光刻胶

光刻胶的入门知识

2009-2-7 13:05:00 来源: 不详 作者:佚名 访问：0次 字号：【小】

作为图案复制用的光刻胶，主要的指标有光反应速度、光分辨率、光反应波长、针孔度、粘度等。自97年后，普通的lcd制作用光刻胶基本上都已经把光反应速度提高了一倍以上，使定向层制作前的生产能力大大提升。现在市面上的lcd制作用光刻胶光反应时间几乎都可以在10秒以下。光分辨率在近几年也有了很大进展，现市面上的lcd制作用光刻胶都可以做到pitch在18微米水平。光反应波长在前几年如果要做到pitch28微米的水平，波长还得在275纳米以下，经过这几年的发展，现在在400纳米可以反应的光刻胶也可以做到pitch18微米的水平。

光刻胶的技术由于改良发展较快的缘故，基本上已经解决了针孔率偏高的问题，现在大家几乎都不再考虑针孔率对lcd制作的影响了。粘度的调整要视各家的习惯，一般是50cp的产品由于使用时添加了一定的稀释剂，可以比较好调整涂覆效果，成本也可以降低，但是由于大量使用稀释剂，也使光刻胶的一些性能受到影响，在作比较高档的产品时会有分辨率下降的趋势。而30cp的产品，在涂覆效果上，控制稍显困难，但性能比较稳定，比较适合制作精细度高的产品。

光刻胶的保存条件比较严格，在光线、温度、湿度上都有限制，特别是开瓶使用后的光刻胶和稀释剂，一旦吸潮，其物理化学性能均下降很快。现在光刻胶涂覆工段一般都与自动纯水清洗线连在一起，很多时候都只考虑此段的洁净度，而疏忽了该段的湿度控制，使得光刻胶涂覆的良品率比较低，在显影时光刻胶脱落严重，起不到保护阻蚀的效果。

1、光刻胶的特性：

光刻胶的组成：

lcd使用的光刻胶一般为正性光刻胶，由光敏剂、填料和添加剂混和而成。

光刻胶的特性：

正性光刻胶中的的填料让光刻胶有一定的粘性，加温固化后能得到一定的初始硬度。而正性光刻胶中的光敏剂中一种溶于弱碱的小分子化学品，它在紫外线的作用下聚合成一种不溶于强酸和弱碱的比较致密大分子化合物，但它在强碱中依然可以溶解。

光刻胶的化学成分

光刻胶是在半导体和集成电路制造过程中广泛使用的一种关键材料。它的化学成分包括聚合物、溶剂、感光剂、添加剂等。下面将分别介绍这些成分的作用和特点。

1. 聚合物：光刻胶的主要成分之一是聚合物。聚合物是由重复单元组成的高分子化合物，具有良好的可塑性和粘附性。在光刻胶中，聚合物起到了增稠剂的作用，使得光刻胶具有一定的黏度，方便涂覆在半导体表面。

2. 溶剂：溶剂是光刻胶中的溶剂成分。它的主要作用是将聚合物溶解，并使光刻胶具有一定的流动性，以便于涂覆在半导体表面。常用的溶剂有甲苯、二甲苯等有机溶剂。溶剂的选择要考虑到对聚合物的溶解性和挥发性，以及对环境的影响。

3. 感光剂：感光剂是光刻胶中的关键成分之一。它使光刻胶具有对紫外光的敏感性，能够在紫外光的作用下发生化学反应，从而实现对光刻胶的图案化处理。感光剂能够吸收紫外光的能量，并引发聚合物的交联反应或解聚反应，从而改变光刻胶的物理性质。

4. 添加剂：光刻胶中的添加剂主要包括增稠剂、抗反射剂、抗氧化剂等。增稠剂可以增加光刻胶的黏度和粘度，提高其涂覆性能；抗反射剂可以减少紫外光在光刻胶表面的反射，提高光刻胶的敏感性；抗氧化剂可以延长光刻胶的使用寿命，提高其稳定性。

光刻胶的化学成分在半导体和集成电路制造中起着重要的作用。聚合物提供了光刻胶的基础性能，使得光刻胶具有一定的黏度和粘附性；溶剂使得光刻胶具有流动性，方便涂覆和加工；感光剂使得光刻胶对紫外光具有敏感性，实现对光刻胶的图案化处理；添加剂则能够改善光刻胶的性能和稳定性。

光刻胶的化学成分是多种多样的，每种成分都有其独特的作用和特点。这些成分相互作用，共同发挥作用，使得光刻胶在半导体和集成电路制造中具有重要的应用价值。随着技术的不断发展，光刻胶的化学成分也在不断创新和改进，以满足对高性能、高精度制造的需求。

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光刻胶产品前途无量（半导体技术天地）

1前言

光刻胶(又名光致抗蚀剂)是指通过紫外光、电子束、准分子激光束、X射线、离子束等曝光源的照射或辐射，使溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料，主要用于集成电路和半导体分立器件的细微图形加工，近年来也逐步应用于光电子领域平板显示器（FPD）的制作。由于光刻胶具有光化学敏感性，可利用其进行光化学反应，经曝光、显影等过程，将所需要的微细图形从掩模版转移至待加工的衬底上，然后进行刻蚀、扩散、离子注入等工艺加工，因此是电子信息产业中微电子行业和光电子行业微细加工技术的关键性基础加工材料。作为经曝光和显影而使溶解度增加的正型光刻胶多用于制作IC，经曝光或显影使溶解度减小的负型光刻胶多用于制作分立器件。

2国外情况

随着电子器件不断向高集成化和高速化方向发展，对微细图形加工技术的要求越来越高，为了适应亚微米微细图形加工的要求，国外先后开发了g线（436nm）、i线（365nm）、深紫外、准分子激光、化学增幅、电子束、X射线、离子束抗蚀剂等一系列新型光刻胶。这些品种较有代表性的负性胶如美国柯达（Kodak）公司的KPR、KMER、KLER、KMR、KMPR等；联合碳化学（UCC）公司的KTI系列；日本东京应化（Tok）公司的TPR、SVR、OSR、OMR；合成橡胶（JSR）公司的CIR、CBR系列；瑞翁（Zeon）公司的ZPN系列；德国依默克（

E.Merk）公司的Solect等。

正性胶如：

美国西帕来（Shipely）公司的AZ系列、DuPont公司的Waycot系列、日本合成橡胶公司的PFR等等。

2000~2001年世界市场光刻胶生产商的收益及市场份额

公司2001年收益2001年市场份额（%）2000年收益2000年市场份额（%）

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Tokyo Ohka Kogyo

150.1

22.6

光刻胶简介

又称光致抗蚀剂，由感光树脂、增感剂（见光谱增感染料）和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。感光树脂经光照后，在曝光区能很快地发生光固化反应，使得这种材料的物理性能，特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。经适当的溶剂处理，溶去可溶性部分，得到所需图像（见图光致抗蚀剂成像制版过程）。

光刻胶的分类

光刻胶的技术复杂，品种较多。根据其化学反应机理和显影原理，可分负性胶和正性胶两类。光照后形成不可溶物质的是负性胶；反之，对某些溶剂是不可溶的，经光照后变成可溶物质的即为正性胶。利用这种性能，将光刻胶作涂层，就能在硅片表面刻蚀所需的电路图形。 基于感光树脂的化学结构，光刻胶可以分为三种类型。

①光聚合型

采用烯类单体，在光作用下生成自由基，自由基再进一步引发单体聚合，最后生成聚合物，具有形成正像的特点。

②光分解型

采用含有叠氮醌类化合物的材料，经光照后,会发生光分解反应,由油溶性变为水溶性，可以制成正性胶.

③光交联型

采用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其分子中的双键被打开，并使链与链之间发生交联，形成一种不溶性的网状结构，而起到抗蚀作用，这是一种典型的负性光刻胶。柯达公司的产品KPR胶即属此类。

光刻胶的化学性质

a、传统光刻胶：正胶和负胶。

光刻胶的组成：树脂（resin/polymer），光刻胶中不同材料的粘合剂，给与光刻胶的机械与化学性质（如粘附性、胶膜厚度、热稳定性等）；感光 剂，感光剂对光能发生光化学反应；溶剂（Solvent），保持光刻胶的液体状态，使之具有良好的流动性；添加剂（Additive），用以改变光刻胶的 某些特性，如改善光刻胶发生反射而添加染色剂等。

负性光刻胶。树脂是聚异戊二烯，一种天然的橡胶；溶剂是二甲苯；感光剂是一种经过曝光后释放出氮气的光敏剂，产生的自由基在橡胶分子间形成交联。从而变得

不溶于显影液。负性光刻胶在曝光区由溶剂引起泡涨；曝光时光刻胶容易与氮气反应而抑制交联。