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發布時間:2020-12-20 09:48  
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負性光刻膠簡介
感光樹脂經光照后,在曝光區能很快地發生光固化反應,使得這種材料的物理性能,特別是溶解性、親合性等發生明顯變化。經適當的溶劑處理,溶去可溶性部分,得到所需圖像(見圖光致抗蝕劑成像制版過程)。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程。光刻膠的技術復雜,品種較多。根據其化學反應機理和顯影原理,可分負性膠和正性膠兩類。光照后形成不可溶物質的是負性膠;反之,對某些溶劑是不可溶的,經光照后變成可溶物質的即為正性膠。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。基于感光樹脂的化學結構,光刻膠可以分為三種類型。①光聚合型,采用烯類單體,在光作用下生成自由基,自由基再進一步引發單體聚合,后生成聚合物,具有形成正像的特點。②光分解型,采用含有疊氮醌類化合物的材料,經光照后,會發生光分解反應,由油溶性變為水溶性,可以制成正性膠。③光交聯型,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,并使鏈與鏈之間發生交聯,形成一種不溶性的網狀結構,而起到抗蝕作用,這是一種典型的負性光刻膠。柯達公司的產品KPR膠即屬此類。感光樹脂在用近紫外光輻照成像時,光的波長會限制分辨率(見感光材料)的提高。為進一步提高分辨率以滿足超大規模集成電路工藝的要求,必須采用波長更短的輻射作為光源。由此產生電子束、X 射線和深紫外(<250nm)刻蝕技術和相應的電子束刻蝕膠,X射線刻蝕膠和深紫外線刻蝕膠,所刻蝕的線條可細至1□m以下。
光刻是整個集成電路制造過程中耗時長、難度大的工藝,耗時占IC制造50%左右,成本約占IC生產成本的1/3。光刻膠是光刻過程重要的耗材,光刻膠的質量對光刻工藝有著重要影響。
光刻是將圖形由掩膜版上轉移到硅片上,為后續的刻蝕步驟作準備。在光刻過程中,需在硅片上涂一層光刻膠,經紫外線曝光后,光刻膠的化學性質發生變化,在通過顯影后,被曝光的光刻膠將被去除,從而實現將電路圖形由掩膜版轉移到光刻膠上。再經過刻蝕過程,實現電路圖形由光刻膠轉移到硅片上。在刻蝕過程中,光刻膠起防腐蝕的保護作用。
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如何選擇光刻膠
光刻膠必須滿足幾個硬性指標要求:高靈敏度,高對比度,好的蝕刻阻抗性,高分辨力,易于處理,高純度,長壽命周期,低溶解度,低成本和比較高的玻璃化轉換溫度(Tg)。主要的兩個性能是靈敏度和分辨力。大多數光刻膠是無定向的聚合體。當溫度高于玻璃化轉換溫度,聚合體中相當多的鏈條片以分子運動形式出現,因此呈粘性流動。當溫度低于玻璃化轉換溫度,鏈條片段的分子運動停止,聚合體表現為玻璃而不是橡膠。當Tg低于室溫,膠視為橡膠。當Tg高于室溫,膠被視為玻璃。由于溫度高于Tg時,聚合體流動容易,于是加熱膠至它的玻璃轉化溫度一段時間進行退火處理,可達到更穩定的能量狀態。在橡膠狀態,溶劑可以容易從聚合體中去除,如軟烘培膠工藝。但此時膠的工作環境需要格外關注,當軟化膠溫度大于Tg時,它容易除去溶劑,但也容易混入各種雜質。一般來說,結晶的聚合體不會用來作為膠,因為結晶片的構成阻止均一的各向同性的薄膜的形成。
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