負(fù)性光刻膠簡(jiǎn)介

感光樹脂經(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。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?；诟泄鈽渲幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)，光刻膠可以分為三種類型。①光聚合型，采用烯類單體，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，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。感光樹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（見感光材料）的提高。為進(jìn)一步提高分辨率以滿足超大規(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 射線和深紫外(<250nm)刻蝕技術(shù)和相應(yīng)的電子束刻蝕膠，X射線刻蝕膠和深紫外線刻蝕膠，所刻蝕的線條可細(xì)至1□m以下。

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光刻膠市場(chǎng)空間與半導(dǎo)體的分不開。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。

光刻膠的未來(lái)發(fā)展

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由于光刻膠的技術(shù)壁壘較高，國(guó)內(nèi)光刻膠市場(chǎng)基本被國(guó)外企業(yè)壟斷。特別是高分辨率的KrF和ArF光刻膠，基本被日本和美國(guó)企業(yè)占據(jù)。  

國(guó)內(nèi)光刻膠生產(chǎn)商主要生產(chǎn)PCB光刻膠，面板光刻膠和半導(dǎo)體光刻膠生產(chǎn)規(guī)模相對(duì)較小。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的光刻膠中，PCB光刻膠占比94%，LCD光刻膠和半導(dǎo)體光刻膠占比分別僅有3%和2%。

國(guó)內(nèi)光刻膠需求量遠(yuǎn)大于本土產(chǎn)量，且差額逐年擴(kuò)大。由于國(guó)內(nèi)光刻膠起步晚，目前技術(shù)水平相對(duì)落后，生產(chǎn)產(chǎn)能主要集中在PCB光刻膠、TN/STN-LCD光刻膠等中低端產(chǎn)品，TFT-LCD、半導(dǎo)體光刻膠等高技術(shù)壁壘產(chǎn)品產(chǎn)能很少，仍需大量進(jìn)口，從而導(dǎo)致國(guó)內(nèi)光刻膠需求量遠(yuǎn)大于本土產(chǎn)量。

光刻膠的主要技術(shù)參數(shù)

1、分辨率:區(qū)別硅片表面相鄰圖形特性的能力，一般用關(guān)鍵尺寸來(lái)衡量 分辨率。形成的關(guān)鍵尺寸越小，光刻膠的分辨率越好。

2、對(duì)比度:指光刻膠從曝光區(qū)到非曝光區(qū)過(guò)渡的陡度。對(duì)比度越好，形成圖形的側(cè)壁越陡峭，分辨率越好。

3、敏感度:光刻膠上產(chǎn)生一 個(gè)良好的圖形所需一 定波長(zhǎng)的小能量值(或小曝光量)。單位:焦/平方厘米或mJ/cm2.光刻膠

的敏感性對(duì)于波長(zhǎng)更短的深紫外光(DUV)、極深紫外光(EUV)等尤為重要。

4、粘滯性/黏度:衡量光刻膠流動(dòng)特性的參數(shù)。粘滯性隨著光刻膠中的溶劑的減少而增加;高的粘滯性會(huì)產(chǎn)生厚的光刻膠;越小的

粘滯性，就有越均勻的光刻膠厚度。

5、粘附性:表征光刻膠粘著于襯底的強(qiáng)度。光刻膠的粘附性不足會(huì)導(dǎo)致硅片表面的圖形變形。

6、抗蝕性:光刻膠必須保持它的粘附性，在后續(xù)的刻蝕I序中保護(hù)襯底表面。

7、表面張力:液體中將表面分子拉向液體主體內(nèi)的分子間吸引力。光刻膠應(yīng)該具有比較小的表面張力，使光刻膠具有良好的流動(dòng)性和覆蓋。

8、存儲(chǔ)和傳送:能量可以啟動(dòng)光刻膠。應(yīng)該存儲(chǔ)在密閉、低溫、不透光的盒中。 同時(shí)必須規(guī)定光刻膠的閑置期限和存貯溫度環(huán)境。

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