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负性光刻胶原理

又称光致抗蚀剂，是一种由感光树脂、增感剂（见光谱增料）和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。

原理

光刻胶在接受一定波长的光或者射线时,会相应的发生一种光化学反应或者激励作用。光化学反应中的光吸收是在化学键合中起作用的处于原子外层的电子由基态转入激励态时引起的。对于有机物，基态与激励态的能量差为3~6eV，相当于该能量差的光(即波长为0.2~0.4μm的光)被有机物强烈吸收，使在化学键合中起作用的电子转入激励态。化学键合在受到这种激励时，或者分离或者改变键合对象，发生化学变化。电子束、X射线及离子束(即被加速的粒子)注入物质后，因与物质具有的电子相互作用，能量逐渐消失。电子束失去的能量转移到物质的电子中，因此生成激励状态的电子或二次电子或离子。这些电子或离子均可诱发光刻胶的化学反应。

光刻胶的组成

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树脂( resin/polymer)，光刻胶中不同材料的粘合剂，给与光刻胶的机械与化学性质( 如粘附性、胶膜厚度、热稳定性等);感光剂，感光剂对光能发生光化学反应;溶剂(Solvent),保持光刻胶的液体状态,使之具有良好的流动性;添加剂( Additive )，用以改变光刻胶的某些特性，如改善光刻胶发生反射而添加染色剂等。负性光刻胶。树脂是聚异戊二烯，一-种天然的橡胶;溶剂是;感光剂是一种经过曝光后释放出氮气的光敏剂，产生的自由基在橡胶分子间形成交联。从而变得不溶于显影液。负性光刻胶在曝光区由溶剂引起泡涨;曝光时光刻胶容易与氮气反应而抑制交联。

正性光刻胶的结构

光学光刻胶通常包含以下三种成分：(1)聚合物材料(也称为树脂)。聚合物材料在光的辐照下不发生化学反应，其主要作用是保证光刻胶薄膜的附着性和抗腐蚀性，同时也决定着光刻胶薄膜的其他一些特性(如光刻胶的膜厚要求、弹性要求和热稳定性要求等)。(2)感光材料。感光材料一般为复合性物质(简称PAC或感光剂)。感光剂在受光辐照之后会发生化学反应。正胶的感光剂在未曝光区域起抑制溶解的作用，可以减慢光刻胶在显影液中的溶解速度。以正性胶为例，使用g射线和i射线光刻中的正性胶是由重氮醌(简称为DQ)感光剂和酚树脂构成。(3)溶剂(如丙二醇-，PGME)。溶剂的作用是使光刻胶在涂覆到硅片表面之前保持为液态

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光刻胶分类

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。

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