負(fù)性光刻膠原理

又稱(chēng)光致抗蝕劑，是一種由感光樹(shù)脂、增感劑（見(jiàn)光譜增料）和溶劑三種主要成分組成的對(duì)光敏感的混合液體。

原理

光刻膠在接受一定波長(zhǎng)的光或者射線時(shí),會(huì)相應(yīng)的發(fā)生一種光化學(xué)反應(yīng)或者激勵(lì)作用。光化學(xué)反應(yīng)中的光吸收是在化學(xué)鍵合中起作用的處于原子外層的電子由基態(tài)轉(zhuǎn)入激勵(lì)態(tài)時(shí)引起的。對(duì)于有機(jī)物，基態(tài)與激勵(lì)態(tài)的能量差為3~6eV，相當(dāng)于該能量差的光(即波長(zhǎng)為0.2~0.4μm的光)被有機(jī)物強(qiáng)烈吸收，使在化學(xué)鍵合中起作用的電子轉(zhuǎn)入激勵(lì)態(tài)?；瘜W(xué)鍵合在受到這種激勵(lì)時(shí)，或者分離或者改變鍵合對(duì)象，發(fā)生化學(xué)變化。電子束、X射線及離子束(即被加速的粒子)注入物質(zhì)后，因與物質(zhì)具有的電子相互作用，能量逐漸消失。電子束失去的能量轉(zhuǎn)移到物質(zhì)的電子中，因此生成激勵(lì)狀態(tài)的電子或二次電子或離子。這些電子或離子均可誘發(fā)光刻膠的化學(xué)反應(yīng)。

光刻膠概況

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光刻膠又稱(chēng)光致抗蝕劑,是光刻工藝的關(guān)鍵化學(xué)品,主要利用光化學(xué)反應(yīng)將所需要的微細(xì)圖形從掩模版轉(zhuǎn)移到待加工基片上,被廣泛應(yīng)用于光電信息產(chǎn)業(yè)的微細(xì)圖形線路的加工制作,下游主要用于集成電路、面板和分立器件的微細(xì)加工,同時(shí)在 LED、光伏、磁頭及精密傳感器等制作過(guò)程中也有廣泛應(yīng)用,是微細(xì)加工技術(shù)的關(guān)鍵性材料。光刻膠的主要成分為樹(shù)脂、單體、光引發(fā)劑及添加助劑四類(lèi)。其中,樹(shù)脂約占 50%,單體約占35%,光引發(fā)劑及添加助劑約占15%。

光刻膠應(yīng)用

光刻膠是一種具有光化學(xué)敏感性的功能性化學(xué)材料，是由光引發(fā)劑（包括光增感劑、光致產(chǎn)酸劑）、光刻膠樹(shù)脂、單體（活性稀釋劑）、溶劑和其他助劑組成的對(duì)光敏感的混合液體，其中，樹(shù)脂約占50%，單體約占35%。它能通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)改變自身在顯影液中的溶解性，通過(guò)將光刻膠均勻涂布在硅片、玻璃和金屬等不同的襯底上，利用它的光化學(xué)敏感性，通過(guò)曝光、顯影、刻蝕等工藝過(guò)程，將設(shè)計(jì)在掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到襯底上。

光刻膠常被稱(chēng)為是精細(xì)化工行業(yè)技術(shù)壁壘的材料，是因?yàn)槲⒚准?jí)乃至納米級(jí)的圖形加工對(duì)其專(zhuān)用化學(xué)品的要求極高，不僅化學(xué)結(jié)構(gòu)特殊，品質(zhì)要求也很苛刻，所以生產(chǎn)工藝復(fù)雜，需要長(zhǎng)期的技術(shù)積累。

被廣泛應(yīng)用于光電信息產(chǎn)業(yè)的微細(xì)圖形線路的加工制作，是電子制造領(lǐng)域的關(guān)鍵材料之一。下游主要用于集成電路、面板和分立器件的微細(xì)加工，同時(shí)在LED、光伏、磁頭及精密傳感器等制作過(guò)程中也有廣泛應(yīng)用，是微細(xì)加工技術(shù)的關(guān)鍵性材料。

光刻膠相關(guān)知識(shí)

光刻開(kāi)始于一種稱(chēng)作光刻膠的感光性液體的應(yīng)用。圖形能被映射到光刻膠上，然后用一個(gè)developer就能做出需要的模板圖案。光刻膠溶液通常被旋轉(zhuǎn)式滴入wafer。如圖2.5所示，wafer被裝到一個(gè)每分鐘能轉(zhuǎn)幾千轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤(pán)上。幾滴光刻膠溶液就被滴到旋轉(zhuǎn)中的wafer的中心，離心力把溶液甩到表面的所有地方。光刻膠溶液黏著在wafer上形成一層均勻的薄膜。多余的溶液從旋轉(zhuǎn)中的wafer上被甩掉。薄膜在幾秒鐘之內(nèi)就縮到它后期的厚度，溶劑很快就蒸發(fā)掉了，wafer上就留下了一薄層光刻膠。然后通過(guò)烘焙去掉后面剩下的溶劑并使光刻膠變硬以便后續(xù)處理。鍍過(guò)膜的wafer對(duì)特定波成的光線很敏感，特別是紫外（UV）線。相對(duì)來(lái)說(shuō)他們?nèi)耘f對(duì)其他波長(zhǎng)的，包括紅，橙和黃光不太敏感。所以大多數(shù)光刻車(chē)間有特殊的黃光系統(tǒng)。

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