負(fù)性光刻膠簡(jiǎn)介

感光樹(shù)脂經(jīng)光照后，在曝光區(qū)能很快地發(fā)生光固化反應(yīng)，使得這種材料的物理性能，特別是溶解性、親合性等發(fā)生明顯變化。經(jīng)適當(dāng)?shù)娜軇┨幚?，溶去可溶性部分，得到所需圖像（見(jiàn)圖光致抗蝕劑成像制版過(guò)程）。光刻膠廣泛用于印刷電路和集成電路的制造以及印刷制版等過(guò)程。光刻膠的技術(shù)復(fù)雜，品種較多。根據(jù)其化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和顯影原理，可分負(fù)性膠和正性膠兩類(lèi)。光照后形成不可溶物質(zhì)的是負(fù)性膠；反之，對(duì)某些溶劑是不可溶的，經(jīng)光照后變成可溶物質(zhì)的即為正性膠。利用這種性能，將光刻膠作涂層，就能在硅片表面刻蝕所需的電路圖形?；诟泄鈽?shù)脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)，光刻膠可以分為三種類(lèi)型。①光聚合型，采用烯類(lèi)單體，在光作用下生成自由基，自由基再進(jìn)一步引發(fā)單體聚合，后生成聚合物，具有形成正像的特點(diǎn)。②光分解型，采用含有疊氮醌類(lèi)化合物的材料，經(jīng)光照后,會(huì)發(fā)生光分解反應(yīng),由油溶性變?yōu)樗苄?，可以制成正性膠。③光交聯(lián)型，采用聚乙烯醇月桂酸酯等作為光敏材料,在光的作用下,其分子中的雙鍵被打開(kāi)，并使鏈與鏈之間發(fā)生交聯(lián)，形成一種不溶性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而起到抗蝕作用，這是一種典型的負(fù)性光刻膠?？逻_(dá)公司的產(chǎn)品KPR膠即屬此類(lèi)。感光樹(shù)脂在用近紫外光輻照成像時(shí)，光的波長(zhǎng)會(huì)限制分辨率（見(jiàn)感光材料）的提高。為進(jìn)一步提高分辨率以滿足超大規(guī)模集成電路工藝的要求，必須采用波長(zhǎng)更短的輻射作為光源。由此產(chǎn)生電子束、X 射線和深紫外(<250nm)刻蝕技術(shù)和相應(yīng)的電子束刻蝕膠，X射線刻蝕膠和深紫外線刻蝕膠，所刻蝕的線條可細(xì)至1□m以下。

光刻膠分類(lèi)

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(lèi)。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(chēng)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(chēng)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。

光刻膠的相關(guān)內(nèi)容

光刻膠必須滿足幾個(gè)硬性指標(biāo)要求：高靈敏度，高對(duì)比度，好的蝕刻阻抗性，高分辨力，易于處理，高純度，長(zhǎng)壽命周期，低溶解度，低成本和比較高的玻璃化轉(zhuǎn)換溫度（Tg）。主要的兩個(gè)性能是靈敏度和分辨力。

感光膠的主要成分是樹(shù)脂或基體材料、感光化合物以及可控制光刻膠機(jī)械性能并使其保持液體狀態(tài)的溶劑。樹(shù)脂在曝光過(guò)程中改變分子結(jié)構(gòu)。感光化合物控制樹(shù)脂定相的化學(xué)反應(yīng)速度。溶劑使得膠能在圓片上旋轉(zhuǎn)擦敷并形成薄瞙。沒(méi)有感光化合物的光刻膠稱(chēng)為單成分膠或單成分系統(tǒng)，有一種感光劑的情形下，稱(chēng)為二成分系統(tǒng)。因?yàn)槿軇┖推渌砑游锊慌c膠的感光反應(yīng)發(fā)生直接關(guān)系，它們不計(jì)入膠的成分。

在曝光過(guò)程中，正性膠通過(guò)感光化學(xué)反應(yīng)，切斷樹(shù)脂聚合體主鏈和從鏈之間的聯(lián)系，達(dá)到削弱聚合體的目的，所以曝光后的光刻膠在隨后顯影處理中溶解度升高。曝光后的光刻膠溶解速度幾乎是未曝光的光刻膠溶解速度的10倍。而負(fù)性膠，在感光反應(yīng)過(guò)程中主鏈的隨機(jī)十字鏈接更為緊密，并且從鏈下墜物增長(zhǎng)，所以聚合體的溶解度降低。見(jiàn)正性膠在曝光區(qū)間顯影，負(fù)性膠則相反。負(fù)性膠由于曝光區(qū)間得到保留，漫射形成的輪廓使顯影后的圖像為上寬下窄的圖像，而正性膠相反，為下寬上窄的圖像。