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乳酸乙酯在光刻胶中的应用资料

2016-06-28

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什么是光刻胶

光刻胶又称光致抗蚀剂,由感光树脂、增感剂和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。感光树脂经光照后,在曝光区能很快地发生光固化反应,使得这种材料的物理性能,特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。经适当的溶剂处理,溶去可溶性部分,得到所需图像。光刻胶广泛用于印刷电路和集成电路的制造以及印刷制版等过程。光刻胶的技术复杂,品种较多。根据其化学反应机理和显影原理,可分负性胶和正性胶两类。光照后形成不可溶物质的是负性胶;反之,对某些溶剂是不可溶的,经光照后变成可溶物质的即为正性胶。基于感光树脂的化学结构,光刻胶可以分为三种类型。①光聚合型,采用烯类单体,在光作用下生成自由基,自由基再进一步引发单体聚合,最后生成聚合物,具有形成正像的特点。②光分解型,采用含有叠氮醌类化合物的材料,经光照后,会发生光分解反应,由油溶性变为水溶性,可以制成正性胶。③光交联型,采用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其分子中的双键被打开,并使链与链之间发生交联,形成一种不溶性的网状结构,而起到抗蚀作用,这是一种典型的负性光刻胶。

 

二、光刻胶的主要技术参数 

a、分辨率(resolution)。区别硅片表面相邻图形特征的能力。一般用关键尺寸(CD,Critical Dimension)来衡量分辨率。形成的关键尺寸越小,光刻胶的分辨率越好。

b、对比度(Contrast)。指光刻胶从曝光区到非曝光区过渡的陡度。对比度越好,形成图形的侧壁越陡峭,分辨率越好。

c、敏感度(Sensitivity)。光刻胶上产生一个良好的图形所需一定波长光的最小能量值(或最小曝光量)。单位:毫焦/平方厘米或mJ/cm2。光刻胶的敏感性对于波长更短的深紫外光(DUV)、极深紫外光(EUV)等尤为重要。

d、粘滞性/黏度 (Viscosity)。衡量光刻胶流动特性的参数。粘滞性随着光刻胶中的溶剂的减少而增加;高的粘滞性会产生厚的光刻胶;越小的粘滞性,就有越均匀的光 刻胶厚度。光刻胶的比重(SG,Specific Gravity)是衡量光刻胶的密度的指标。它与光刻胶中的固体含量有关。较大的比重意味着光刻胶中含有更多的固体,粘滞性更高、流动性更差。粘度的单 位:泊(poise),光刻胶一般用厘泊(cps,厘泊为1%泊)来度量。百分泊即厘泊为绝对粘滞率;运动粘滞率定义为:运动粘滞率=绝对粘滞率/比重。 单位:百分斯托克斯(cs)=cps/SG。

e、粘附性(Adherence)。表征光刻胶粘着于衬底的强度。光刻胶的粘附性不足会导致硅片表面的图形变形。光刻胶的粘附性必须经受住后续工艺(刻蚀、离子注入等)。

f、抗蚀性(Anti-etching)。光刻胶必须保持它的粘附性,在后续的刻蚀工序中保护衬底表面。耐热稳定性、抗刻蚀能力和抗离子轰击能力。

g、表面张力(Surface Tension)。液体中将表面分子拉向液体主体内的分子间吸引力。光刻胶应该具有比较小的表面张力,使光刻胶具有良好的流动性和覆盖。

h、存储和传送(Storage and Transmission)。能量(光和热)可以激活光刻胶。应该存储在密闭、低温、不透光的盒中。同时必须规定光刻胶的闲置期限和存贮温度环境。一旦超过存储时间或较高的温度范围,负胶会发生交联,正胶会发生感光延迟。

 

  • 光刻胶的应用

模拟半导体(Analog Semiconductors)

发光二极管(Light-Emitting Diodes LEDs)

微机电系统(Microelectromechanical Systems MEMS)

太阳能光伏(Solar Photovoltaics PV)

微流道和生物芯片(Microfluidics & Biochips)

光电子器件/光子器件(Optoelectronics/Photonics)

封装(Packaging)

 

  • 乳酸乙酯在光刻胶中的应用

   1、做光刻胶的溶剂,主要是代替PMA、PM.

PMA介绍

PM介绍

 

   2、做光刻胶的清洗液,代替NMP.

光刻胶在IC行业的应用,只要是有集成电路,它就会有光刻胶。另外,使用光刻胶的过程中,它有个清洗多余光刻胶的过程,这个清洗的过程,是用光刻胶蚀刻以后,用水和碱溶液清洗,但是在水和碱溶液清洗之前,有个中间的过渡过程,以前是用NMP来清洗,但是由于NMP有毒性,最近换成乳酸酯来清洗。这是在集成电路中的应用。所以一般提供光刻胶,也会提供清洗液。所以做光刻胶和做光刻胶的清洗液用乳酸酯来替代是一个产品的组合。

 

    除集成电路以外,还有一个显示器行业,LCD行业,主要是往两块玻璃板中间灌液晶,然后使用封装胶封装。封装过后需要切边,清洗,它也需要用乳酸酯来清洗,以前用NMP,现在用乳酸酯替代。它的的主要好处同样是NMP有毒,对环境有污染。乳酸酯是对人体无毒的,对环境无害的。

 

   虽然乳酸酯的成本可能会高点,但是乳酸酯加上清洗回收工艺,基本通过回收液精馏能回收90%左右,补充清洗损耗的10%,精馏和纯化的过程只需要$0.5/kg左右的成本,整个回收下来它是合算的。这样供应给清洗厂有一个价格,拿回来回收,重新蒸发,既解决了客户的环保问题,又降低了生产成本,长期循环利用,是一个非常好的方案。