負(fù)性光刻膠簡(jiǎn)介

感光樹(shù)脂經(jīng)光照后，在曝光區(qū)能很快地發(fā)生光固化反應(yīng)，使得這種材料的物理性能，特別是溶解性、親合性等發(fā)生明顯變化。經(jīng)適當(dāng)?shù)娜軇┨幚?，溶去可溶性部分，得到所需圖像（見(jiàn)圖光致抗蝕劑成像制版過(guò)程）。光刻膠廣泛用于印刷電路和集成電路的制造以及印刷制版等過(guò)程。光刻膠的技術(shù)復(fù)雜，品種較多。根據(jù)其化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和顯影原理，可分負(fù)性膠和正性膠兩類(lèi)。光照后形成不可溶物質(zhì)的是負(fù)性膠；反之，對(duì)某些溶劑是不可溶的，經(jīng)光照后變成可溶物質(zhì)的即為正性膠。利用這種性能，將光刻膠作涂層，就能在硅片表面刻蝕所需的電路圖形?；诟泄鈽?shù)脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)，光刻膠可以分為三種類(lèi)型。①光聚合型，采用烯類(lèi)單體，在光作用下生成自由基，自由基再進(jìn)一步引發(fā)單體聚合，后生成聚合物，具有形成正像的特點(diǎn)。②光分解型，采用含有疊氮醌類(lèi)化合物的材料，經(jīng)光照后,會(huì)發(fā)生光分解反應(yīng),由油溶性變?yōu)樗苄?，可以制成正性膠。③光交聯(lián)型，采用聚乙烯醇月桂酸酯等作為光敏材料,在光的作用下,其分子中的雙鍵被打開(kāi)，并使鏈與鏈之間發(fā)生交聯(lián)，形成一種不溶性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而起到抗蝕作用，這是一種典型的負(fù)性光刻膠。柯達(dá)公司的產(chǎn)品KPR膠即屬此類(lèi)。感光樹(shù)脂在用近紫外光輻照成像時(shí)，光的波長(zhǎng)會(huì)限制分辨率（見(jiàn)感光材料）的提高。為進(jìn)一步提高分辨率以滿(mǎn)足超大規(guī)模集成電路工藝的要求，必須采用波長(zhǎng)更短的輻射作為光源。由此產(chǎn)生電子束、X 射線(xiàn)和深紫外(<250nm)刻蝕技術(shù)和相應(yīng)的電子束刻蝕膠，X射線(xiàn)刻蝕膠和深紫外線(xiàn)刻蝕膠，所刻蝕的線(xiàn)條可細(xì)至1□m以下。

光刻膠分類(lèi)

1、負(fù)性光刻膠

主要有聚酸系(聚酮膠)和環(huán)化橡膠系兩大類(lèi)，前者以柯達(dá)公司的KPR為代表，后者以O(shè)MR系列為代表。

2、正性光刻膠

主要以重氮醒為感光化臺(tái)物，以酚醛樹(shù)脂為基本材料。的有AZ-1350系列。正膠的主要優(yōu)點(diǎn)是分辨率高，缺點(diǎn)是靈敏度、耐刻蝕性和附著性等較差。

3、負(fù)性電子束光刻膠

為含有環(huán)氧基、乙烯基或環(huán)硫化物的聚合物。 的是COP膠，典型特性:靈敏度0.3~0.4μC/cm^2 (加速電壓10KV時(shí))、分辨率1.0um、 對(duì)比度0.95。限制分辨率

的主要因素是光刻膠在顯影時(shí)的溶脹。

4、正性電子束光刻膠

主要為甲酯、烯砜和重氮類(lèi)這三種聚合物。的是PMMA膠，典型特性:靈敏度40~ 80μC/cm^2 (加速電壓20KV時(shí))、分辨率0.1μm、 對(duì)比度2~3。

PMMA膠的主要優(yōu)點(diǎn)是分辨率高。主要缺點(diǎn)是靈敏度低，此外在高溫下易流動(dòng)，耐干法刻蝕性差。

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光刻膠市場(chǎng)空間與半導(dǎo)體的分不開(kāi)。2012-2018年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模復(fù)合增速8.23%，在全球半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展下，全球半導(dǎo)體光刻膠市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng)。

而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，因全球半導(dǎo)體、液晶面板以及消費(fèi)電子等產(chǎn)業(yè)向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移，對(duì)光刻膠需求量迅速增量。

但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，從全球光刻膠的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，光刻膠市場(chǎng)主要由日韓企業(yè)主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)企業(yè)市場(chǎng)份額集中在低端的PCB光刻膠上，高技術(shù)壁壘的LCD 和半導(dǎo)體光刻膠主要依賴(lài)進(jìn)口。根據(jù)某些數(shù)據(jù)顯示，國(guó)內(nèi)光刻膠產(chǎn)值當(dāng)中，PCB光刻膠的占比高達(dá)95%，半導(dǎo)體光刻膠和LCD光刻膠產(chǎn)值占比都僅有2%。

由上分析可知，我國(guó)目前在光刻膠領(lǐng)域急需技術(shù)突破的。

光刻膠分類(lèi)概述

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基于感光樹(shù)脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)，光刻膠可以分為三種類(lèi)型。

①光聚合型，采用烯類(lèi)單體，在光作用下生成自由基，自由基再進(jìn)一步引發(fā)單體聚合，然后生成聚合物，具有形成正像的特點(diǎn)。

②光分解型，采用含有疊氮醌類(lèi)化合物的材料，經(jīng)光照后，會(huì)發(fā)生光分解反應(yīng)，由油溶性變?yōu)樗苄?，可以制成正性膠。

③光交聯(lián)型，采用聚乙烯醇月桂酸酯等作為光敏材料，在光的作用下，其分子中的雙鍵被打開(kāi)，并使鏈與鏈之間發(fā)生交聯(lián)，形成一種不溶性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而起到抗蝕作用，這是一種典型的負(fù)性光刻膠。