光刻胶都有哪些用途和应用于哪些领域?
2021-08-23
      光刻胶是图形转移介质,其利用光照反应后溶解度不同将掩膜版图形转移至衬底上。目前广泛用于光电信息产业的微细图形线路加工制作,是电子制造领域关键材料。以半导体光刻胶为例,在光刻工艺中,光刻胶被均匀涂布在衬底上,经过曝光(改变光刻胶溶解度)、显影(利用显影液溶解改性后光刻胶的可溶部分)与刻蚀等工艺,将掩膜版上的图形转移到衬底上,形成与掩膜版完全对应的几何图形。光刻工艺约占整个芯片制造成本的 35%,耗时占整个芯片工艺的 40-60%,是半导体制造中最核心的工艺。
      光刻胶主要由感光剂(光引发剂)、聚合剂(感光树脂)、溶剂与助剂构成。光引发剂是光刻胶的最关键成分,对光刻胶的感光度、分辨率起着决定性作用。感光树脂用于将光刻胶中不同材料聚合在一起,是构成光刻胶的骨架,决定光刻胶包括硬度、柔韧性、附着力等基本属性。溶剂是光刻胶中最大成分,目的是使光刻胶处于液态,但溶剂本身对光刻胶的化学性质几乎没影响。助剂通常是专有化合物,由各家厂商独自研发,主要用来改变光刻胶特定化学性质。

光刻胶分类方式较多,一般按以下三种方式分类:

1) 按化学反应原理和显影原理不同可分为正性光刻胶跟负性光刻胶;
2)按原材料化学结构不同,可分为光聚合型、光分解型与光交联型;
3)按下游应用 领域不同可分为半导体用光刻胶、面板用光刻胶、PCB 光刻胶。光刻胶下游领域主要包括半导体、面板、PCB 以及 LED 等行业。

      光刻胶自 1959 年被发明以来一直是半导体核心材料,随后被改进运用到 PCB 板的制造,并于 20 世纪 90 年代运用到平板显示的加工制造。最终应用领域包括消费电子、家用电器、汽车通讯等。
      光刻胶行业发展方向基本由下游需求决定,其中半导体领域是技术门槛最高的子领域。光刻胶产品是电子化学品中技术壁垒最高的材料之一,其不仅具有纯度要求高、工艺复杂等特征,还需要相应光刻机与之配对调试。一般一块半导体芯片在制造过程中需要进行 10-50 道光刻过程,由于基板不同、分辨率要求不同、蚀刻方式不同等,不同的光刻过程对光刻胶的具体要求也不一样,即使类似的光刻过程,不同的厂商也会有不同的要求。针对不同应用需求,光刻胶的品种非常多,这些差异主要通过调整光刻胶的配方来实现。因此,通过调整光刻胶的配方,满足差异化的应用需求,是光刻胶制造商最核心的技术。
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