負(fù)性光刻膠原理

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

原理

光刻膠在接受一定波長的光或者射線時(shí),會相應(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)。

光刻膠的組成

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樹脂( resin/polymer)，光刻膠中不同材料的粘合劑，給與光刻膠的機(jī)械與化學(xué)性質(zhì)( 如粘附性、膠膜厚度、熱穩(wěn)定性等);感光劑，感光劑對光能發(fā)生光化學(xué)反應(yīng);溶劑(Solvent),保持光刻膠的液體狀態(tài),使之具有良好的流動性;添加劑( Additive )，用以改變光刻膠的某些特性，如改善光刻膠發(fā)生反射而添加染色劑等。負(fù)性光刻膠。樹脂是聚異戊二烯，一-種天然的橡膠;溶劑是;感光劑是一種經(jīng)過曝光后釋放出氮?dú)獾墓饷魟a(chǎn)生的自由基在橡膠分子間形成交聯(lián)。從而變得不溶于顯影液。負(fù)性光刻膠在曝光區(qū)由溶劑引起泡漲;曝光時(shí)光刻膠容易與氮?dú)夥磻?yīng)而抑制交聯(lián)。

正性光刻膠的結(jié)構(gòu)

光學(xué)光刻膠通常包含以下三種成分：(1)聚合物材料(也稱為樹脂)。聚合物材料在光的輻照下不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其主要作用是保證光刻膠薄膜的附著性和抗腐蝕性，同時(shí)也決定著光刻膠薄膜的其他一些特性(如光刻膠的膜厚要求、彈性要求和熱穩(wěn)定性要求等)。(2)感光材料。感光材料一般為復(fù)合性物質(zhì)(簡稱PAC或感光劑)。感光劑在受光輻照之后會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。正膠的感光劑在未曝光區(qū)域起抑制溶解的作用，可以減慢光刻膠在顯影液中的溶解速度。以正性膠為例，使用g射線和i射線光刻中的正性膠是由重氮醌(簡稱為DQ)感光劑和酚樹脂構(gòu)成。(3)溶劑(如丙二醇-，PGME)。溶劑的作用是使光刻膠在涂覆到硅片表面之前保持為液態(tài)

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