光刻膠分類

正性光刻膠和負性光刻膠

光刻膠可依據不同的產品標準進行分類。按照化學反應和顯影的原理,光刻膠可分為正性光刻膠和負性光刻膠。如果顯影時未曝光部分溶解于顯影液,形成的圖形與掩膜版相反,稱為負性光刻膠;如果顯影時曝光部分溶解于顯影液,形成的圖形與掩膜版相同,稱為正性光刻膠。

在實際運用過程中,由于負性光刻膠在顯影時容易發(fā)生變形和膨脹的情況,一般情況下分辨率只能達到 2 微米,因此正性光刻膠的應用更為廣泛。

光刻膠定義

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光刻膠是一大類具有光敏化學作用(或對電子能量敏感)的高分子聚合物材料，是轉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，這樣就將設計的微納結構轉移到了光刻膠上，而后續(xù)的刻蝕、沉積等工藝，就可進一步將此圖案轉移到光刻膠下面的襯底上，后再使用除膠劑將光刻膠除去就可以了。

光刻膠按其形成圖形的極性可以分為：正性光刻膠和負性光刻膠。正膠指的是聚合物的長鏈分子因光照而截斷成短鏈分子；負膠指的是聚合物的短鏈分子因光照而交鏈長鏈分子。 短鏈分子聚合物可以被顯影液溶解掉，因此正膠的曝光部分被去掉，而負膠的曝光部分被保留。

光刻膠一般由4部分組成：樹脂型聚合物（resin/polymer），溶劑（solvent），光活性物質（photoactive compound，PAC），添加劑（Additive）。 其中，樹脂型聚合物是光刻膠的主體，它使光刻膠具有耐刻蝕性能；溶劑使光刻膠處于液體狀態(tài)，便于涂覆；光活性物質是控制光刻膠對某一特定波長光/電子束/離子束/X射線等感光，并發(fā)生相應的化學反應；添加劑是用以改變光刻膠的某些特性，如控制膠的光吸收率/溶解度等。

光刻膠

在曝光過程中，正性膠通過感光化學反應，切斷樹脂聚合體主鏈和從鏈之間的聯(lián)系，達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。而負性膠，在感光反應過程中主鏈的隨機十字鏈接更為緊密，并且從鏈下墜物增長，所以聚合體的溶解度降低。見正性膠在曝光區(qū)間顯影，負性膠則相反。負性膠由于曝光區(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。

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光刻膠的組成

光刻膠一般由4種成分組成:樹脂型聚合物、光活性物質、溶劑和添加劑。樹脂是光刻膠中占比較大的組分，構成光刻膠的基本骨架，主要決定曝光后光刻膠的基本性能，包括硬度、柔韌性、附著力、耐腐蝕性、熱穩(wěn)定性等。光活性物質是光刻膠的關鍵組分，對光刻膠的感光度、分辨率等其決定性作用。

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