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胶粘新闻
UV光刻胶相关知识


  UV光刻胶加工工艺中为了图形转移,辐照必须作用在UV光刻胶上,通过改变UV光刻胶材料的性质,使得在完成UV光刻工艺后,UV光刻版图形被复制在圆片的表面。而加工前,如何选用UV光刻胶在很大程度上已经决定了光刻的精度。尽管正性胶的分辨力是最好的,但实际应用中由于加工类型、加工要求、加工成本的考虑,需要对UV光刻胶进行合理的选择。本文通过对正性胶和负性胶的性能比较,为加工过程、实验操作中如何合理选用光刻胶提供了依据。

  2 UV光刻胶及其主要性能

  划分UV光刻胶的一个基本的类别是它的极性。光刻胶在曝光之后,被浸入显影溶液中。在显影过程中,正性光刻胶曝过光的区域溶解得要快得多。理想情况下,未曝光的区域保持不变。负性光刻胶正好相反,在显影剂中未曝光的区域将溶解,而曝光的区域被保留。正性胶的分辨力往往是最好的,因此在IC制造中的应用更为普及,但MEMS系统中,由于加工要求相对较低,UV光刻胶需求量大,负性胶仍有应用市场。

  UV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)[2]。主要的两个性能是灵敏度和分辨力。大多数光刻胶是无定向的聚合体。当温度高于玻璃化转换温度,聚合体中相当多的链条片以分子运动形式出现,因此呈粘性流动。当温度低于玻璃化转换温度,链条片段的分子运动停止,聚合体表现为玻璃而不是橡胶。当Tg低于室温,胶视为橡胶。当Tg高于室温,胶被视为玻璃。由于温度高于Tg时,聚合体流动容易,于是加热胶至它的玻璃转化温度一段时间进行退火处理,可达到更稳定的能量状态。在橡胶状态,溶剂可以容易从聚合体中去除,如软烘培胶工艺。但此时胶的工作环境需要格外关注,当软化胶温度大于Tg时,它容易除去溶剂,但也容易混入各种杂质。一般来说,结晶的聚合体不会用来作为胶,因为结晶片的构成阻止均一的各向同性的薄膜的形成。

  UV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。正性胶和负性胶的曝光和显影过程和边界漫射如图1所示[3]。由图1 (a)可见正性胶在曝光区间显影,负性胶则相反。图1(b)是负性胶和正性胶边界漫射光形成的轮廓,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。

录入时间:2013-2-27 【关闭】【顶部】  
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