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发布时间:2021-11-07 10:16:00 作者:赛米莱德
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。
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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正性光刻胶的操作工艺
(1)合成醛树脂。将原料混和甲醛送人不锈钢釜,加入适量草酸为催化剂,加热回流反应5~6h,然后减压蒸馏去除水及未反应的单体酚,得到醛树脂。(2)合成感光剂。在装有搅拌器的夹套反应罐中,先将三羟基二苯甲酮和215酰氯加至中搅拌下溶解,待完全溶解后,滴加有机碱溶液做催化剂,控制反应温度30~35℃,滴加完毕后,继续反应1h。将反应液冲至水中,感光剂析出,离心分离,干燥。(3)配胶。将合成的树脂、感光剂与溶剂及添加剂按一定比例混合配胶,然后调整胶的各项指标使之达到要求。后过滤分装,光刻胶首先经过板框式过滤器粗滤,然后转入超净间(100级)进行超净过滤,滤膜孔径0.2mm,经超净过滤的胶液分装即为成品。
光刻胶的组成部分
光刻胶一般由4种成分组成:树脂型聚合物、光活性物质、溶剂和添加剂。树脂是光刻胶中占比较大的组分,构成光刻胶的基本骨架,主要决定曝光后光刻胶的基本性能,包括硬度、柔韧性、附着力、耐腐蚀性、热稳定性等。光活性物质是光刻胶的关键组分,对光刻胶的感光度、分辨率等其决定性作用。
分辨率、对比度和敏感度是光刻胶的***技术参数。随着集成电路的发展,芯片制造特征尺寸越来越小,对光刻胶的要求也越来越高。光刻胶的***技术参数包括分辨率、对比度和敏感度等。为了满足集成电路发展的需要,光刻胶朝着高分辨率、高对比度以及高敏感度等方向发展。
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