作为中国半导体材料领域的企业,吉田半导体材料有限公司始终以自研自产为战略,通过 23 年技术沉淀与持续创新,成功突破多项 “卡脖子” 技术,构建起从原材料到成品的全链条国产化能力。其自主研发的光刻胶产品已覆盖芯片制造、显示面板、精密电子等领域,为国内半导体产业链自主化提供关键支撑。
吉田半导体依托自主研发中心与产学研合作,在光刻胶领域实现多项技术突破:
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YK-300 正性光刻胶:分辨率达 0.35μm,线宽粗糙度(LWR)≤3nm,适用于 45nm 及以上制程,良率达 98% 以上,成本较进口产品降低 40%,已通过中芯国际量产验证。
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SU-3 负性光刻胶:支持 3μm 厚膜加工,抗深蚀刻速率 > 500nm/min,成功应用于高通 5G 基带芯片封装,良率提升至 98.5%。
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JT-2000 纳米压印光刻胶:突破 250℃耐高温极限,图形保真度 > 95%,性能对标德国 MicroResist 系列,已应用于国产 EUV 光刻机前道工艺。
光刻胶:半导体之路上的挑战与突破。激光光刻胶厂家
差异化竞争策略
在高级市场(如ArF浸没式光刻胶),吉田半导体采取跟随式创新,通过优化现有配方(如提高酸扩散抑制效率)逐步缩小与国际巨头的差距;在中低端市场(如PCB光刻胶),则凭借性价比优势(价格较进口产品低20%-30%)快速抢占份额,2023年PCB光刻胶市占率突破10%。
前沿技术储备
公司设立纳米材料研发中心,重点攻关分子玻璃光刻胶和金属有机框架(MOF)光刻胶,目标在5年内实现EUV光刻胶的实验室级突破。此外,其纳米压印光刻胶已应用于3D NAND存储芯片的孔阵列加工,分辨率达10nm,为国产存储厂商提供了替代方案。
激光光刻胶厂家光刻胶厂家推荐吉田半导体,23 年专注研发,全系列产品覆盖芯片制造与 LCD 面板!
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。
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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技术挑战与发展趋势
更高分辨率需求:
◦ EUV光刻胶需解决“线边缘粗糙度(LER)”问题(目标<5nm),通过纳米颗粒分散技术或新型聚合物设计改善。
缺陷控制:
◦ 半导体级正性胶要求金属离子含量<1ppb,颗粒(>50nm)<1个/mL,需优化提纯工艺(如多级过滤+真空蒸馏)。
国产化突破:
◦ 国内企业(如上海新阳、南大光电、容大感光)已在KrF/ArF胶实现批量供货,但EUV胶仍被日本JSR、美国陶氏、德国默克垄断,需突破树脂合成、PAG纯度等瓶颈。
环保与节能:
◦ 开发水基显影正性胶(减少有机溶剂使用),或低烘烤温度胶(降低半导体制造能耗)。
典型产品示例
• 传统正性胶:Shipley S1813(G/I线,用于PCB)、Tokyo Ohka TSM-305(LCD黑矩阵)。
• DUV正性胶:信越化学的ArF胶(用于14nm FinFET制程)、中芯国际认证的国产KrF胶(28nm节点)。
• EUV正性胶:JSR的NeXAR系列(7nm以下,全球市占率超70%)。
正性光刻胶是推动半导体微缩的主要材料,其技术进步直接关联芯片制程的突破,未来将持续向更高精度、更低缺陷、更绿色工艺演进。
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原料准备
◦ 主要成分:树脂(成膜剂,如酚醛树脂、聚酰亚胺等)、感光剂(光引发剂或光敏化合物,如重氮萘醌、光刻胶单体)、溶剂(溶解成分,如丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA))、添加剂(调节粘度、感光度、稳定性等,如表面活性剂、稳定剂)。
◦ 原料提纯:对树脂、感光剂等进行高纯度精制(纯度通常要求99.9%以上),避免杂质影响光刻精度。
配料与混合
◦ 按配方比例精确称量各组分,在洁净环境,如万中通过搅拌机均匀混合,形成胶状溶液。
◦ 控制温度(通常20-30℃)和搅拌速度,避免气泡产生或成分分解。
过滤与纯化
◦ 使用纳米级滤膜(孔径0.05-0.2μm)过滤,去除颗粒杂质(如金属离子、灰尘),确保胶液洁净度,避免光刻时产生缺陷。
性能检测
◦ 物理指标:粘度、固含量、表面张力、分子量分布等,影响涂布均匀性。
◦ 化学指标:感光度、分辨率、对比度、耐蚀刻性,通过曝光实验和显影测试验证。
◦ 可靠性:存储稳定性(常温/低温保存下的性能变化)、耐温性(烘烤过程中的抗降解能力)。
包装与储存
◦ 在惰性气体(如氮气)环境下分装至避光容器(如棕色玻璃瓶或铝罐),防止感光剂氧化或光分解。
◦ 储存条件:低温(5-10℃)、避光、干燥,部分产品需零下环境(如EUV光刻胶)。
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