光刻膠分類

正性光刻膠和負(fù)性光刻膠

光刻膠可依據(jù)不同的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。按照化學(xué)反應(yīng)和顯影的原理,光刻膠可分為正性光刻膠和負(fù)性光刻膠。如果顯影時(shí)未曝光部分溶解于顯影液,形成的圖形與掩膜版相反,稱為負(fù)性光刻膠;如果顯影時(shí)曝光部分溶解于顯影液,形成的圖形與掩膜版相同,稱為正性光刻膠。

在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中,由于負(fù)性光刻膠在顯影時(shí)容易發(fā)生變形和膨脹的情況,一般情況下分辨率只能達(dá)到 2 微米,因此正性光刻膠的應(yīng)用更為廣泛。

光刻膠定義

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光刻膠是一大類具有光敏化學(xué)作用(或?qū)﹄娮幽芰棵舾?的高分子聚合物材料，是轉(zhuǎn)移紫外曝光或電子束曝照?qǐng)D案的媒介。光刻膠的英文名為resist，又翻譯為抗蝕劑、光阻等。因?yàn)楣饪棠z的作用就是作為抗刻蝕層保護(hù)襯底表面。光刻膠只是一種形象的說(shuō)法，因?yàn)楣饪棠z從外觀上呈現(xiàn)為膠狀液體。

光刻膠通常是以薄膜形式均勻覆蓋于基材表面。當(dāng)紫外光或電子束的照射時(shí)，光刻膠材料本身的特性會(huì)發(fā)生改變，經(jīng)過(guò)顯影液顯影后，曝光的負(fù)性光刻膠或未曝光的正性光刻膠將會(huì)留在襯底表面，這樣就將設(shè)計(jì)的微納結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到了光刻膠上，而后續(xù)的刻蝕、沉積等工藝，就可進(jìn)一步將此圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠下面的襯底上，后再使用除膠劑將光刻膠除去就可以了。

光刻膠按其形成圖形的極性可以分為：正性光刻膠和負(fù)性光刻膠。正膠指的是聚合物的長(zhǎng)鏈分子因光照而截?cái)喑啥替湻肿?；?fù)膠指的是聚合物的短鏈分子因光照而交鏈長(zhǎng)鏈分子。 短鏈分子聚合物可以被顯影液溶解掉，因此正膠的曝光部分被去掉，而負(fù)膠的曝光部分被保留。

光刻膠一般由4部分組成：樹(shù)脂型聚合物（resin/polymer），溶劑（solvent），光活性物質(zhì)（photoactive compound，PAC），添加劑（Additive）。 其中，樹(shù)脂型聚合物是光刻膠的主體，它使光刻膠具有耐刻蝕性能；溶劑使光刻膠處于液體狀態(tài)，便于涂覆；光活性物質(zhì)是控制光刻膠對(duì)某一特定波長(zhǎng)光/電子束/離子束/X射線等感光，并發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)；添加劑是用以改變光刻膠的某些特性，如控制膠的光吸收率/溶解度等。

正性光刻膠的操作工藝

(1)合成醛樹(shù)脂。將原料混和甲醛送人不銹鋼釜，加入適量草酸為催化劑，加熱回流反應(yīng)5～6h，然后減壓蒸餾去除水及未反應(yīng)的單體酚，得到醛樹(shù)脂。(2)合成感光劑。在裝有攪拌器的夾套反應(yīng)罐中，先將三羥基二苯甲酮和215酰氯加至中攪拌下溶解，待完全溶解后，滴加有機(jī)堿溶液做催化劑，控制反應(yīng)溫度30~35℃，滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)1h。將反應(yīng)液沖至水中，感光劑析出，離心分離，干燥。(3)配膠。將合成的樹(shù)脂、感光劑與溶劑及添加劑按一定比例混合配膠，然后調(diào)整膠的各項(xiàng)指標(biāo)使之達(dá)到要求。后過(guò)濾分裝，光刻膠首先經(jīng)過(guò)板框式過(guò)濾器粗濾，然后轉(zhuǎn)入超凈間(100級(jí))進(jìn)行超凈過(guò)濾，濾膜孔徑0.2mm，經(jīng)超凈過(guò)濾的膠液分裝即為成品。