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光刻膠的應(yīng)用
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模擬半導(dǎo)體(Analog Semiconductors)發(fā)光二極管(Light-Emitting Diodes LEDs)微機(jī)電系統(tǒng)(Microelectromechanical Systems MEMS)太陽(yáng)能光伏(Solar Photovoltaics PV)微流道和生物芯片(Microfluidics & Biochips)光電子器件/光子器件(Optoelectronics/Photonics)封裝(Packaging)
負(fù)性光刻膠簡(jiǎn)介
感光樹(shù)脂經(jīng)光照后,在曝光區(qū)能很快地發(fā)生光固化反應(yīng),使得這種材料的物理性能,特別是溶解性、親合性等發(fā)生明顯變化。經(jīng)適當(dāng)?shù)娜軇┨幚?,溶去可溶性部分,得到所需圖像(見(jiàn)圖光致抗蝕劑成像制版過(guò)程)。光刻膠廣泛用于印刷電路和集成電路的制造以及印刷制版等過(guò)程。光刻膠的技術(shù)復(fù)雜,品種較多。根據(jù)其化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和顯影原理,可分負(fù)性膠和正性膠兩類(lèi)。光照后形成不可溶物質(zhì)的是負(fù)性膠;反之,對(duì)某些溶劑是不可溶的,經(jīng)光照后變成可溶物質(zhì)的即為正性膠。利用這種性能,將光刻膠作涂層,就能在硅片表面刻蝕所需的電路圖形。基于感光樹(shù)脂的化學(xué)結(jié)構(gòu),光刻膠可以分為三種類(lèi)型。①光聚合型,采用烯類(lèi)單體,在光作用下生成自由基,自由基再進(jìn)一步引發(fā)單體聚合,后生成聚合物,具有形成正像的特點(diǎn)。②光分解型,采用含有疊氮醌類(lèi)化合物的材料,經(jīng)光照后,會(huì)發(fā)生光分解反應(yīng),由油溶性變?yōu)樗苄裕梢灾瞥烧阅z。③光交聯(lián)型,采用聚乙烯醇月桂酸酯等作為光敏材料,在光的作用下,其分子中的雙鍵被打開(kāi),并使鏈與鏈之間發(fā)生交聯(lián),形成一種不溶性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而起到抗蝕作用,這是一種典型的負(fù)性光刻膠。柯達(dá)公司的產(chǎn)品KPR膠即屬此類(lèi)。感光樹(shù)脂在用近紫外光輻照成像時(shí),光的波長(zhǎng)會(huì)限制分辨率(見(jiàn)感光材料)的提高。為進(jìn)一步提高分辨率以滿足超大規(guī)模集成電路工藝的要求,必須采用波長(zhǎng)更短的輻射作為光源。由此產(chǎn)生電子束、X 射線和深紫外(<250nm)刻蝕技術(shù)和相應(yīng)的電子束刻蝕膠,X射線刻蝕膠和深紫外線刻蝕膠,所刻蝕的線條可細(xì)至1□m以下。
微流控芯片硅片模具加工如何選擇光刻膠呢?
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一般來(lái)說(shuō)線寬的用正膠,線窄的用負(fù)膠,正性光刻膠比負(fù)性的精度要高,負(fù)膠顯影后圖形有漲縮,負(fù)性膠限制在2~3μm.,而正性膠的分辨力優(yōu)于0.5μm 導(dǎo)致影響精度,正性膠則無(wú)這方面的影響。雖然使用更薄的膠層厚度可以改善負(fù)性膠的分辨率,但是薄負(fù)性膠會(huì)影響。同種厚度的正負(fù)膠,在對(duì)于抗?jié)穹ê透g性方面負(fù)膠更勝一籌,正膠難以企及。
光刻膠的主要技術(shù)參數(shù)
1、分辨率:區(qū)別硅片表面相鄰圖形特性的能力,一般用關(guān)鍵尺寸來(lái)衡量 分辨率。形成的關(guān)鍵尺寸越小,光刻膠的分辨率越好。
2、對(duì)比度:指光刻膠從曝光區(qū)到非曝光區(qū)過(guò)渡的陡度。對(duì)比度越好,形成圖形的側(cè)壁越陡峭,分辨率越好。
3、敏感度:光刻膠上產(chǎn)生一 個(gè)良好的圖形所需一 定波長(zhǎng)的小能量值(或小曝光量)。單位:焦/平方厘米或mJ/cm2.光刻膠
的敏感性對(duì)于波長(zhǎng)更短的深紫外光(DUV)、極深紫外光(EUV)等尤為重要。
4、粘滯性/黏度:衡量光刻膠流動(dòng)特性的參數(shù)。粘滯性隨著光刻膠中的溶劑的減少而增加;高的粘滯性會(huì)產(chǎn)生厚的光刻膠;越小的
粘滯性,就有越均勻的光刻膠厚度。
5、粘附性:表征光刻膠粘著于襯底的強(qiáng)度。光刻膠的粘附性不足會(huì)導(dǎo)致硅片表面的圖形變形。
6、抗蝕性:光刻膠必須保持它的粘附性,在后續(xù)的刻蝕I序中保護(hù)襯底表面。
7、表面張力:液體中將表面分子拉向液體主體內(nèi)的分子間吸引力。光刻膠應(yīng)該具有比較小的表面張力,使光刻膠具有良好的流動(dòng)性和覆蓋。
8、存儲(chǔ)和傳送:能量可以啟動(dòng)光刻膠。應(yīng)該存儲(chǔ)在密閉、低溫、不透光的盒中。 同時(shí)必須規(guī)定光刻膠的閑置期限和存貯溫度環(huán)境。
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