正胶与负胶

ilabilab
2022-02-11

光刻胶(Resist): 是指一大类具有光敏化学作用的高分子聚合物材料。又称光阻,抗蚀剂等。这里的光可以是UV波段的i-line(365nm), g-line(436nm)DUV,EUV也可以是电子束(E-beam),X-ray,离子束甚至是同步辐射光源等。


光刻胶(Resist): 是指一大类具有光敏化学作用的高分子聚合物材料。又称光阻,抗蚀剂等。这里的光可以是UV波段的i-line(365nm), g-line(436nm)DUV,EUV也可以是电子束(E-beam),X-ray,离子束甚至是同步辐射光源等。

正胶:从光敏化学反应解释是,聚合物的长链分子因光照而解链成为短链分子的正型光刻胶(chain secession) 。从图形效果上来说,光照区域被显影掉,其他未被光照的区域光刻胶留下的为正胶(positive photoresist)。

负胶:聚合物的短链分子因光照而交联成长链分子的负胶(cross linking)。 或者说,光刻过程中被光照的区域在显影过程中留下来,为被光照区域的光刻胶被显影液腐蚀的光刻胶称之为负胶(negative photoresist)。

光刻胶通常有4个基本成分组成:

1、树脂型聚合物(resin):是光刻胶膜的主体,它使光刻胶具有抗刻蚀性能。

2、溶剂(solvent):使树脂型聚合物保持液体状态以便于涂覆。

3、光活性物质(photoactive compound,PAC): 控制树脂型聚合物对某一特定不长的感光度;

4、添加剂(additives):用于控制胶的光吸收或者溶解度。


关于电路图形,既可以使用正胶,亦可以使用负胶来实现。但是需要搭配不同的掩膜版即可。

从上图中,我们可以看出相同的图形,我们可以使用正胶加暗场掩膜或者负胶加亮场掩膜来实现。

下面我们简单介绍一下两者的一般性能对比

 特性 正胶 负胶
 粘附性 一般 好
 灵敏度 较低 高
 对比度 高 低
 成本 较贵 较便宜
 显影液 水溶性 水溶性或有机溶剂
 受环境氧气影响 无 有
 最佳分辨率 0.5um以下 2um 左右
 选择比 高 低
 残胶现象 可能发生在1um以下 较普遍
 覆盖台阶能力 好 差
 显影后膨胀 无 有
 热稳定性 好 一般

光刻胶的选择需要考虑众多因素,一般考虑如下:

1、掩膜版制作成本,一般考虑设计的图形,目的是掩膜版的制作成本更小。

2、工艺匹配度,一般来说为得到undercut结构,lift-off 工艺,使用紫外负胶,电子束光刻一般使用正胶

3、光刻胶成本,


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hr12121097 --9个月前

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