定義與特性
負性光刻膠是一種在曝光后,,未曝光區(qū)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?!?μm),主要應(yīng)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(huán)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(fā)交聯(lián)反應(yīng),。
交聯(lián)劑:
? 如六亞甲基四胺(烏洛托品),在曝光后與樹脂發(fā)生交聯(lián),,形成不溶性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),。
溶劑:
? 多為有機溶劑(如二甲苯、環(huán)己酮),,溶解樹脂和光敏劑,,涂布后揮發(fā)形成均勻膠膜。
工作原理
曝光前:光敏劑和交聯(lián)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(chǎn)生活性自由基,引發(fā)交聯(lián)劑與樹脂分子間的共價鍵交聯(lián),,使曝光區(qū)域形成不溶于顯影液的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),。
顯影后:
? 未曝光區(qū)域的樹脂因未交聯(lián),,被顯影液溶解去除,曝光區(qū)域保留,,形成負性圖案(與掩膜版相反),。
吉田半導(dǎo)體強化研發(fā),布局下一代光刻技術(shù),。無錫制版光刻膠報價
吉田半導(dǎo)體厚板光刻膠 JT-3001:國產(chǎn)技術(shù)助力 PCB 行業(yè)升級
JT-3001 厚板光刻膠支持 500nm/min 深蝕刻,,成為國產(chǎn) PCB 電路板制造推薦材料。
吉田半導(dǎo)體自主研發(fā)的 JT-3001 厚板光刻膠,,分辨率 1.5μm,,抗深蝕刻速率 > 500nm/min,適用于高密度 PCB 制造,。其無鹵無鉛配方通過歐盟 RoHS 認證,,已應(yīng)用于華為 5G 基站主板量產(chǎn)。產(chǎn)品采用國產(chǎn)原材料與全自動化工藝,,批次穩(wěn)定性達 99.5%,,幫助客戶提升生產(chǎn)效率 20%,加速國產(chǎn) PCB 行業(yè)技術(shù)升級,,推動 PCB 行業(yè)國產(chǎn)化進程,。
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關(guān)鍵工藝流程
涂布:
? 在晶圓/基板表面旋涂光刻膠,,厚度控制在0.1-5μm(依制程精度調(diào)整),,需均勻無氣泡(旋涂轉(zhuǎn)速500-5000rpm)。
前烘(Soft Bake):
? 加熱(80-120℃)去除溶劑,,固化膠膜,,增強附著力(避免顯影時邊緣剝離)。
曝光:
? 光源匹配:
? G/I線膠:汞燈(適用于≥1μm線寬,,如PCB,、LCD)。
? DUV膠(248nm/193nm):KrF/ArF準分子激光(用于28nm-14nm制程,,如存儲芯片),。
? EUV膠(13.5nm):極紫外光源(用于7nm以下制程,需控制納米級缺陷),。
? 曝光能量:需精確控制(如ArF膠約50mJ/cm2),,避免過曝或欠曝導(dǎo)致圖案失真。
顯影:
? 采用堿性溶液(如0.262N四甲基氫氧化銨,,TMAH),,曝光區(qū)域膠膜溶解,未曝光區(qū)域保留,,形成三維立體圖案,。
后烘(Post-Exposure Bake, PEB):
? 化學增幅型膠需此步驟,,通過加熱(90-130℃)激發(fā)光酸催化反應(yīng),提高分辨率和耐蝕刻性,。
國家戰(zhàn)略支持
《國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金三期規(guī)劃》將光刻膠列為重點投資領(lǐng)域,,計劃投入超500億元支持研發(fā)。工信部對通過驗證的企業(yè)給予稅收減免和設(shè)備采購補貼,,單家企業(yè)比較高補貼可達研發(fā)投入的30%,。
地方產(chǎn)業(yè)協(xié)同
濟南設(shè)立寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)專項基金,深圳國際半導(dǎo)體光刻膠產(chǎn)業(yè)展覽會(2025年4月)吸引全球300余家企業(yè)參展,,推動技術(shù)交流,。
資本助力產(chǎn)能擴張
恒坤新材通過科創(chuàng)板IPO募資15億元,擴大KrF光刻膠產(chǎn)能并布局集成電路前驅(qū)體項目,。彤程新材半導(dǎo)體光刻膠業(yè)務(wù)2024年上半年營收增長54.43%,ArF光刻膠開始形成銷售,。
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技術(shù)研發(fā):從配方到工藝的經(jīng)驗壁壘
配方設(shè)計的“黑箱效應(yīng)”
光刻膠配方涉及成百上千種成分的排列組合,,需通過數(shù)萬次實驗優(yōu)化。例如,,ArF光刻膠需在193nm波長下實現(xiàn)0.1μm分辨率,,其光酸產(chǎn)率、熱穩(wěn)定性等參數(shù)需精確匹配光刻機性能,。日本企業(yè)通過數(shù)十年積累形成的配方數(shù)據(jù)庫,,國內(nèi)企業(yè)短期內(nèi)難以突破。
工藝控制的極限挑戰(zhàn)
光刻膠生產(chǎn)需在百級超凈車間進行,,金屬離子含量需控制在1ppb以下,。國內(nèi)企業(yè)在“吸附—重結(jié)晶—過濾—干燥”耦合工藝上存在技術(shù)短板,導(dǎo)致產(chǎn)品批次一致性差,。例如,,恒坤新材的KrF光刻膠雖通過12英寸產(chǎn)線驗證,但量產(chǎn)良率較日本同類型產(chǎn)品低約15%,。
EUV光刻膠的“代際鴻溝”
EUV光刻膠需在13.5nm波長下工作,,傳統(tǒng)有機光刻膠因吸收效率低、熱穩(wěn)定性差面臨淘汰,。國內(nèi)企業(yè)如久日新材雖開發(fā)出EUV光致產(chǎn)酸劑,,但金屬氧化物基光刻膠(如氧化鋅)的納米顆粒分散技術(shù)尚未突破,導(dǎo)致分辨率只達10nm,,而國際水平已實現(xiàn)5nm,。
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負性光刻膠的工藝和應(yīng)用場景,。無錫制版光刻膠報價
吉田半導(dǎo)體 SU-3 負性光刻膠:國產(chǎn)技術(shù)賦能 5G 芯片封裝
自主研發(fā) SU-3 負性光刻膠支持 3 微米厚膜加工,成為 5G 芯片高密度封裝材料,。
針對 5G 芯片封裝需求,,吉田半導(dǎo)體自主研發(fā) SU-3 負性光刻膠,分辨率達 1.5μm,,抗深蝕刻速率 > 500nm/min,。其超高感光度與耐化學性確保復(fù)雜圖形的完整性,已應(yīng)用于高通 5G 基帶芯片量產(chǎn),。產(chǎn)品采用國產(chǎn)原材料與工藝,,不采用國外材料,成本較進口產(chǎn)品降低 40%,,幫助客戶提升封裝良率至 98.5%,,為國產(chǎn) 5G 芯片制造提供關(guān)鍵材料支撐。
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