光刻胶的主要应用领域
光刻胶是微电子制造的主要材料,广泛应用于以下领域:
半导体制造
◦ 功能:在晶圆表面形成微细电路图案,作为蚀刻或离子注入的掩膜。
◦ 分类:
◦ 正性光刻胶:曝光区域溶解于显影液,形成与掩膜版一致的图案(主流,分辨率高)。
◦ 负性光刻胶:未曝光区域溶解,形成反向图案(用于早期工艺,耐蚀刻性强)。
◦ 技术演进:随制程精度提升,需匹配不同曝光波长(紫外UV、深紫外DUV、极紫外EUV),例如EUV光刻胶用于7nm以下制程。
平板显示(LCD/OLED)
◦ 彩色滤光片(CF):在玻璃基板上制作红/绿/蓝像素单元,光刻胶用于图案化黑矩阵(BM)、彩色层(R/G/B)和保护层。
◦ 电极图案:制作TFT-LCD的电极线路或OLED的阴极/阳极,需高透光率和精细边缘控制。
印刷电路板(PCB)
◦ 线路蚀刻:在覆铜板上涂胶,曝光显影后保留线路区域,蚀刻去除未保护的铜箔,形成导电线路。
◦ 阻焊与字符层:阻焊胶覆盖非线路区域,防止短路;字符胶用于印刷电路板标识。
LED与功率器件
◦ 芯片制造:在蓝宝石/硅基板上制作电极和量子阱结构,需耐高功率环境的耐高温光刻胶。
◦ Micro-LED:微米级芯片转移和阵列化,依赖超高分辨率光刻胶(分辨率≤5μm)。
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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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柯图泰全系列感光胶依托进口技术,提供高性价比的丝网印刷解决方案。
吉田半导体代理的柯图泰全系列感光胶(如 PLUS 6000、Autosol 2000),源自美国先进配方,分辨率达 120 线 / 英寸,适用于玻璃、陶瓷等多种基材。产品通过 SGS 认证,符合电子行业有害物质限制要求,其高感光度与耐摩擦性,确保丝网印刷的清晰度与耐久性。公司提供技术参数匹配、制版工艺指导等本地化服务,帮助客户优化生产流程,降低材料损耗。
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。
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吉田半导体 JT-3001 厚板光刻胶:欧盟 RoHS 认证,PCB 电路板制造
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吉田半导体推出的 JT-3001 厚板光刻胶,分辨率达 1.5μm,抗深蚀刻速率 > 500nm/min,适用于高密度电路板制造。产品通过欧盟 RoHS 认证,采用无卤无铅配方,符合环保要求。其优异的感光度与留膜率,确保复杂线路图形的成型,已应用于华为 5G 基站主板量产。公司提供从材料选型到工艺优化的全流程支持,助力客户提升生产效率与良率。
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性价比优势
国产光刻胶价格普遍低于进口产品 30%-50%,吉田半导体通过规模化生产和供应链优化进一步压缩成本,同时保持性能对标国际品牌,适合对成本敏感的中低端市场及国产替代需求。
政策与市场机遇
受益于国内半导体产业链自主化趋势,吉田半导体作为 “专精特新” 企业,获得研发补贴及产业基金支持,未来在国产替代进程中具备先发优势。
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