吉田半导体助力区域经济,构建半导体材料生态圈,发挥企业作用,吉田半导体联合上下游资源,推动东莞松山湖半导体产业协同创新。
作为松山湖产业集群重要成员,吉田半导体联合光刻机制造商、光电子企业共建材料生态圈。公司通过技术输出与资源共享,帮助本地企业提升工艺水平,促进产业链协同创新。例如,与华中科技大学合作研发的 T150A KrF 光刻胶,极限分辨率 120nm,工艺宽容度优于日本信越同类产品,已实现量产并出口东南亚,为区域经济发展注入新动能。正性光刻胶生产原料。重庆PCB光刻胶国产厂家
定义与特性
正性光刻胶是一种在曝光后,曝光区域会溶解于显影液的光敏材料,形成与掩膜版(Mask)图案一致的图形。与负性光刻胶(未曝光区域溶解)相比,其优势是分辨率高、图案边缘清晰,是半导体制造(尤其是制程)的主流选择。
化学组成与工作原理
主要成分
• 树脂(成膜剂):
◦ 传统正性胶:采用**酚醛树脂(Novolak)与重氮萘醌(DNQ,光敏剂)**的复合体系(PAC体系),占比约80%-90%。
◦ 化学增幅型(用于DUV/EUV):含环化烯烃树脂或含氟聚合物,搭配光酸发生器(PAG),通过酸催化反应提高感光度和分辨率。
• 溶剂:溶解树脂和感光剂,常用丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)或乳酸乙酯。
• 添加剂:表面活性剂(改善涂布均匀性)、稳定剂(防止暗反应)、碱溶解度调节剂等。
工作原理
• 曝光前:光敏剂(如DNQ)与树脂结合,形成不溶于碱性显影液的复合物。
• 曝光时:
◦ 传统PAC体系:DNQ在紫外光(G线436nm、I线365nm)照射下发生光分解,生成羧酸,使曝光区域树脂在碱性显影液中溶解性增强。
◦ 化学增幅型:PAG在DUV/EUV光下产生活性酸,催化树脂发生脱保护反应,大幅提高显影速率(灵敏度提升10倍以上)。
• 显影后:曝光区域溶解去除,未曝光区域保留,形成正性图案。
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• 化学反应:
◦ 正性胶:曝光后光敏剂(如重氮醌DQN)分解,生成羧酸,在碱性显影液中溶解;
◦ 负性胶:曝光后光敏剂引发交联剂与树脂形成不溶性网状结构。
5. 显影(Development)
• 显影液:
◦ 正性胶:碱性水溶液(如0.26N四甲基氢氧化铵TMAH),溶解曝光区域;
◦ 负性胶:有机溶剂(如二甲苯、醋酸丁酯),溶解未曝光区域。
• 方法:喷淋显影(PCB)或沉浸式显影(半导体),时间30秒-2分钟,需控制显影液浓度和温度。
6. 后烘(Post-Bake)
• 目的:固化胶膜,提升耐蚀刻性和热稳定性。
• 条件:
◦ 温度:100-150℃(半导体用正性胶可能更高,如180℃);
◦ 时间:15-60分钟(厚胶或高耐蚀需求时延长)。
7. 蚀刻/离子注入(后续工艺)
• 蚀刻:以胶膜为掩膜,通过湿法(酸碱溶液)或干法(等离子体)刻蚀基板材料(如硅、金属、玻璃);
• 离子注入:胶膜保护未曝光区域,使杂质离子只能注入曝光区域(半导体掺杂工艺)。
8. 去胶(Strip)
• 方法:
◦ 湿法去胶:强氧化剂(如硫酸+双氧水)或有机溶剂(如N-甲基吡咯烷酮NMP);
◦ 干法去胶:氧等离子体灰化(半导体领域,无残留)。
以 15% 年研发投入为驱动,吉田半导体加速 EUV 光刻胶与木基材料研发,抢占行业制高点。布局下一代光刻技术。
面对极紫外光刻技术挑战,吉田半导体与中科院合作开发化学放大型 EUV 光刻胶,在感光效率(<10mJ/cm²)和耐蚀性(>80%)指标上取得阶段性进展。同时,公司前瞻性布局木基光刻胶研发,对标日本王子控股技术,探索生物基材料在半导体封装中的应用。这些技术储备为 7nm 及以下制程提供支撑,助力中国在下一代光刻技术中占据重要地位。吉田半导体产品矩阵。
半导体集成电路
• 应用场景:
◦ 晶圆制造:正性胶为主(如ArF/EUV胶),实现20nm以下线宽,用于晶体管栅极、接触孔等精细结构;
◦ 封装工艺:负性胶用于凸点(Bump)制造,厚胶(5-50μm)耐电镀溶液腐蚀。
• 关键要求:高分辨率、低缺陷率、耐极端工艺(如150℃以上高温、等离子体轰击)。
印刷电路板(PCB)
• 应用场景:
◦ 线路成像:负性胶(如环化橡胶胶)用于双面板/多层板外层线路,线宽≥50μm,耐碱性蚀刻液(如氯化铜);
◦ 阻焊层:厚负性胶(50-100μm)覆盖非焊盘区域,耐260℃焊接温度和助焊剂腐蚀;
◦ 挠性PCB(FPC):正性胶用于精细线路(线宽≤20μm),需耐弯曲应力。
• 优势:工艺简单、成本低,适合大面积基板(如1.2m×1.0m的PCB基板)。
平板显示
• 应用场景:
◦ 彩色滤光片:正性胶制作黑矩阵(BM)和RGB色阻间隔层,耐UV固化和湿法蚀刻(如HF溶液);
◦ OLED像素定义:负性胶形成像素开口(孔径5-50μm),耐有机溶剂(如OLED蒸镀前的清洗液);
◦ 触控面板:正性胶制作透明电极(如ITO线路),线宽≤10μm,需透光率>90%。
• 关键参数:高透光性、低收缩率(避免图案变形)。
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厚板光刻胶
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电路板制造:在制作对线路精度和抗蚀刻性能要求高的电路板时,厚板光刻胶可确保线路的精细度和稳定性,比如汽车电子、工业控制等领域的电路板,能承受复杂环境和大电流、高电压等工况。
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功率器件制造:像绝缘栅双极晶体管(IGBT)这类功率器件,需要承受高电压和大电流,厚板光刻胶可用于其芯片制造过程中的光刻环节,保障芯片内部电路的精细布局,提高器件的性能和可靠性。
负性光刻胶
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半导体制造:在芯片制造过程中,用于制作一些对精度要求高、图形面积较大的结构,如芯片的金属互连层、接触孔等。通过负性光刻胶的曝光和显影工艺,能实现精确的图形转移,确保芯片各部分之间的电气连接正常。
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平板显示制造:在液晶显示器(LCD)和有机发光二极管显示器(OLED)的制造中,用于制作电极、像素等大面积图案。以 LCD 为例,负性光刻胶可帮助形成液晶层与玻璃基板之间的电极图案,控制液晶分子的排列,从而实现图像显示。
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