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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? 化學反應:
? 正性膠:曝光后光敏劑(如重氮醌DQN)分解,生成羧酸,在堿性顯影液中溶解;
? 負性膠:曝光后光敏劑引發交聯劑與樹脂形成不溶性網狀結構。
5. 顯影(Development)
? 顯影液:
? 正性膠:堿性水溶液(如0.26N四甲基氫氧化銨TMAH),溶解曝光區域;
? 負性膠:有機溶劑(如二甲苯、醋酸丁酯),溶解未曝光區域。
? 方法:噴淋顯影(PCB)或沉浸式顯影(半導體),時間30秒-2分鐘,需控制顯影液濃度和溫度。
6. 后烘(Post-Bake)
? 目的:固化膠膜,提升耐蝕刻性和熱穩定性。
? 條件:
? 溫度:100-150℃(半導體用正性膠可能更高,如180℃);
? 時間:15-60分鐘(厚膠或高耐蝕需求時延長)。
7. 蝕刻/離子注入(后續工藝)
? 蝕刻:以膠膜為掩膜,通過濕法(酸堿溶液)或干法(等離子體)刻蝕基板材料(如硅、金屬、玻璃);
? 離子注入:膠膜保護未曝光區域,使雜質離子只能注入曝光區域(半導體摻雜工藝)。
8. 去膠(Strip)
? 方法:
? 濕法去膠:強氧化劑(如硫酸+雙氧水)或有機溶劑(如N-甲基吡咯烷酮NMP);
? 干法去膠:氧等離子體灰化(半導體領域,無殘留)。
蘇州厚膜光刻膠廠家吉田半導體公司基本概況。
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。
感光機制
? 重氮型(雙液型):需混合光敏劑(如二疊氮二苯乙烯二磺酸鈉),曝光后通過交聯反應固化,適用于精細圖案(如PCB電路線寬≤0.15mm)。
? SBQ型(單液型):預混光敏劑,無需調配,感光度高(曝光時間縮短30%),適合快速制版(如服裝印花)。
? 環保型:采用無鉻配方(如CN10243143A),通過多元固化體系(熱固化+光固化)實現12-15mJ/cm2快速曝光,分辨率達2μm,符合歐盟REACH標準。
功能細分
? 耐溶劑型:如日本村上AD20,耐酒精、甲苯等溶劑,適用于電子油墨印刷。
? 耐水型:如瑞士科特1711,抗水性強,適合紡織品水性漿料。
? 厚版型:如德國K?ppen厚版膠,單次涂布可達50μm,用于立體印刷。
典型應用場景:
? PCB制造:使用360目尼龍網+重氮感光膠,配合LED曝光(405nm波長),實現0.15mm線寬,耐酸性蝕刻液。
? 紡織印花:圓網制版采用9806A型感光膠,涂布厚度20μm,耐堿性染料色漿,耐印率超10萬次。
? 包裝印刷:柔版制版選用杜邦賽麗® Lightning LFH版材,UV-LED曝光+無溶劑工藝,碳排放降低40%。
告別顯影殘留!化學增幅型光刻膠助力封裝。
技術趨勢與挑戰
半導體先進制程:
? EUV光刻膠需降低缺陷率(目前每平方厘米缺陷數<10個),開發低粗糙度(≤5nm)材料;
? 極紫外吸收問題:膠膜對13.5nm光吸收率高,需厚度控制在50-100nm,挑戰化學增幅體系的靈敏度。
環保與低成本:
? 水性負性膠替代溶劑型膠(如PCB阻焊膠),減少VOC排放;
? 單層膠工藝替代多層膠,簡化流程(如MEMS厚膠的一次性涂布)。
新興領域拓展:
? 柔性電子:開發耐彎曲(曲率半徑<5mm)、低模量感光膠,用于可穿戴設備電路;
? 光子芯片:高折射率膠(n>1.8)制作光波導,需低傳輸損耗(<0.1dB/cm)。
典型產品與廠商
? 半導體正性膠:
? 日本信越(Shin-Etsu)的ArF膠(分辨率22nm,用于12nm制程);
? 美國陶氏(Dow)的EUV膠(靈敏度10mJ/cm2,缺陷密度<5個/cm2)。
? PCB負性膠:
? 中國容大感光(LP系列):耐堿性蝕刻,厚度20-50μm,國產化率超60%;
? 日本東京應化(TOK)的THMR-V:全球PCB膠市占率30%,適用于高可靠性汽車板。
? MEMS厚膠:
? 美國陶氏的SU-8:實驗室常用,厚度5-200μm,分辨率1μm(需優化交聯均勻性);
? 德國Microresist的MR膠:耐深硅蝕刻,線寬精度±2%,用于工業級MEMS制造。
吉田半導體強化研發,布局下一代光刻技術。濟南UV納米光刻膠國產廠家
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光刻膠系列:
厚板光刻膠 JT - 3001,具備優異分辨率、感光度和抗深蝕刻性能,符合歐盟 ROHS 標準,保質期 1 年;
水油光刻膠 SR - 3308,容量 5L;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;
液晶平板顯示器負性光刻膠 JT - 1000,有 1L 裝和 100g 裝兩種規格,分辨率高,準確性和穩定性好;
JT - 2000 UV 納米壓印光刻膠,耐強酸強堿,耐高溫達 250°C,長期可靠性高,粘接強度高,重量 100g;
LCD 正性光刻膠 YK - 200,具有較大曝光、高分辨率、良好涂布和附著力,重量 100g;
半導體正性光刻膠 YK - 300,具備耐熱耐酸、耐溶劑性、絕緣阻抗和緊密性,重量 100g;
耐腐蝕負性光刻膠 JT - NF100,重量 1L。
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