g 兩種規格,具有優異的分辨率、良好的對比度和高曝光靈敏度,光源適應。主要應用于對光刻精度要求高的領域,如半導體器件制造。
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耐腐蝕負性光刻膠 JT-NF100:重量 1L,具備耐腐蝕特性。適用于有腐蝕風險的光刻工藝,如特殊環境下的半導體加工或電路板制造。
LCD顯示
? 彩色濾光片(CF):
? 黑色矩陣(BM)光刻膠:隔離像素,線寬精度±2μm,透光率<0.1%。
? RGB色阻光刻膠:形成紅/綠/藍像素,需高色純度(NTSC≥95%)和耐光性。
? 陣列基板(Array):
? 柵極絕緣層光刻膠:用于TFT-LCD的柵極圖案化,分辨率≤3μm。
OLED顯示(柔性/剛性)
? 像素定義層(PDL)光刻膠:在基板上形成有機發光材料的 confinement 結構,線寬精度±1μm,需耐溶劑侵蝕(適應蒸鍍工藝)。
? 觸控電極(如ITO/PET):通過光刻膠圖形化實現透明導電線路,線寬≤5μm。
Mini/Micro LED
? 巨量轉移前的芯片制備:使用高分辨率光刻膠(分辨率≤5μm)定義微米級LED陣列,良率要求>99.99%。
吉田公司以無鹵無鉛配方與低 VOC 工藝打造光刻膠。
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產品特點:耐溶劑型優良,抗潮耐水性好,耐印率高;固含量高,流平性好,涂布性能優良;經特殊乳化聚合技術處理,網版平滑、無白點、無沙眼、亮度高;剝膜性好,網版可再生使用;解像性、高架橋性好,易做精細網點和線條;感光度高,曝光時間短,曝光寬容度大,節省網版作業時間,提高工作效率 。
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應用范圍:適用于塑料、皮革、標牌、印刷電路板(PCB)、廣告宣傳、玻璃、陶瓷、紡織品等產品的印刷。例如在塑料表面形成牢固圖案,滿足皮革制品精細印刷需求,制作各類標牌保證圖案清晰,用于 PCB 制造滿足高精度要求等。
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工藝流程
? 目的:去除基板表面油污、顆粒,增強感光膠附著力。
? 方法:
? 化學清洗(硫酸/雙氧水、去離子水);
? 表面處理(硅基板用六甲基二硅氮烷HMDS疏水化,PCB基板用粗化處理)。
涂布(Coating)
? 方式:
? 旋涂:半導體/顯示領域,厚度控制精確(納米至微米級),轉速500-5000rpm;
? 噴涂/輥涂:PCB/MEMS領域,適合大面積或厚膠(微米至百微米級,如負性膠可達100μm)。
? 關鍵參數:膠液黏度、涂布速度、基板溫度(影響厚度均勻性)。
前烘(Soft Bake)
? 目的:揮發溶劑,固化膠膜,增強附著力和穩定性。
? 條件:
? 溫度:60-120℃(正性膠通常更低,如90℃;負性膠可至100℃以上);
? 時間:5-30分鐘(根據膠厚調整,厚膠需更長時間)。
曝光(Exposure)
? 光源:
? 紫外光(UV):G線(436nm)、I線(365nm)用于傳統光刻(分辨率≥1μm);
? 深紫外(DUV):248nm(KrF)、193nm(ArF)用于半導體先進制程(分辨率至20nm);
? 極紫外(EUV):13.5nm,用于7nm以下制程(只能正性膠適用)。
? 曝光方式:
? 接觸式/接近式:掩膜版與膠膜直接接觸(PCB、MEMS,低成本但精度低);
? 投影式:通過物鏡聚焦(半導體,分辨率高,如ArF光刻機精度達22nm)。
云南LED光刻膠國產廠商