負性光刻膠簡介

感光樹脂經(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?shù)娜軇┨幚?，溶去可溶性部分，得到所需圖像（見圖光致抗蝕劑成像制版過程）。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程。光刻膠的技術(shù)復雜，品種較多。根據(jù)其化學反應(yīng)機理和顯影原理，可分負性膠和正性膠兩類。光照后形成不可溶物質(zhì)的是負性膠；反之，對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?；诟泄鈽渲幕瘜W結(jié)構(gòu)，光刻膠可以分為三種類型。①光聚合型，采用烯類單體，在光作用下生成自由基，自由基再進一步引發(fā)單體聚合，后生成聚合物，具有形成正像的特點。②光分解型，采用含有疊氮醌類化合物的材料，經(jīng)光照后,會發(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，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，這是一種典型的負性光刻膠?？逻_公司的產(chǎn)品KPR膠即屬此類。感光樹脂在用近紫外光輻照成像時，光的波長會限制分辨率（見感光材料）的提高。為進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，所刻蝕的線條可細至1□m以下。

光刻膠工藝

主要用于半導體圖形化工藝，是半導體制造過程中的重要步驟。光刻工藝利用化學反應(yīng)原理把事先制備在掩模上的圖形轉(zhuǎn)印到晶圓，完成工藝的設(shè)備光刻機和光刻膠都是占半導體芯片工廠資產(chǎn)的大頭。

在目前比較主流的半導體制造工藝中，一般需要40 步以上獨立的光刻步驟，貫穿了半導體制造的整個流程，光刻工藝的先進程度決定了半導體制造工藝的先進程度。光刻過程中所用到的光刻機是半導體制造中的核心設(shè)備。目前，ASML 的NXE3400B售價在一億歐元以上，媲美一架F35 戰(zhàn)斗機。

按曝光波長，光刻膠可分為紫外（300~450 nm）光刻膠、深紫外（160~280 nm）光刻膠、極紫外（EUV，13.5 nm）光刻膠、電子束光刻膠、離子束光刻膠、X射線光刻膠等。按照應(yīng)用領(lǐng)域的不同，光刻膠又可以分為印刷電路板（PCB）用光刻膠、液晶顯示（LCD）用光刻膠、半導體用光刻膠和其他用途光刻膠。PCB光刻膠技術(shù)壁壘相對其他兩類較低，而半導體光刻膠代表著光刻膠技術(shù)先進水平。

   光刻膠定義

光刻膠是一大類具有光敏化學作用(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圖案的媒介。光刻膠的英文名為resist，又翻譯為抗蝕劑、光阻等。因為光刻膠的作用就是作為抗刻蝕層保護襯底表面。光刻膠只是一種形象的說法，因為光刻膠從外觀上呈現(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。當紫外光或電子束的照射時，光刻膠材料本身的特性會發(fā)生改變，經(jīng)過顯影液顯影后，曝光的負性光刻膠或未曝光的正性光刻膠將會留在襯底表面，這樣就將設(shè)計的微納結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到了光刻膠上，而后續(xù)的刻蝕、沉積等工藝，就可進一步將此圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠下面的襯底上，然后再使用除膠劑將光刻膠除去就可以了。  

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為什么現(xiàn)在還有人使用負性膠

劃分光刻膠的一個基本的類別是它的極性。光刻膠在曝光之后，被浸入顯影溶液中。在顯影過程中，正性光刻膠曝過光的區(qū)域溶解得要快得多。理想情況下，未曝光的區(qū)域保持不變。負性光刻膠正好相反，在顯影劑中未曝光的區(qū)域?qū)⑷芙?，而曝光的區(qū)域被保留。正性膠的分辨力往往是較好的，因此在IC制造中的應(yīng)用更為普及，但MEMS系統(tǒng)中，由于加工要求相對較低，光刻膠需求量大，負性膠仍有應(yīng)用市場。