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如何选购光刻胶?

光刻加工工艺中为了图形转移,辐照必须作用在光刻胶上,通过改变光刻胶材料的性质,使得在完成光刻工艺后,光刻版图形被复制在圆片的表面。而加工前,如何选用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,需要对光刻胶进行合理的选择。


划分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,光刻胶需求量大,负性胶仍有应用市场。



  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。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。


  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。


微流控芯片刻蚀如何选择光刻胶呢?


一般来说线宽的用正胶,线窄的用负胶! 相对而言,正性光刻胶比负性的精度要高,负胶显影后图形有涨缩,负性胶限制在2~3μm.,而正性胶的分辨力优于0.5μm 导致影响精度,正性胶则无这方面的影响。虽然使用更薄的胶层厚度可以改善负性胶的分辨率,但是薄负性胶会影响针孔。同种厚度的正负胶,在对于抗湿法和腐蚀性方面负胶更胜一筹,正胶难以企及。汶颢科技提供AZ、SU_8、及其他系类光刻胶的供应与技术参数。



注意事项:


①若腐蚀液为碱性,则不宜用正性光刻胶;

②看光刻机型式,若是投影方式,用常规负胶时氮气环境可能会有些问题 

③负性胶价格成本低,正性胶较贵;

④工艺方面:负性胶能很好地获得单根线,而正性胶可获得孤立的洞和槽;

⑤健康方面:负性胶为有机溶液处理,不利于环境;正性胶属于水溶液,对健康、环境无害。


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              SU-8光刻胶                                                        AZ显影液



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