在光刻胶的生产上,我国主要生产PCB光刻胶,LCD光刻胶和半导体光刻胶生产规模较小, 2015年据统计我国光刻胶产量为9.75万吨,其中中低端PCB光刻胶产值占比为94.4%,半导体和LCD光刻胶分分别占比1.6%和2.7%,严重依赖进口。国外研究机构预测,PCB市场年复合增长率可达3%,到2020年,PCB市场规模将达到610亿美元。
纵观市场,光刻胶化学品
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在光刻胶的生产上,我国主要生产PCB光刻胶,LCD光刻胶和半导体光刻胶生产规模较小, 2015年据统计我国光刻胶产量为9.75万吨,其中中低端PCB光刻胶产值占比为94.4%,半导体和LCD光刻胶分分别占比1.6%和2.7%,严重依赖进口。国外研究机构预测,PCB市场年复合增长率可达3%,到2020年,PCB市场规模将达到610亿美元。
纵观市场,光刻胶化学品生产壁垒高,国产化需求强烈。 化学结构特殊、保密性强、用量少、纯度要求高、生产工艺复杂、要求苛刻,生产、检测、评价设备投资大,技术需要长期积累。
至今光刻胶化学品仍主要被被日本合成橡胶(JSR)、东京应化(TOK)、住友化学、美国杜邦、美国futurrex、德国巴斯夫等化工寡头垄断。
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三、光刻胶涂覆(Photoresist Coating)
光刻胶涂覆通常的步骤是在涂光刻胶之前,先在900-1100度湿氧化。氧化层可以作为湿法刻蚀或B注入的膜版。在2020年PCB产值有望达到311亿美元,在2015-2020年期间,年复合增长率略高于国际市场,为3。作为光刻工艺自身的首先过程,一薄层的对紫外光敏感的有机高分子化合物,即通常所说的光刻胶,要涂在样品表面(SiO2)。首先光刻胶被从容器中取出滴布到置于涂胶机中的样品表面,(由真空负压将样品固定在样品台上),样品然后高速旋转,转速由胶粘度和希望胶厚度确定。在这样的高速下,胶在离心力的作用下向边缘流动。
涂胶工序是图形转换工艺中初的也是重要的步骤。涂胶的质量直接影响到所加工器件的缺陷密度。为了保证线宽的重复性和接下去的显影时间,同一个样品的胶厚均匀性和不同样品间的胶厚一致性不应超过±5nm(对于1.5um胶厚为±0.3%)。
光刻胶的目标厚度的确定主要考虑胶自身的化学特性以及所要图形中线条的及间隙的微细程度。太厚胶会导致边缘覆盖或连通、小丘或田亘状胶貌、使成品率下降。预计2017和2018年半导体用光刻胶市场将分别达到15。在MEMS中、胶厚(烤后)在0.5-2um之间,而对于特殊微结构制造,胶厚度有时希望1cm量级。在后者,旋转涂胶将被铸胶或等离子体胶聚合等方法取代。常规光刻胶涂布工序的优化需要考虑滴胶速度、滴胶量、转速、环境温度和湿度等,这些因素的稳定性很重要。
在工艺发展的早期,负胶一直在光刻工艺中占主导地位,随着VLSI IC和2~5微米图形尺寸的出现,负胶已不能满足要求。随后出现了正胶,但正胶的缺点是粘结能力差。
用正胶需要改变掩膜版的极性,这并不是简单的图形翻转。显影完成后通常进行工艺线的显影检验,通常是在显微镜下观察显影效果,显影是否、光刻胶图形是否完好。因为用掩膜版和两种不同光刻胶结合,在晶园表面光刻得到的尺寸是不一样的,由于光在图形周围的衍射效应,使得用负胶和亮场掩膜版组合在光刻胶层上得到的图形尺寸要比掩膜版上的图形尺寸小。用正胶和暗场掩膜版组合会使光刻胶层上的图形尺寸变大。
光刻胶
光刻胶组分及功能
光引发剂
光引发剂吸收光能(辐射能)后经激发生成活性中间体,并进一步引发聚合反应或其他化学反应,是光刻胶的关键组分,对光刻胶的感光度、分辨率等起决定性作用。
树脂
光刻胶的基本骨架,是其中占比较大的组分,主要决定曝光后光刻胶的基本性能,包括硬度、柔韧性、附着力、曝光前后对溶剂溶解度的变化程度、光学性能、耐老化性、耐蚀刻性、热稳定性等。
溶剂
溶解各组分,是后续聚合反应的介质,另外可调节成膜。
单体
含有可聚合官能团的小分子,也称之为活性稀释剂,一般参加光固化反应,可降低光固化体系粘度并调节光固化材料的各种性能。








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