光刻胶的正性和负性有什么区别
我想很多人可能听说过,老旧的金属机身相机(银盐照片)中有底片、正片等词语,在光刻中所用的光刻胶也存在负性、正性。负性光刻胶在光照射到的地方会留下图形,而正性光刻胶在光照射不到的地方会留下图形。因此,同一掩膜版,使用负性光刻胶和正性光刻胶得到的图形是截然相反的。
正性光刻胶:正性光刻胶的感光材料是重氮萘醌并与酚醛树脂结合而成,在曝光后,光刻胶的曝光部分会发生化学变化,在显影液中可被溶解,而未曝光部分则保持不变,从而在衬底上形成与掩膜版相同图形的光刻胶图案。
负性光刻胶:负性光刻胶由感光材料+聚合物组成,光照射后进一步聚合,不溶于作为显影液的有机溶剂,也就是说,光刻胶的曝光部分会发生交联等化学变化,使得这部分在显影液中不溶解,而未曝光部分可被溶解,从而在衬底上形成与掩膜版相反图形的光刻胶图案。
相比而言,因为负性光刻胶发生的是聚合反应,在分辨率方面处于劣势,因此先进工艺中更常用的是正性光刻胶。
分辨率差异
正性光刻胶:通常具有较高的分辨率,能够形成更精细的图案。这是因为其在曝光区域的溶解特性使得边缘更加清晰,减少了模糊和扩散。
负性光刻胶:分辨率相对较低,由于曝光部分的交联反应可能导致图案边缘不够锐利,容易出现一定程度的扩散。
对比度差异
正性光刻胶:对比度较高,即曝光部分和未曝光部分在显影液中的溶解速率差异较大,这有助于形成清晰的图案边界。
负性光刻胶:对比度相对较低,曝光部分和未曝光部分的溶解速率差异不如正性光刻胶明显。
灵敏度差异
正性光刻胶:一般灵敏度较低,需要较高的曝光剂量才能使光刻胶充分反应。
负性光刻胶:灵敏度较高,较低的曝光剂量就可以引发交联反应。
应用场景差异
正性光刻胶:适用于对分辨率要求较高的集成电路制造,如先进的半导体芯片制程。在微机电系统(MEMS)、平板显示等领域也有广泛应用,用于制作精细的结构和图案。
负性光刻胶:常用于一些对分辨率要求不那么极致,但需要较高的抗刻蚀能力的场合,如某些厚膜光刻工艺。在一些特殊的工艺中,如制作浮雕结构或需要较厚光刻胶层的情况,负性光刻胶可能更具优势。
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