工藝流程

? 目的：去除基板表面油污、顆粒，增強感光膠附著力。

? 方法：

? 化學清洗（硫酸/雙氧水、去離子水）；

? 表面處理（硅基板用六甲基二硅氮烷HMDS疏水化，PCB基板用粗化處理）。

 涂布（Coating）

? 方式：

? 旋涂：半導體/顯示領域，厚度控制**（納米至微米級），轉速500-5000rpm；

? 噴涂/輥涂：PCB/MEMS領域，適合大面積或厚膠（微米至百微米級，如負性膠可達100μm）。

? 關鍵參數：膠液黏度、涂布速度、基板溫度（影響厚度均勻性）。

 前烘（Soft Bake）

? 目的：揮發溶劑，固化膠膜，增強附著力和穩定性。

? 條件：

? 溫度：60-120℃（正性膠通常更低，如90℃；負性膠可至100℃以上）；

? 時間：5-30分鐘（根據膠厚調整，厚膠需更長時間）。

 曝光（Exposure）

? 光源：

? 紫外光（UV）：G線（436nm）、I線（365nm）用于傳統光刻（分辨率≥1μm）；

? 深紫外（DUV）：248nm（KrF）、193nm（ArF）用于半導體**制程（分辨率至20nm）；

? 較紫外（EUV）：13.5nm，用于7nm以下制程（只能正性膠適用）。

? 曝光方式：

? 接觸式/接近式：掩膜版與膠膜直接接觸（PCB、MEMS，低成本但精度低）；

? 投影式：通過物鏡聚焦（半導體，分辨率高，如ArF光刻機精度達22nm）。

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關鍵應用領域

半導體制造：

? 在晶圓表面涂覆光刻膠，通過掩膜曝光、顯影，刻蝕出晶體管、電路等納米級結構（如EUV光刻膠用于7nm以下制程）。

 印刷電路板（PCB）：

? 保護電路圖形或作為蝕刻抗蝕層，制作線路和焊盤。

 顯示面板（LCD/OLED）：

? 用于制備彩色濾光片、電極圖案等。

 微機電系統（MEMS）：

? 加工微結構（如傳感器、執行器）。

工作原理（以正性膠為例）

1. 涂膠：在基材（如硅片）表面均勻旋涂光刻膠，烘干形成薄膜。

2. 曝光：通過掩膜版，用特定波長光線照射，曝光區域的光敏劑分解，使樹脂變得易溶于顯影液。

3. 顯影：用顯影液溶解曝光區域，留下未曝光的光刻膠圖案，作為后續刻蝕或離子注入的掩蔽層。

4. 后續工藝：刻蝕基材（保留未被光刻膠保護的區域），或去除光刻膠（剝離工藝）。

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定義與特性

負性光刻膠是一種在曝光后，未曝光區域會溶解于顯影液的光敏材料，形成與掩膜版（Mask）圖案相反的圖形。與正性光刻膠相比，其主要特點是耐蝕刻性強、工藝簡單、成本低，但分辨率較低（通常≥1μm），主要應用于對精度要求相對較低、需要厚膠或高耐腐蝕性的場景。

化學組成與工作原理

 主要成分

 基體樹脂：

? 早期以聚異戊二烯橡膠（天然或合成）為主，目前常用環化橡膠（Cyclized Rubber）或聚乙烯醇肉桂酸酯，提供膠膜的機械強度和耐蝕刻性。

 光敏劑：

? 主要為雙疊氮化合物（如雙疊氮芪）或重氮醌類衍生物，占比約5%-10%，吸收紫外光后引發交聯反應。

 交聯劑：

? 如六亞甲基四胺（烏洛托品），在曝光后與樹脂發生交聯，形成不溶性網狀結構。

 溶劑：

? 多為有機溶劑（如二甲苯、環己酮），溶解樹脂和光敏劑，涂布后揮發形成均勻膠膜。

 工作原理

 曝光前：光敏劑和交聯劑均勻分散在樹脂中，膠膜可溶于顯影液（有機溶劑）。

 曝光時：

? 光敏劑吸收紫外光（G線436nm為主）后產生活性自由基，引發交聯劑與樹脂分子間的共價鍵交聯，使曝光區域形成不溶于顯影液的三維網狀結構。

 顯影后：

? 未曝光區域的樹脂因未交聯，被顯影液溶解去除，曝光區域保留，形成負性圖案（與掩膜版相反）。

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