光刻膠應(yīng)用

光刻膠是一種具有光化學(xué)敏感性的功能性化學(xué)材料，是由光引發(fā)劑（包括光增感劑、光致產(chǎn)酸劑）、光刻膠樹脂、單體（活性稀釋劑）、溶劑和其他助劑組成的對(duì)光敏感的混合液體，其中，樹脂約占50%，單體約占35%。它能通過光化學(xué)反應(yīng)改變自身在顯影液中的溶解性，通過將光刻膠均勻涂布在硅片、玻璃和金屬等不同的襯底上，利用它的光化學(xué)敏感性，通過曝光、顯影、刻蝕等工藝過程，將設(shè)計(jì)在掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到襯底上。

光刻膠常被稱為是精細(xì)化工行業(yè)技術(shù)壁壘的材料，是因?yàn)槲⒚准?jí)乃至納米級(jí)的圖形加工對(duì)其專用化學(xué)品的要求極高，不僅化學(xué)結(jié)構(gòu)特殊，品質(zhì)要求也很苛刻，所以生產(chǎn)工藝復(fù)雜，需要長期的技術(shù)積累。

被廣泛應(yīng)用于光電信息產(chǎn)業(yè)的微細(xì)圖形線路的加工制作，是電子制造領(lǐng)域的關(guān)鍵材料之一。下游主要用于集成電路、面板和分立器件的微細(xì)加工，同時(shí)在LED、光伏、磁頭及精密傳感器等制作過程中也有廣泛應(yīng)用，是微細(xì)加工技術(shù)的關(guān)鍵性材料。

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(huì)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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正性光刻膠的操作工藝

(1)合成醛樹脂。將原料混和甲醛送人不銹鋼釜，加入適量草酸為催化劑，加熱回流反應(yīng)5～6h，然后減壓蒸餾去除水及未反應(yīng)的單體酚，得到醛樹脂。(2)合成感光劑。在裝有攪拌器的夾套反應(yīng)罐中，先將三羥基二苯甲酮和215酰氯加至中攪拌下溶解，待完全溶解后，滴加有機(jī)堿溶液做催化劑，控制反應(yīng)溫度30~35℃，滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)1h。將反應(yīng)液沖至水中，感光劑析出，離心分離，干燥。(3)配膠。將合成的樹脂、感光劑與溶劑及添加劑按一定比例混合配膠，然后調(diào)整膠的各項(xiàng)指標(biāo)使之達(dá)到要求。后過濾分裝，光刻膠首先經(jīng)過板框式過濾器粗濾，然后轉(zhuǎn)入超凈間(100級(jí))進(jìn)行超凈過濾，濾膜孔徑0.2mm，經(jīng)超凈過濾的膠液分裝即為成品。

光刻膠

在曝光過程中，正性膠通過感光化學(xué)反應(yīng)，切斷樹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，所以聚合體的溶解度降低。見正性膠在曝光區(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。

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