一文读懂光刻胶
在半导体工艺制程中，由于经常需要制备复杂的微结构，可能每一次光刻的需求都天差地别，有时需要正性光刻胶提升分辨率，有时需要负性的光刻胶做剥离（Lift-off），有时需要厚的光刻胶做深槽刻蚀。那么它们是如何满足这些需求的？经常使用的光刻胶有哪些，以及它们的原理是什么？
正胶
正胶成分：通常正胶主要由光敏剂、树脂和溶剂组成。市场上的光刻胶体系有很多，我们以常规DQN双组分体系正性光刻胶为例，以便理解。其主要有三部分组成：酚醛树脂（Novolac）、光敏剂重氮醌（DQ）、二甲苯（溶剂）。
曝光原理：DQ体系利用的是Wolff重排反应，其中DQ中的α-重氮醌在光照下放出氮气和醌自由基，再发生1,2-重排反应生成醌酮，然后在水的作用下，酮基进一步转化为羧基，可以与碱性显影液发生酸碱反应，加速溶解。最终，曝光的区域显影速度快，实现正胶图形化。
负胶
负胶成分：负胶主要由聚合物单体、光敏剂和溶剂构成。光敏剂通常可以产生自由基从而引发单体发生聚合，形成三维的分子网，使可溶性变为不溶性，从而实现图案的转移。以SU-8光刻胶为例，主要成分为：SU-8的单体、三芳基硫盐的光敏剂、溶剂PGMEA。
曝光原理：首先，三芳基硫盐在紫外光的作用下，发生分解产生氟锑酸和三芳基锍六氟锑，然后氟锑酸使得SU-8单体中的环氧基开环及重构，使得该环氧基团上使相邻的碳上缺少一个电子，最后在结构的活性化后再与其他单体分子中的环氧基团聚合，实现分子链的相连，使胶转变为不溶性，胶体固化。
正负光刻胶对比
如何选择正负光刻胶是半导体工艺中最重要的一部分。表1对比了正负光刻胶的性能。一般来讲，对于要求高分辨率和精密结构的器件，通常使用正性光刻胶，其制程简单、成本较低以及可以提供良好的图案解析度。通过选择合适的曝光剂、显影剂和后续处理步骤，可以实现对正胶的精确控制，从而实现复杂的器件结构。
而负胶由于其分子高度交联化，使其具有良好的耐化学性，热稳定性，抗刻蚀性，通常适用于制造一些微结构或是复杂的三维形态，例如，微流控芯片，微型管道、微型阻塞阀门等微流体器件。
超声波喷涂技术用于半导体光刻胶涂层。与传统的旋涂和浸涂工艺相比，它具有均匀性高、微观结构良好的封装性和可控制的涂覆面积大小等优点。在过去的十年中，已经充分证明了采用超声喷涂技术的3D微结构表面光刻胶涂层，所制备的光刻胶涂层在微观结构包裹性和均匀性方面都明显高于传统的旋涂。
超声波喷涂系统可以精确控制流量，涂布速度和沉积量。低速喷涂成形将雾化喷涂定义为精确且可控制的模式，以在产生非常薄且均匀的涂层时避免过度喷涂。超声喷涂系统可以将厚度控制在亚微米到100微米以上，并且可以涂覆任何形状或尺寸。
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驰飞的解决方案是环保、高效和高度可靠的，可大幅减少过量喷涂，节省原材料，并提高均一性、转移效率、均匀性和减少排放。为企业提供围绕功能涂层的全套解决方案及长期技术支持，保证客户涂层稳定量产；针对特殊器械涂层需求，提供涂层定制研发服务；提供各类涂层代工服务。
杭州驰飞是超声镀膜系统开发商和制造商，产品主要应用于燃料电池质子交换膜喷涂、薄膜太阳能电池、钙钛矿、微电子、半导体、 纳米新材料、玻璃镀膜、 生物医疗、纺织品等领域。
