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發布時間:2020-11-01 13:12  





光刻是整個集成電路制造過程中耗時長、難度大的工藝,耗時占IC制造50%左右,成本約占IC生產成本的1/3。光刻膠是光刻過程重要的耗材,光刻膠的質量對光刻工藝有著重要影響。
光刻是將圖形由掩膜版上轉移到硅片上,為后續的刻蝕步驟作準備。在光刻過程中,需在硅片上涂一層光刻膠,經紫外線曝光后,光刻膠的化學性質發生變化,在通過顯影后,被曝光的光刻膠將被去除,從而實現將電路圖形由掩膜版轉移到光刻膠上。再經過刻蝕過程,實現電路圖形由光刻膠轉移到硅片上。在刻蝕過程中,光刻膠起防腐蝕的保護作用。
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光刻膠的組成部分
光刻膠一般由4種成分組成:樹脂型聚合物、光活性物質、溶劑和添加劑。樹脂是光刻膠中占比較大的組分,構成光刻膠的基本骨架,主要決定曝光后光刻膠的基本性能,包括硬度、柔韌性、附著力、耐腐蝕性、熱穩定性等。光活性物質是光刻膠的關鍵組分,對光刻膠的感光度、分辨率等其決定性作用。
分辨率、對比度和敏感度是光刻膠的核心技術參數。隨著集成電路的發展,芯片制造特征尺寸越來越小,對光刻膠的要求也越來越高。光刻膠的核心技術參數包括分辨率、對比度和敏感度等。為了滿足集成電路發展的需要,光刻膠朝著高分辨率、高對比度以及高敏感度等方向發展。
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光刻膠
在曝光過程中,正性膠通過感光化學反應,切斷樹脂聚合體主鏈和從鏈之間的聯系,達到削弱聚合體的目的,所以曝光后的光刻膠在隨后顯影處理中溶解度升高。曝光后的光刻膠溶解速度幾乎是未曝光的光刻膠溶解速度的10倍。而負性膠,在感光反應過程中主鏈的隨機十字鏈接更為緊密,并且從鏈下墜物增長,所以聚合體的溶解度降低。見正性膠在曝光區間顯影,負性膠則相反。負性膠由于曝光區間得到保留,漫射形成的輪廓使顯影后的圖像為上寬下窄的圖像,而正性膠相反,為下寬上窄的圖像。
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光刻膠分類概述
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基于感光樹脂的化學結構,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,自由基再進一步引發單體聚合,然后生成聚合物,具有形成正像的特點。
②光分解型,采用含有疊氮醌類化合物的材料,經光照后,會發生光分解反應,由油溶性變為水溶性,可以制成正性膠。
③光交聯型,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,并使鏈與鏈之間發生交聯,形成一種不溶性的網狀結構,而起到抗蝕作用,這是一種典型的負性光刻膠。