負(fù)性光刻膠原理

又稱光致抗蝕劑，是一種由感光樹脂、增感劑（見光譜增料）和溶劑三種主要成分組成的對光敏感的混合液體。

原理

光刻膠在接受一定波長的光或者射線時,會相應(yīng)的發(fā)生一種光化學(xué)反應(yīng)或者激勵作用。光化學(xué)反應(yīng)中的光吸收是在化學(xué)鍵合中起作用的處于原子外層的電子由基態(tài)轉(zhuǎn)入激勵態(tài)時引起的。對于有機物，基態(tài)與激勵態(tài)的能量差為3~6eV，相當(dāng)于該能量差的光(即波長為0.2~0.4μm的光)被有機物強烈吸收，使在化學(xué)鍵合中起作用的電子轉(zhuǎn)入激勵態(tài)?；瘜W(xué)鍵合在受到這種激勵時，或者分離或者改變鍵合對象，發(fā)生化學(xué)變化。電子束、X射線及離子束(即被加速的粒子)注入物質(zhì)后，因與物質(zhì)具有的電子相互作用，能量逐漸消失。電子束失去的能量轉(zhuǎn)移到物質(zhì)的電子中，因此生成激勵狀態(tài)的電子或二次電子或離子。這些電子或離子均可誘發(fā)光刻膠的化學(xué)反應(yīng)。

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光刻膠市場空間與半導(dǎo)體的分不開。2012-2018年全球半導(dǎo)體市場規(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)體光刻膠市場持續(xù)增長。

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

但是遠遠不夠，從全球光刻膠的市場競爭格局來看，光刻膠市場主要由日韓企業(yè)主導(dǎo)，國內(nèi)企業(yè)市場份額集中在低端的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口。根據(jù)某些數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)光刻膠產(chǎn)值當(dāng)中，PCB光刻膠的占比高達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，我國目前在光刻膠領(lǐng)域急需技術(shù)突破的。

光刻膠分類

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)機理和顯影原理的不同，光刻膠可以分為負(fù)性膠和正性膠。對某些溶劑可溶，但經(jīng)曝光后形成不可溶物質(zhì)的是負(fù)性膠;反之，對某些溶劑不可溶，經(jīng)曝光后變成可溶的為正性膠。

從需求端來看，光刻膠可分為半導(dǎo)體光刻膠、面板光刻膠和PCB光刻膠。其中，半導(dǎo)體光刻膠的技術(shù)壁壘較高。

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光刻膠相關(guān)知識

光刻開始于一種稱作光刻膠的感光性液體的應(yīng)用。圖形能被映射到光刻膠上，然后用一個developer就能做出需要的模板圖案。光刻膠溶液通常被旋轉(zhuǎn)式滴入wafer。如圖2.5所示，wafer被裝到一個每分鐘能轉(zhuǎn)幾千轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤上。幾滴光刻膠溶液就被滴到旋轉(zhuǎn)中的wafer的中心，離心力把溶液甩到表面的所有地方。光刻膠溶液黏著在wafer上形成一層均勻的薄膜。多余的溶液從旋轉(zhuǎn)中的wafer上被甩掉。薄膜在幾秒鐘之內(nèi)就縮到它后期的厚度，溶劑很快就蒸發(fā)掉了，wafer上就留下了一薄層光刻膠。然后通過烘焙去掉后面剩下的溶劑并使光刻膠變硬以便后續(xù)處理。鍍過膜的wafer對特定波成的光線很敏感，特別是紫外（UV）線。相對來說他們?nèi)耘f對其他波長的，包括紅，橙和黃光不太敏感。所以大多數(shù)光刻車間有特殊的黃光系統(tǒng)。

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