光刻胶简介

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光刻胶是微电子技术中微细图形加工的关键材料之一，特别是近年来大规模和超大规模集成电路的发展，更是大大促进了光刻胶的研究开发和应用。印刷工业是光刻胶应用的另一重要领域。1954 年由明斯克等人首先研究成功的就是用于印刷工业的，以后才用于电子工业。 [1]  光刻胶是一种有机化合物，它被紫外光曝光后，在显影溶液中的溶解度会发生变化。硅片制造中所用的光刻胶以液态涂在硅片表面，而后被干燥成胶膜。

光刻胶定义

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光刻胶是一大类具有光敏化学作用(或对电子能量敏感)的高分子聚合物材料，是转移紫外曝光或电子束曝照图案的媒介。光刻胶的英文名为resist，又翻译为抗蚀剂、光阻等。因为光刻胶的作用就是作为抗刻蚀层保护衬底表面。光刻胶只是一种形象的说法，因为光刻胶从外观上呈现为胶状液体。

光刻胶通常是以薄膜形式均匀覆盖于基材表面。当紫外光或电子束的照射时，光刻胶材料本身的特性会发生改变，经过显影液显影后，曝光的负性光刻胶或未曝光的正性光刻胶将会留在衬底表面，这样就将设计的微纳结构转移到了光刻胶上，而后续的刻蚀、沉积等工艺，就可进一步将此图案转移到光刻胶下面的衬底上，后再使用除胶剂将光刻胶除去就可以了。

光刻胶按其形成图形的极性可以分为：正性光刻胶和负性光刻胶。正胶指的是聚合物的长链分子因光照而截断成短链分子；负胶指的是聚合物的短链分子因光照而交链长链分子。 短链分子聚合物可以被显影液溶解掉，因此正胶的曝光部分被去掉，而负胶的曝光部分被保留。

光刻胶一般由4部分组成：树脂型聚合物（resin/polymer），溶剂（solvent），光活性物质（photoactive compound，PAC），添加剂（Additive）。 其中，树脂型聚合物是光刻胶的主体，它使光刻胶具有耐刻蚀性能；溶剂使光刻胶处于液体状态，便于涂覆；光活性物质是控制光刻胶对某一特定波长光/电子束/离子束/X射线等感光，并发生相应的化学反应；添加剂是用以改变光刻胶的某些特性，如控制胶的光吸收率/溶解度等。

光刻胶的相关内容

光刻胶必须满足几个硬性指标要求：高灵敏度，高对比度，好的蚀刻阻抗性，高分辨力，易于处理，高纯度，长寿命周期，低溶解度，低成本和比较高的玻璃化转换温度（Tg）。主要的两个性能是灵敏度和分辨力。

感光胶的主要成分是树脂或基体材料、感光化合物以及可控制光刻胶机械性能并使其保持液体状态的溶剂。树脂在曝光过程中改变分子结构。感光化合物控制树脂定相的化学反应速度。溶剂使得胶能在圆片上旋转擦敷并形成薄瞙。没有感光化合物的光刻胶称为单成分胶或单成分系统，有一种感光剂的情形下，称为二成分系统。因为溶剂和其他添加物不与胶的感光反应发生直接关系，它们不计入胶的成分。

在曝光过程中，正性胶通过感光化学反应，切断树脂聚合体主链和从链之间的联系，达到削弱聚合体的目的，所以曝光后的光刻胶在随后显影处理中溶解度升高。曝光后的光刻胶溶解速度几乎是未曝光的光刻胶溶解速度的10倍。而负性胶，在感光反应过程中主链的随机十字链接更为紧密，并且从链下坠物增长，所以聚合体的溶解度降低。见正性胶在曝光区间显影，负性胶则相反。负性胶由于曝光区间得到保留，漫射形成的轮廓使显影后的图像为上宽下窄的图像，而正性胶相反，为下宽上窄的图像。