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负性光刻胶简介

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（见图光致抗蚀剂成像制版过程）。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。利用这种性能，将光刻胶作涂层，就能在硅片表面刻蚀所需的电路图形。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，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。柯达公司的产品KPR胶即属此类。感光树脂在用近紫外光辐照成像时，光的波长会限制分辨率（见感光材料）的提高。为进一步提高分辨率以满足超大规模集成电路工艺的要求，必须采用波长更短的辐射作为光源。由此产生电子束、X 射线和深紫外(<250nm)刻蚀技术和相应的电子束刻蚀胶，X射线刻蚀胶和深紫外线刻蚀胶，所刻蚀的线条可细至1□m以下。

光刻胶概况

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光刻胶又称光致抗蚀剂,是光刻工艺的关键化学品,主要利用光化学反应将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工基片上,被广泛应用于光电信息产业的微细图形线路的加工制作,下游主要用于集成电路、面板和分立器件的微细加工,同时在 LED、光伏、磁头及精密传感器等制作过程中也有广泛应用,是微细加工技术的关键性材料。光刻胶的主要成分为树脂、单体、光引发剂及添加助剂四类。其中,树脂约占 50%,单体约占35%,光引发剂及添加助剂约占15%。

光刻胶的生产步骤　　

1、准备基质：在涂布光阻剂之前，硅片一般要进行处理，需要经过脱水烘培蒸发掉硅片表面的水分，并涂上用来增加光刻胶与硅片表面附着能力的化合物以及硅二乙胺。

2、涂布光阻剂（photo resist）：将硅片放在一个平整的金属托盘上，托盘内有小孔与真空管相连，硅片就被吸在托盘上，这样硅片就可以与托盘一起旋转。

3、软烘干：也称前烘。在液态的光刻胶中，溶剂成分占65％－85％，甩胶之后虽然液态的光刻胶已经成为固态的薄膜，但仍有10％－30％的溶剂，容易玷污灰尘。通过在较高温度下进行烘培，可以使溶剂从光刻胶中挥发出来，从而降低了灰尘的玷污。

4、曝光：曝光过程中，光刻胶中的感光剂发生光化学反应，从而使正胶的感光区、负胶的非感光区能够溶解于显影液中。正性光刻胶中的感光剂DQ发生光化学反应，变为乙烯酮，进一步水解为茚并羧酸，羧酸对碱性溶剂的溶解度比未感光的感光剂高出约100倍，同时还会促进酚醛树脂的溶解。于是利用感光与未感光的光刻胶对碱性溶剂的不同溶解度，就可以进行掩膜图形的转移。

5、显影（development） ：经显影，正胶的感光区、负胶的非感光区溶解于显影液中，曝光后在光刻胶层中的潜在图形，显影后便显现出来，在光刻胶上形成三位图形。为了提高分辨率，几乎每一种光刻胶都有专门的显影液，以保证高质量的显影效果。

6、硬烘干：也称坚膜。显影后，硅片还要经过一个高温处理过程，主要作用是除去光刻胶中剩余的溶剂，增强光刻胶对硅片表面的附着力，同时提高光刻胶在刻蚀和离子注入过程中的抗蚀性和保护能力。

7、刻（腐）蚀或离子注入

8、去胶：刻蚀或离子注入之后，已经不再需要光刻胶作保护层，可以将其除去，称为去胶，分为湿法去胶和干法去胶，其中湿法去胶又分去胶和无机溶剂去胶。