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負性光刻膠原理

又稱光致抗蝕劑，是一種由感光樹脂、增感劑（見光譜增料）和溶劑三種主要成分組成的對光敏感的混合液體。

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外層的電子由基態轉入激勵態時引起的。對于有機物，基態與激勵態的能量差為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態。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)注入物質后，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，因此生成激勵狀態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。

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。

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5～6h，然后減壓蒸餾去除水及未反應的單體酚，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，滴加有機堿溶液做催化劑，控制反應溫度30~35℃，滴加完畢后，繼續反應1h。將反應液沖至水中，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，然后調整膠的各項指標使之達到要求。后過濾分裝，光刻膠首先經過板框式過濾器粗濾，然后轉入超凈間(100級)進行超凈過濾，濾膜孔徑0.2mm，經超凈過濾的膠液分裝即為成品。

1、負性光刻膠

主要有聚酸系(聚酮膠)和環化橡膠系兩大類，前者以柯達公司的KPR為代表，后者以OMR系列為代表。

2、正性光刻膠

主要以重氮醒為感光化臺物，以酚醛樹脂為基本材料。的有AZ-1350系列。正膠的主要優點是分辨率高，缺點是靈敏度、耐刻蝕性和附著性等較差。

3、負性電子束光刻膠

為含有環氧基、乙烯基或環硫化物的聚合物。 的是COP膠，典型特性:靈敏度0.3~0.4μC/cm^2 (加速電壓10KV時)、分辨率1.0um、 對比度0.95。限制分辨率

的主要因素是光刻膠在顯影時的溶脹。

4、正性電子束光刻膠

主要為甲酯、烯砜和重氮類這三種聚合物。的是PMMA膠，典型特性:靈敏度40~ 80μC/cm^2 (加速電壓20KV時)、分辨率0.1μm、 對比度2~3。

PMMA膠的主要優點是分辨率高。主要缺點是靈敏度低，此外在高溫下易流動，耐干法刻蝕性差。