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光刻膠的參數(shù)
賽米萊德專業(yè)生產(chǎn)、銷售光刻膠,我們?yōu)槟治鲈摦a(chǎn)品的以下信息。
分辨率
分辨率英文名:resolution。區(qū)別硅片表面相鄰圖形特征的能力,一般用關(guān)鍵尺寸(CD,Critical Dimension)來衡量分辨率。形成的關(guān)鍵尺寸越小,光刻膠的分辨率越好。
對比度
對比度(Contrast)指光刻膠從曝光區(qū)到非曝光區(qū)過渡的陡度。對比度越好,形成圖形的側(cè)壁越陡峭,分辨率越好。
敏感度
敏感度(Sensitivity)光刻膠上產(chǎn)生一個良好的圖形所需一定波長光的能量值(或曝光量)。單位:毫焦/平方厘米或mJ/cm2。光刻膠的敏感性對于波長更短的深紫外光(DUV)、極深紫外光(EUV)等尤為重要。
粘滯性黏度
粘滯性/黏度(Viscosity)是衡量光刻膠流動特性的參數(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。光刻膠的比重(SG,Specific Gravity)是衡量光刻膠的密度的指標(biāo)。它與光刻膠中的固體含量有關(guān)。較大的比重意味著光刻膠中含有更多的固體,粘滯性更高、流動性更差。粘度的單位:泊(poise),光刻膠一般用厘泊(cps,厘泊為1%泊)來度量。百分泊即厘泊為粘滯率;運動粘滯率定義為:運動粘滯率=粘滯率/比重。 單位:百分斯托克斯(cs)=cps/SG。
粘附性
粘附性(Adherence)表征光刻膠粘著于襯底的強度。光刻膠的粘附性不足會導(dǎo)致硅片表面的圖形變形。光刻膠的粘附性必須經(jīng)受住后續(xù)工藝(刻蝕、離子注入等)。
抗蝕性
抗蝕性(Anti-etching)光刻膠必須保持它的粘附性,在后續(xù)的刻蝕工序中保護襯底表面。耐熱穩(wěn)定性、抗刻蝕能力和抗離子轟擊能力。
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(Surface Tension),使光刻膠具有良好的流動性和覆蓋。
光刻膠分類介紹
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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。
光刻膠產(chǎn)品種類多、專用性強,是典型的技術(shù)密集型行業(yè)。不同用途的光刻膠曝光光源、反應(yīng)機理、制造工藝、成膜特性、加工圖形線路的精度等性能要求不同,導(dǎo)致對于材料的溶解性、耐蝕刻性、耐熱性等要求不同。因此每一類光刻膠使用的原料在化學(xué)結(jié)構(gòu)、性能上都比較特殊,要求使用不同品質(zhì)等級的光刻膠專用化學(xué)品。
光刻膠市場情況
目前全球光刻膠市場基本被日本和美國企業(yè)所壟斷。光刻膠屬于高技術(shù)壁壘材料,生產(chǎn)工藝復(fù)雜,純度要求高,需要長期的技術(shù)積累。日本的JSR、東京應(yīng)化、信越化學(xué)及富士電子四家企業(yè)占據(jù)了全球70%以上的市場份額,處于市場壟斷地位。
光刻膠市場需求逐年增加,2018年全球半導(dǎo)體光刻膠銷售額12.97億美元。隨著下游應(yīng)用功率半導(dǎo)體、傳感器、存儲器等需求擴大,未來光刻膠市場將持續(xù)擴大。
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如何選擇光刻膠
光刻膠必須滿足幾個硬性指標(biāo)要求:高靈敏度,高對比度,好的蝕刻阻抗性,高分辨力,易于處理,高純度,長壽命周期,低溶解度,低成本和比較高的玻璃化轉(zhuǎn)換溫度(Tg)。主要的兩個性能是靈敏度和分辨力。大多數(shù)光刻膠是無定向的聚合體。當(dāng)溫度高于玻璃化轉(zhuǎn)換溫度,聚合體中相當(dāng)多的鏈條片以分子運動形式出現(xiàn),因此呈粘性流動。當(dāng)溫度低于玻璃化轉(zhuǎn)換溫度,鏈條片段的分子運動停止,聚合體表現(xiàn)為玻璃而不是橡膠。當(dāng)Tg低于室溫,膠視為橡膠。當(dāng)Tg高于室溫,膠被視為玻璃。由于溫度高于Tg時,聚合體流動容易,于是加熱膠至它的玻璃轉(zhuǎn)化溫度一段時間進行退火處理,可達到更穩(wěn)定的能量狀態(tài)。在橡膠狀態(tài),溶劑可以容易從聚合體中去除,如軟烘培膠工藝。但此時膠的工作環(huán)境需要格外關(guān)注,當(dāng)軟化膠溫度大于Tg時,它容易除去溶劑,但也容易混入各種雜質(zhì)。一般來說,結(jié)晶的聚合體不會用來作為膠,因為結(jié)晶片的構(gòu)成阻止均一的各向同性的薄膜的形成。
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