光刻膠應用

光刻膠是一種具有光化學敏感性的功能性化學材料，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%。它能通過光化學反應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，利用它的光化學敏感性，通過曝光、顯影、刻蝕等工藝過程，將設計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化工行業(yè)技術壁壘的材料，是因為微米級乃至納米級的圖形加工對其專用化學品的要求極高，不僅化學結構特殊，品質(zhì)要求也很苛刻，所以生產(chǎn)工藝復雜，需要長期的技術積累。

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

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?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，這樣就將設計的微納結構轉(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，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(zhì)（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(zhì)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。

正性光刻膠的結構

光學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)生化學反應，其主要作用是保證光刻膠薄膜的附著性和抗腐蝕性，同時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)生化學反應。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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光刻膠分類介紹

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根據(jù)化學反應機理和顯影原理的不同，光刻膠可以分為負性膠和正性膠。對某些溶劑可溶，但經(jīng)曝光后形成不可溶物質(zhì)的是負性膠;反之，對某些溶劑不可溶，經(jīng)曝光后變成可溶的為正性膠。  從需求端來看，光刻膠可分為半導體光刻膠、面板光刻膠和PCB光刻膠。其中，半導體光刻膠的技術壁壘較高。

光刻膠產(chǎn)品種類多、專用性強，是典型的技術密集型行業(yè)。不同用途的光刻膠曝光光源、反應機理、制造工藝、成膜特性、加工圖形線路的精度等性能要求不同，導致對于材料的溶解性、耐蝕刻性、耐熱性等要求不同。因此每一類光刻膠使用的原料在化學結構、性能上都比較特殊，要求使用不同品質(zhì)等級的光刻膠專用化學品。