定义与特性
负性光刻胶是一种在曝光后,未曝光区域会溶解于显影液的光敏材料,形成与掩膜版(Mask)图案相反的图形。与正性光刻胶相比,其主要特点是耐蚀刻性强、工艺简单、成本低,但分辨率较低(通常≥1μm),主要应用于对精度要求相对较低、需要厚胶或高耐腐蚀性的场景。
化学组成与工作原理
主要成分
基体树脂:
? 早期以聚异戊二烯橡胶(天然或合成)为主,目前常用环化橡胶(Cyclized Rubber)或聚乙烯醇肉桂酸酯,提供胶膜的机械强度和耐蚀刻性。
光敏剂:
? 主要为双叠氮化合物(如双叠氮芪)或重氮醌类衍生物,占比约5%-10%,吸收紫外光后引发交联反应。
交联剂:
? 如六亚甲基四胺(乌洛托品),在曝光后与树脂发生交联,形成不溶性网状结构。
溶剂:
? 多为有机溶剂(如二甲苯、环己酮),溶解树脂和光敏剂,涂布后挥发形成均匀胶膜。
工作原理
曝光前:光敏剂和交联剂均匀分散在树脂中,胶膜可溶于显影液(有机溶剂)。
曝光时:
? 光敏剂吸收紫外光(G线436nm为主)后产生活性自由基,引发交联剂与树脂分子间的共价键交联,使曝光区域形成不溶于显影液的三维网状结构。
显影后:
? 未曝光区域的树脂因未交联,被显影液溶解去除,曝光区域保留,形成负性图案(与掩膜版相反)。
光刻胶半导体领域的应用。四川阻焊油墨光刻胶供应商
主要原材料“卡脖子”:从树脂到光酸的依赖
树脂与光酸的技术断层
光刻胶成本中50%-60%来自树脂,而国内KrF/ArF光刻胶树脂的单体国产化率不足10%。例如,日本信越化学的KrF树脂纯度达99.999%,金属杂质含量低于1ppb,而国内企业的同类产品仍存在批次稳定性问题。光酸作为光刻胶的“心脏”,其合成需要超纯试剂和复杂纯化工艺,国内企业在纯度控制(如金属离子含量)上与日本关东化学等国际巨头存在代差。
原材料供应链的脆弱性
光刻胶所需的酚醛树脂、环烯烃共聚物(COC)等关键原料几乎全部依赖进口。日本信越化学因地震导致KrF光刻胶产能受限后,国内部分晶圆厂采购量从100kg/期骤降至10-20kg/期。更严峻的是,光敏剂原料焦性没食子酸虽由中国提取,但需出口至日本加工成光刻胶光敏剂后再高价返销,形成“原料出口-技术溢价-高价进口”的恶性循环。
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广东吉田半导体材料有限公司的产品体系丰富且功能强大。
在光刻胶领域,芯片光刻胶为芯片制造中的精细光刻环节提供关键支持,确保芯片线路的精细刻画;
纳米压印光刻胶适用于微纳加工,助力制造超精细的微纳结构;
LCD 光刻胶则满足液晶显示面板生产过程中的光刻需求,保障面板成像质量。
在电子焊接方面,半导体锡膏与焊片性能,能实现可靠的电气连接,广泛应用于各类电子设备组装。
靶材产品在材料溅射沉积工艺中发挥关键作用,通过精细控制材料沉积,为半导体器件制造提供高质量的薄膜材料。凭借出色品质,远销全球,深受众多世界 500 强企业和电子加工企业青睐 。
吉田半导体纳米压印光刻胶 JT-2000:国产技术突破耐高温极限
自主研发 JT-2000 纳米压印光刻胶耐受 250℃高温,为国产纳米器件制造提供关键材料。吉田半导体 JT-2000 纳米压印光刻胶采用国产交联树脂,在 250℃高温下仍保持图形保真度 > 95%。产品采用国产原材料与全自动化工艺,其高粘接强度与耐强酸强碱特性,适用于光学元件、传感器等精密器件。产品已通过国内科研机构验证,应用于国产 EUV 光刻机前道工艺,帮助客户实现纳米结构加工自主化。
光刻胶生产工艺流程与应用。
纳米电子器件制造
? 半导体芯片:在22nm以下制程中,EUV光刻胶(分辨率≤10nm)用于制备晶体管栅极、纳米导线等关键结构,实现芯片集成度提升(如3nm制程的FinFET/GAA晶体管)。
? 二维材料器件:在石墨烯、二硫化钼等二维材料表面,通过电子束光刻胶定义纳米电极阵列,构建单原子层晶体管或传感器。
纳米光子学与超材料
? 光子晶体与波导:利用光刻胶制备亚波长周期结构(如光子晶体光纤、纳米级波导弯头),调控光的传播路径,用于集成光路或量子光学器件。
? 超材料设计:在金属/介质基底上刻蚀纳米级“鱼网状”“蝴蝶结”等图案(如太赫兹超材料),实现对电磁波的超常调控(吸收、偏振转换)。
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吉田半导体水性感光胶 JT-1200:水油兼容,钢片加工精度 ±5μm
JT-1200 水性感光胶解决钢片加工难题,提升汽车电子部件制造精度。
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