日本KJ Chemicals開發了一項可對應廣泛紫外光(UV)波長範圍的光自由基聚合引發劑。此產品可同時吸收能深入塗膜內部的長波長UV,有助於半導體後段製程用光阻與光硬化型噴墨(IJ)油墨的厚膜化。此外,由於可將引發劑分解物與未反應單體降至極低水準,將可望有助於健康與環境風險因應、提升材料性能。目前KJ Chemicals已開始提供樣品,並展開量產化評估。
KJ Chemicals開發的產品為高分子型光引發劑「Kohshylex I-3101」,並以自家丙烯醯胺衍生物「ACMO(丙烯醯嗎啉(Acryloylmorpholine))」稀釋成溶液形式以提供樣品。新引發劑除了可對應一般UV-LED常用的365 nm波長之外,吸收波長最長可延伸至約420 nm。對於丙烯酸酯(Acrylate)、甲基丙烯酸酯(Methacrylate)等各類具有不飽和鍵的單體,若與胺基丙烯酸酯系(Amino Acrylate)硬化促進劑合併使用,將可在空氣環境下展現優異的硬化性能。
一般而言,光自由基聚合引發劑以具有高反應效率的光裂解反應型為主流,但在聚合過程中容易產生引發劑分解物,且常伴隨未反應單體殘留,因此解決低分子成分溶出問題有其迫切需求。「Kohshylex I-3101」屬於氫抽取反應型引發劑,幾乎不產生分解物且同時具有自反應性,克服了過去氫抽取型引發劑反應效率偏低的缺點,並兼具固化物黃變較少等優勢。
在半導體應用方面,隨著先進封裝技術的發展、記憶體高層堆疊化,對於「深且垂直」的圖案形成需求日益提高。後段製程中常使用可實現高縱橫比的厚膜i-line光阻,其中負型光阻尤其需要具有深部硬化性的長波長對應光自由基引發劑。
在銅柱(Copper Pillar)與再配線層(RDL)形成所需的電鍍製程,以及構成AI半導體的高頻寬記憶體(HBM)製程中之矽穿孔電極(TSV)形成步驟,預期均會採用i-line光阻。實務上,部分配方會以酚醛清漆樹脂(Novolak Resin)為基材並添加丙烯酸酯,以提升抗裂性、透過率及感度;亦有採用以丙烯酸系為主體的負型光阻,藉由架橋結構獲得優異的電鍍耐受性。
在長波長對應的光自由基引發劑領域,過去長期大量使用TPO (Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine Oxide)等膦系引發劑;然而此物質已於2023年被歐盟REACH法規列入高度關注物質(SVHC)清單。因此KJ Chemicals期藉由「Kohshylex I-3101」因應膦系引發劑的替代需求。此外,雖然半導體與電子材料市場中已廣泛採用肟酯系(Oxime Ester)引發劑,KJ Chemicals仍以「Kohshylex I-3101」作為不同於既有系統的新型選項,建立獨自的市場定位。