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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。

光刻胶分类

1、负性光刻胶

主要有聚酸系(聚酮胶)和环化橡胶系两大类，前者以柯达公司的KPR为代表，后者以OMR系列为代表。

2、正性光刻胶

主要以重氮醒为感光化台物，以酚醛树脂为基本材料。的有AZ-1350系列。正胶的主要优点是分辨率高，缺点是灵敏度、耐刻蚀性和附着性等较差。

3、负性电子束光刻胶

为含有环氧基、乙烯基或环硫化物的聚合物。 的是COP胶，典型特性:灵敏度0.3~0.4μC/cm^2 (加速电压10KV时)、分辨率1.0um、 对比度0.95。限制分辨率

的主要因素是光刻胶在显影时的溶胀。

4、正性电子束光刻胶

主要为甲酯、烯砜和重氮类这三种聚合物。的是PMMA胶，典型特性:灵敏度40~ 80μC/cm^2 (加速电压20KV时)、分辨率0.1μm、 对比度2~3。

PMMA胶的主要优点是分辨率高。主要缺点是灵敏度低，此外在高温下易流动，耐干法刻蚀性差。