負性光刻膠

負性光刻膠

化學溶劑
又稱光緻抗蝕劑,由感光樹脂、增感劑(見光譜增感染料)和溶劑三種主要成分組成的對光敏感的混合液體。感光樹脂經光照後,在曝光區能很快地發生光固化反應,使得這種材料的物理性能,特别是溶解性、親合性等發生明顯變化。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。光照後形成不可溶物質的是負性膠;反之,對某些溶劑是不可溶的,經光照後變成可溶物質的即為正性膠。由此産生電子束、X 射線和深紫外(
  • 中文名:負性光刻膠
  • 外文名:photoresist
  • 所屬學科:
  • 又稱:光緻抗蝕劑
  • 組成成分:感光樹脂、增感劑和溶劑

簡介

又稱光緻抗蝕劑,由感光樹脂、增感劑(見光譜增感染料)和溶劑三種主要成分組成的對光敏感的混合液體。感光樹脂經光照後,在曝光區能很快地發生光固化反應,使得這種材料的物理性能,特别是溶解性、親合性等發生明顯變化。經适當的溶劑處理,溶去可溶性部分,得到所需圖像(見圖光緻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。光刻膠的技術複雜,品種較多。根據其化學反應機理和顯影原理,可分負性膠和正性膠兩類。光照後形成不可溶物質的是負性膠;反之,對某些溶劑是不可溶的,經光照後變成可溶物質的即為正性膠。利用這種性能,将光刻膠作塗層,就能在片表面刻蝕所需的電路圖形。

基于感光樹脂的化學結構,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單體聚合,最後生成聚合物,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,經光照後,會發生光分解反應,由油溶性變為水溶性,可以制成正性膠。

③光交聯型,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,并使鍊與鍊之間發生交聯,形成一種不溶性的網狀結構,而起到抗蝕作用,這是一種典型的負性光刻膠。柯達公司的産品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。由此産生電子束、X 射線和深紫外(<250nm)刻蝕技術和相應的電子束刻蝕膠,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。

原理

光刻膠在接受一定波長的光或者射線時,會相應的發生一種光化學反應或者激勵作用。光化學反應中的光吸收是在化學鍵合中起作用的處于原子最外層的電子由基态轉入激勵态時引起的。對于有機物,基态與激勵态的能量差為3~6eV,相當于該能量差的光(即波長為0.2~0.4μm的光)被有機物強烈吸收,使在化學鍵合中起作用的電子轉入激勵态。

化學鍵合在受到這種激勵時,或者分離或者改變鍵合對象,發生化學變化。電子束、X射線及離子束(即被加速的粒子)注入物質後,因與物質具有的電子相互作用,能量逐漸消失。電子束失去的能量轉移到物質的電子中,因此生成激勵狀态的電子或二次電子或離子。這些電子或離子均可誘發光刻膠的化學反應。

負性光刻膠圖形化膜層的制備方法

制備方法包括步驟:提供一基底,在所述基底上形成負性光刻膠層,并對所述負性光刻膠層進行整面性的第一紫外光曝光以固化所述負性光刻膠層,然後烘烤去除所述負性光刻膠中的溶劑;2)于所述負性光刻膠層表面形成正性光刻膠層,并對所述正性光刻膠層進行掩膜版曝光及顯影,以形成圖形化的正性光刻膠層;3)采用幹法刻蝕工藝将所述正性光刻膠中的圖形轉移至所述負性光刻膠層;4)對所述正性光刻膠層進行第二紫外光曝光,并采用顯影的方式将所述正性光刻膠去除,以形成負性光刻膠圖形化膜層。

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