光刻負膠，樹脂是聚異戊二烯，一種天然的橡膠；溶劑是二甲苯；感光劑是種經過曝光後釋放出氮氣的光敏劑，產生的自由基在橡膠分子間形成交聯。從而變得不溶於顯影液。負性光刻膠在曝光區由溶劑引起泡漲;曝光時光刻膠容易與氮氣反應而抑制交聯。
基本介紹
- 中文名：光刻負膠
- 外文名：Photolithography negative glue
- 樹脂：聚異戊二烯
- 溶劑：二甲苯
- 舉例：SU-8光刻負膠
- 優點：負性膠成本低，正性膠昂貴
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光刻膠
光刻膠的組成：樹脂( resin，polymer)，光膠中不同材料的黏合劑，給予光刻膠的機械與化學性質( 如黏附性、膠膜厚度、熱穩定性等);感光劑，感光劑對光能發生光化學反應;溶劑( solvent)，保持光刻膠的液體狀態，使之具有良好的流動性；添加劑(additive)，用以改變光刻膠的某些特性，如改善光刻膠發生反射而添加染色劑等。
樹脂是具有化學基團保護(t- -BOC)的聚乙烯(PHS)。有保護團的樹脂不溶於水;感光劑是光酸產生劑( photo acid generator，PAG)，光膠曝光後，在曝光區的PAG 發生光化學反應會產生一種酸。該酸在曝光後熱烘(post exposurebaking，PEB)時，作為化學催化劑將樹脂上的保護基團移走，從而使曝光區域的光刻膠由原來不溶於水轉變為高度溶於以水為主要成分的顯影液。化學放大光刻膠曝光速度非常快，大約是DNQ線性酚醛樹脂光刻膠的10 倍；對短波長光源具有很好的光學敏感性;提供陡直側牆，具有高的對比度; 具有0.25μm 及其以下尺寸的高解析度。
正性光刻膠
正性光刻膠，樹脂是一種叫做線性酚醛樹脂的酚醛甲醛.提供光刻膠的黏附性、化學抗蝕性，當沒有溶解抑制劑存在時，線性酚醛樹脂會溶解在顯影液中；感光劑是光敏化合物(photo active compound，PAC)，最常見的是重氮萘醌(DNQ)，在曝光前，DNQ 是一種強烈的溶解抑制劑，可降低樹脂的溶解速度。在紫外曝光後，DNQ 在光刻膠中化學分解，成為溶解度增強劑，大幅提高顯影液中的溶解度因子至100 或者更高。這種曝光反應會在DNQ 中產生羧酸，它在顯影液中溶解度很高。正性光刻膠具有很好的對比度，所以生成的圖形具有良好的解析度。
SU-8光刻負膠
SU-8是一種採用近紫外光光刻的負膠，它是一種熱固聚合物。SU- 8是芳香族化合物並且高度鉸鏈，因此具有很好的熱穩定和化學穩定性，這種特性使得它適合用作為電鍍模子和刻蝕掩膜材料，尤其可用於長時間的電漿乾法刻蝕。
SU-8具有高的機械強度，它可採用化學機械拋光方法進行平面化加工。有文獻記載，通過添加一些功能材料到SU- 8膠體中，可以調節它固化後的化學、磁學、光學以及力學特性。無覆蓋的SU-8表面具有疏水特性(約73°~80°)，並且表面能較低(45mJ/m)，這限制了它在微流體器件中的直接套用。通過表面改性技術可以改變SU- 8的表面疏水特性。
工藝參數
解析度
對比度
對比度（Contrast）指光刻膠從曝光區到非曝光區過渡的陡度。對比度越好，形成圖形的側壁越陡峭，解析度越好。
敏感度
敏感度（Sensitivity）光刻膠上產生一個良好的圖形所需一定波長光的最小能量值（或最小曝光量）。單位：毫焦/平方厘米或mJ/cm。光刻膠的敏感性對於波長更短的深紫外光（DUV）、極深紫外光（EUV）等尤為重要。
粘滯性黏度
粘滯性/黏度（Viscosity）是衡量光刻膠流動特性的參數。粘滯性隨著光刻膠中的溶劑的減少而增加；高的粘滯性會產生厚的光刻膠；越小的粘滯性，就有越均勻的光刻膠厚度。光刻膠的比重（SG，Specific Gravity）是衡量光刻膠的密度的指標。它與光刻膠中的固體含量有關。較大的比重意味著光刻膠中含有更多的固體，粘滯性更高、流動性更差。粘度的單位：泊（poise），光刻膠一般用厘泊（cps，厘泊為1%泊）來度量。百分泊即厘泊為絕對粘滯率；運動粘滯率定義為：運動粘滯率=絕對粘滯率/比重。 單位：百分斯托克斯（cs）=cps/SG。
粘附性
粘附性（Adherence）表征光刻膠粘著於襯底的強度。光刻膠的粘附性不足會導致矽片表面的圖形變形。光刻膠的粘附性必須經受住後續工藝（刻蝕、離子注入等）。
光刻負膠比較
負性膠與正性膠性能特徵進行了比較，結論概括如下：
(1) 曝光顯影過程不同，正性膠在曝光區間顯影，負性膠則相反；
(2) 負性膠和正性膠邊界漫射光形成的輪廓不同。負性膠由於曝光區間得到保留，漫射形成的輪廓使顯影后的圖象為上寬下窄的圖像 ；而正性膠相反，為下寬上窄的圖像；
(3) 膠溶於強鹼，顯影劑採用中型鹼溶液，而是負性膠多採用有機溶液，如二甲苯溶液；
(4) 加工中可獲得的特定幾何圖形不同，用負性膠可輕易獲得孤立的單根線，而正性膠可輕易獲得孤立的洞和槽；
(5) 負性膠成本低，正性膠昂貴；
(6) 負性膠採用有機溶液處理，對生態環境不利，而正性膠採用水溶液，受環保人士歡迎；
(7) 負性膠相對於正性膠分辨力較低。
