声表面波器件工艺原理-3光刻工艺原理

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声表面波器件工艺原理-3光刻工艺原理

声表面波器件工艺原理-3光刻工艺原理

三,声表器件光刻工艺原理:目录:(一)光刻胶:1,正性光刻胶2,负性光刻胶3,光刻胶的性质(二)光刻工艺原理(湿法):1,匀胶:1)匀胶方法2)粘附性3)光刻胶的厚度4)膜厚均匀性5)对胶面要求6)注意事项2,前烘:1)前烘目的2)对前烘温度和时间的选择3)前烘方法3,暴光:1)暴光目的2)暴光技术简介3)暴光条件选择4)暴光不良原因4,显影:1)显影目的2)显影方法3)影响显影质量的因素4)常见问题5)其它5,坚膜:1)坚膜目的2)坚膜方法3)问题讨论6,腐蚀:1)腐蚀目的2)腐蚀因子3)腐蚀方法4)影响因素5)注意事项7,去胶:1)去胶目的2)去胶方法3)注意事项8,问题分析:1)光刻分辨率2)控制光刻线宽的方法3)浮胶4)毛刺及钻蚀5)小岛6)针孔9,小结(光刻各工序需控制的工艺参数)(三)光刻工艺原理(干法)简介:1,干法腐蚀原理:1)等离子体腐蚀2)离子腐蚀3)反应离子腐蚀2,干法工艺:1)干法显影2)铝的干法刻蚀3)干法去胶(四)金属剥离工艺简介:1)剥离工艺特点2)剥离技术3)有关问题(五)微细光刻技术简介:1)抗蚀剂2)暴光技术3)刻蚀技术4)问题及原因序:光刻是SAW器件制造的关键工艺,是一种复印图象同化学腐蚀相结合的综合技术。

它先采用照相复印的方法,将光刻版上的图形精确的复印在涂有感光胶的金属膜层上,然后利用光刻胶的保护作用,对金属层进行选择性化学腐蚀,从而在金属层上得到与光刻版相应的图形,并要求图形线条陡直、无钻蚀、无断条和连指等。

影响光刻质量的因素很多,除暴光技术外,还有掩膜版、金属膜、光刻胶等的质量以及操作技术和环境条件等。

实践表明,光刻质量对器件性能有很大影响,是生产中影响成品率的关键因素。

(一) 光刻胶:按光化学反应的不同,光刻胶大体可分为正性光刻胶和负性光刻胶两类。

1,正性光刻胶:它的特点是原来的胶膜不能被某些溶剂溶解,当受适当波长光照射后发生光分解反应,切断树脂聚合体主链和从链之间的联系,使其变为可溶性物质。

SAW

SAW

声表面波传感器
物理传感器 温度传感器 压力传感器 湿度传感器 陀螺仪(角速率)
化学、生物传 感器 无线传感器
气体(化学)传感器 液体(生物)传感器
压力检测 温度检测 电子标签识别
声表面波气体传感器
SAW传感器的基本原理是通过SAW器件表面的质量加 载,引起SAW传播速度发生变化,从而改变SAW振荡器的 振荡频率,以此来实现对气体的监控和测量
声表面波滤波器的研究
表面波的理论研究:由于声表面波有多种类型,在不同压电基片上传
播的声表面波的类型不同、传播特性不同,因此,研究声表面波的有关 理论、传播特性、抑制杂波干扰等也是一个很重要的研究领域。
改善滤波器的性能方面:主要有以改变基片材料、压电薄膜厚度、电
极上覆盖介质层等方式改善频率温度系数、获得合适的机电耦合系数、 提高工作频率和减小插入损耗等方面的研究
声表面波延迟线
延迟线:信号在传输过程中,由于多种因素的影响,总会发生不
同程度的延迟,要求统一处理的信号出现了时间差。为了把这种时 间差纠正过来,就需要将早到达的信号延迟一段时间。延迟线就是 能将电信号延迟一段时间的器件。
SAW延迟线原理
左端的IDT将输入电信号转变成声 信号,通过声媒质表面传播后,由 右端的IDT将声信号还原成电信号 输出。延迟时间τ的大小取决于基 片媒质的声表面波速度v和两换能 器之间的距离l,即τ= l/v。
2005 吉林石化公司爆 炸引起松花江重大污染
1995 东京沙林事件
2001美国遭炭疽袭击
声表面波传感器
SAW传感器优势: 富有竞争力的价格优势——光刻技术,结构相对简单 高灵敏度——声波对表面扰动的快速响应,声波能量集中于基片表面 易于集成化——输出的频率电信号易于与计算机接口组成自适应的实施系统 良好的可靠性与稳定性

声表面波简介

声表面波简介

声表面波简介声表面波技术是六十年代末期才发展起来的一门新兴科学技术,它是声学和电子学相结合的一门边缘学科。

由于声表面波的传播速度比电磁波慢十万倍,而且在它的传播路径上容易取样和进行处理,因此,用声表面波去模拟电子学的各种功能,能使电子器件实现超小型化和多功能化。

同时,由于声表面波器件在甚高频和超高频波段内以十分简单的方式提供了其它方法不易得到的信号处理功能,因此,声表面波技术在雷达、通信和电子对抗中得到了广泛的应用。

声表面波是沿物体表面传播的一种弹性波。

早在九十多年前,人们就对这种波进行了研究。

1885 年,瑞利根据对地震波的研究,从理论上阐明了在各向同性固体表面上弹性波的特性。

但由于当时的科学技术水平所限,这种弹性表面波一直没有得到实际上的应用。

直到六十年代,由于半导体平面工艺以及激光技术的发展,出现了大量人造压电材料为声表面波技术的发展提供了必要的物质和技术基础。

1949 年,美国贝尔电话实验室发现了LiNbO3单晶。

1964 年产发表了激发弹性表面波平面结构换邹器的专利。

特别应该指出的是,1965 年,怀特(R . M.white)和沃尔特默(F.W.voltmer )在应用物理杂志上发表了题为“一种新型表面波声-电换能器― 叉指换能器”的论文,从而取得了声表面波技术的关键性突破。

声表面波器件的基本结构和工作原理声表面波器件是在压电基片上制作两个声一电换能器―叉指换能器。

所谓叉指换能器,就是在压电基片表面上形成形状像两只手的手指交叉状的金属图案,它的作用是实现声一电换能。

声表面波器件的工作原理是,基片左端的换能器(输入换能器)通过逆压电效应将愉入的电信号转变成声信号,此声信号沿基片表面传播,最终由基片右边的换能器(输出换能器)将声信号转变成电信号输出。

整个声表面波器件的功能是通过对在压电基片上传播的声信号进行各种处理,并利用声一电换能器的待性来完成的。

声表面波技术有如下的特点:第一,声表面波具有极低的传播速度和极短的波长,它们各自比相应的电磁波的传播速度的波长小十万倍。

光刻工艺的原理和目的

光刻工艺的原理和目的

光刻工艺的原理和目的
光刻工艺是一种利用光刻胶或分子层结合物,将特定图案投影到基板
表面的复杂工艺。

它是集装置制造产业中的重要组成部分,是基于影
流分子沉积的微小精密表面处理技术,是大规模集成电路设计的核心
工艺。

光刻工艺的原理是在光刻胶或分子层表面利用UV光射线照射,使其发
生反应,从而使光刻胶或分子层表面产生结合或分离反应,结合起来
的是形成薄膜或层,分离出来的是沉积到基板上形成微小图案和通道。

光刻工艺的目的是制造出精巧的3D复杂图案,以满足现代电子行业的
要求。

它的用途也很广泛:将专有的形状准确地投影到某种固体表面,以塑造出物体的内部或三维形状;将其应用到芯片结构的加工和分辨;在电阻膜、电容膜、半导体膜、光学膜和其他微细表面加工领域扮演
着重要角色。

因此,光刻工艺可以生产出高精度、复杂的集成电路,其微小细节则
可能被微小的光线所照亮,弥补了它的局限性。

光刻工艺是影流技术
的一种,是大规模集成电路设计的核心工艺,有助于提高制造效率、
提高产品的性能和提高工程的质量。

自从20世纪80年代以来,光刻
技术的发展受到了越来越多的关注,在电子行业中获得了极大的发展
和推广作用。

SAW声表面波技术知识简介(新手篇)

SAW声表面波技术知识简介(新手篇)

SAW声表面波技术知识简介(新手篇)声表面波技术是六十年代末期才发展起来的一门新兴科学技术,它是声学和电子学相结合的一门边缘学科。

由于声表面波的传播速度比电磁波慢十万倍,而且在它的传播路径上容易取样和进行处理,因此,用声表面波去模拟电子学的各种功能,能使电子器件实现超小型化和多功能化。

同时,由于声表面波器件在甚高频和超高频波段内以十分简单的方式提供了其它方法不易得到的信号处理功能,因此,声表面波技术在雷达、通信和电子对抗中得到了广泛的应用。

声表面波是沿物体表面传播的一种弹性波。

早在九十多年前,人们就对这种波进行了研究。

1885年,瑞利根据对地震波的研究,从理论上阐明了在各向同性固体表面上弹性波的特性。

但由于当时的科学技术水平所限,这种弹性表面波一直没有得到实际上的应用。

直到六十年代,由于半导体平面工艺以及激光技术的发展,出现了大量人造压电材料为声表面波技术的发展提供了必要的物质和技术基础。

1949 年,美国贝尔电话实验室发现了LiNbO3单晶。

1964 年产发表了激发弹性表面波平面结构换邹器的专利。

特别应该指出的是,1965年,怀特(R .M.white)和沃尔特默(F.W.voltmer)在应用物理杂志上发表了题为“一种新型表面波声-电换能器―叉指换能器”的论文,从而取得了声表面波技术的关键性突破。

声表面波器件的结构和原理声表面波器件是在压电基片上制作两个声一电换能器——叉指换能器。

所谓叉指换能器,就是在压电基片表面上形成形状像两只手的手指交叉状的金属图案,它的作用是实现声一电换能。

声表面波器件的工作原理是,基片左端的换能器(输入换能器)通过逆压电效应将愉入的电信号转变成声信号,此声信号沿基片表面传播,最终由基片右边的换能器(输出换能器)将声信号转变成电信号输出。

整个声表面波器件的功能是通过对在压电基片上传播的声信号进行各种处理,并利用声一电换能器的待性来完成的。

声表面波技术的特点第一,声表面波具有极低的传播速度和极短的波长,它们各自比相应的电磁波的传播速度的波长小十万倍。

光刻的工作原理

光刻的工作原理

光刻的工作原理光刻技术是一种用于制造集成电路的重要工艺,其工作原理是利用光的作用将图案投射到硅片上,形成微小的电路结构。

本文将从光刻的原理、设备和应用等方面进行详细介绍。

一、光刻的原理光刻技术是利用光的干涉、衍射和透射等特性实现的。

首先,需要将待制作的电路图案转化为光学遮罩,通常使用光刻胶涂覆在硅片上,然后通过光刻机将光学遮罩上的图案投射到光刻胶上。

光刻胶在光的照射下会发生化学反应,形成光刻胶图案。

接下来,通过将光刻胶暴露在特定的化学溶液中,去除未曝光的光刻胶,得到所需的光刻胶图案。

最后,通过将硅片进行化学腐蚀或沉积等工艺步骤,形成微小的电路结构。

二、光刻的设备光刻机是光刻技术中最关键的设备之一。

光刻机主要由光源、光学系统、对准系统和运动控制系统等部分组成。

光源是产生紫外光的装置,通常使用汞灯或氙灯等。

光学系统由透镜、反射镜和光刻胶图案的投射系统等组成,用于将光学遮罩上的图案投射到光刻胶上。

对准系统是用于确保光刻胶图案和硅片之间的对准精度,通常采用显微镜和自动对准算法等。

运动控制系统是用于控制硅片在光刻机中的移动和旋转等。

三、光刻的应用光刻技术在集成电路制造中有着广泛的应用。

首先,光刻技术是制造集成电路中最关键的工艺之一,可以实现微米甚至纳米级别的电路结构。

其次,光刻技术还可以制作光学元件,如光纤、激光器等。

此外,光刻技术还被应用于平面显示器、传感器、光学存储器等领域。

四、光刻技术的发展趋势随着集成电路制造工艺的不断发展,光刻技术也在不断进步和改进。

首先,光刻机的分辨率越来越高,可以实现更小尺寸的电路结构。

其次,光刻胶的性能也在不断提高,可以实现更高的对比度和较低的残留污染。

此外,光刻技术还在朝着多层光刻、次波长光刻和非接触式光刻等方向发展。

光刻技术是一种利用光的特性制造微小电路结构的重要工艺。

光刻技术的原理是利用光的干涉、衍射和透射等特性实现的,通过光刻机将光学遮罩上的图案投射到光刻胶上,最终形成所需的电路结构。

表面声波器件的原理与制作

表面声波器件的原理与制作

表面声波器件的原理与制作表面声波器件(Surface Acoustic Wave Device,SAW)是一种利用固体表面传播的声波来实现信号处理和传感的器件。

它具有体积小、功耗低、频率响应快等优点,在通信、传感、滤波等领域有着广泛的应用。

本文将介绍表面声波器件的原理和制作过程。

## 原理表面声波器件的工作原理基于固体表面的声波传播特性。

当在固体表面施加电压时,会在表面产生声波。

这些声波沿着表面传播,可以被用来传输信号、进行滤波等操作。

表面声波器件通常由压电材料制成,压电材料在受到电场激励时会发生形变,从而产生声波。

表面声波器件主要包括输入输出电极、压电衬底和衬底上的声波传播结构。

当输入电极施加电压时,压电材料会产生声波,声波沿着表面传播到输出电极处,输出电极将声波转换为电信号。

通过设计压电材料的性质和声波传播结构,可以实现不同的功能,如滤波、延迟线等。

## 制作过程表面声波器件的制作过程主要包括材料选择、器件设计、工艺制备等步骤。

### 材料选择制作表面声波器件的关键材料是压电材料。

常用的压电材料包括石英、LiNbO3等。

这些材料具有良好的压电性能和声波传播特性,适合用于制作表面声波器件。

除了压电材料,制作表面声波器件还需要选择适合的衬底材料和金属电极材料。

衬底材料通常选择石英或硅片,金属电极材料选择铝、铂等。

### 器件设计器件设计是制作表面声波器件的关键步骤。

在器件设计中,需要确定器件的工作频率、传播方向、输入输出电极位置等参数。

根据设计要求,选择合适的声波传播结构,如IDT(Interdigital Transducer)结构、反射器等。

### 工艺制备工艺制备是制作表面声波器件的最后一步。

工艺制备包括光刻、蒸发、沉积、刻蚀等工艺步骤。

首先,在衬底上进行光刻,定义出器件的结构。

然后通过蒸发或溅射等方法在衬底上沉积金属电极。

最后,利用刻蚀工艺去除多余的金属,形成最终的器件结构。

通过以上制备步骤,就可以制作出表面声波器件。

声表面波器件制作工艺介绍

声表面波器件制作工艺介绍

声表面波器件制作工艺介绍概述声表面波器件是一种用于声波传播与处理的微型化器件,它通常由压电材料与声表面波导构成。

制作声表面波器件需要经过一系列复杂的工艺步骤,包括材料准备、加工工艺、掩膜制备、电极沉积、腔体刻蚀等环节。

材料准备声表面波器件的制作一般使用压电材料作为基底材料,常见的材料包括石英、锂钽酸锂等。

在选用材料时需要考虑其压电性能、稳定性和加工性能等因素。

加工工艺1.基片清洗:使用去离子水和有机溶剂彻底清洗基片表面,确保基片表面干净。

2.切割基片:将大尺寸的基片切割成所需尺寸,常见的加工方式有机械切割和激光切割。

3.抛光处理:对基片表面进行抛光处理,以保证表面光滑度和平整度。

4.清洁处理:再次清洁基片表面,确保没有杂质影响后续工艺。

5.温度调节:控制加工环境的温度,以确保材料的稳定性和加工精度。

掩膜制备1.制备光刻胶:将光刻胶溶液涂覆在基片表面。

2.光刻:使用掩膜模板进行光刻曝光,形成所需的图案。

3.显影:使用显影液使未曝光区域的光刻胶溶解,形成光刻图案。

电极沉积1.金属蒸镀:在光刻图案的基础上,通过金属蒸镀的方式沉积电极材料。

2.电镀:对蒸镀的电极进行电镀处理,提高电极的导电性。

腔体刻蚀1.腔体制备:对沉积好电极的基片进行腔体制备,通常采用离子刻蚀技术。

2.刻蚀:使用腔体模板和刻蚀气体对基片进行刻蚀处理,形成声表面波导结构。

总结声表面波器件的制作工艺包括材料准备、加工工艺、掩膜制备、电极沉积和腔体刻蚀等多个环节,每个环节的精细操作都直接影响器件的性能和稳定性。

随着微纳加工技术的发展,声表面波器件的制作工艺不断优化,将为声波传播与处理领域带来更多创新和应用。

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三,声表器件光刻工艺原理:目录:(一)光刻胶:1,正性光刻胶2,负性光刻胶3,光刻胶的性质(二)光刻工艺原理(湿法):1,匀胶:1)匀胶方法2)粘附性3)光刻胶的厚度4)膜厚均匀性5)对胶面要求6)注意事项2,前烘:1)前烘目的2)对前烘温度和时间的选择3)前烘方法3,暴光:1)暴光目的2)暴光技术简介3)暴光条件选择4)暴光不良原因4,显影:1)显影目的2)显影方法3)影响显影质量的因素4)常见问题5)其它5,坚膜:1)坚膜目的2)坚膜方法3)问题讨论6,腐蚀:1)腐蚀目的2)腐蚀因子3)腐蚀方法4)影响因素5)注意事项7,去胶:1)去胶目的2)去胶方法3)注意事项8,问题分析:1)光刻分辨率2)控制光刻线宽的方法3)浮胶4)毛刺及钻蚀5)小岛6)针孔9,小结(光刻各工序需控制的工艺参数)(三)光刻工艺原理(干法)简介:1,干法腐蚀原理:1)等离子体腐蚀2)离子腐蚀3)反应离子腐蚀2,干法工艺:1)干法显影2)铝的干法刻蚀3)干法去胶(四)金属剥离工艺简介:1)剥离工艺特点2)剥离技术3)有关问题(五)微细光刻技术简介:1)抗蚀剂2)暴光技术3)刻蚀技术4)问题及原因序:光刻是SAW器件制造的关键工艺,是一种复印图象同化学腐蚀相结合的综合技术。

它先采用照相复印的方法,将光刻版上的图形精确的复印在涂有感光胶的金属膜层上,然后利用光刻胶的保护作用,对金属层进行选择性化学腐蚀,从而在金属层上得到与光刻版相应的图形,并要求图形线条陡直、无钻蚀、无断条和连指等。

影响光刻质量的因素很多,除暴光技术外,还有掩膜版、金属膜、光刻胶等的质量以及操作技术和环境条件等。

实践表明,光刻质量对器件性能有很大影响,是生产中影响成品率的关键因素。

(一) 光刻胶:按光化学反应的不同,光刻胶大体可分为正性光刻胶和负性光刻胶两类。

1,正性光刻胶:它的特点是原来的胶膜不能被某些溶剂溶解,当受适当波长光照射后发生光分解反应,切断树脂聚合体主链和从链之间的联系,使其变为可溶性物质。

因此当用正胶光刻时,可在基片表面得到与光刻版遮光图案完全相同的光刻胶图形,方向相差180度。

正性胶分辨率较高,对一些常用金属表面有较好粘附性;但与负胶相比,其稳定性和抗蚀能力较差。

目前常用的正性胶为DQN和PMMA。

1)DQN:DQN是一种近紫外NUV(365、435nm)光刻胶,主要由感光剂DQ、基体材料N和溶剂组成。

通常使用的基体材料是酸催化酚醛树脂,具有良好的成膜性和耐磨性,能溶于碱溶液和许多普通溶剂;感光剂DQ(邻叠氮醌化合物)如同基体材料N在碱溶液中溶解的抑制剂,当在基体N中加入20-50%的DQ,混合物(光刻胶)将变为不可溶;溶剂是用来溶解感光剂和基体材料、同时又易挥发的液体,由于溶剂的用量决定光刻胶的黏度(黏度也与温度有关),从而影响光刻胶的涂敷厚度,而厚度又与光聚合反应所需暴光量有关,与胶膜的分辨率有关,所以对溶剂用量的控制也十分重要。

DQN感光机理是,经近紫外光照射,感光剂发生分解,并重新组合为乙烯酮,乙烯酮和空气中的水气反应,产生酸性基,酸性基可与碱性溶液发生中和反应,使不溶性光刻胶可溶于碱溶液,而未经暴光的光刻胶仍为不可溶。

我们常用的美国AE-1350系列,北化的202、205、212,上试一厂的702,703等都属该类光刻胶。

2)PMMA:主要成分是甲基丙烯酸脂及其衍生物。

其感光机理是,PMMA在深紫外光(DUV)照射下,聚合体发生断链降解,分子量迅速降低,变为可被碱溶液溶解的物质,有资料介绍,暴光后的光刻胶在显影时的溶解度几乎十倍于没暴光的光刻胶。

PMMA对波长220nm的光最敏感,而对波长大于240nm的光完全不敏感,通过添加光敏剂,如t-丁基苯酸,可使其紫外光谱吸收率增加。

PMMA常用于深紫外暴光,电子束光刻、离子束光刻、X射线光刻。

2,负性光刻胶:它的特点是原来的胶膜可被某些溶剂溶解,当受适当波长照射后,发生光聚合或交联反应,使其键结成高分子聚合物,变为不可溶物质。

因此当用负胶光刻时,可在基片表面得到与光刻版遮光图案完全相反的光刻胶图形,方向也相差180度。

负性光刻胶一般由感光剂(光致抗蚀剂)、溶剂和增感剂组成。

感光剂是对光敏感的高分子化合物,受光照射后,能吸收一定波长的光能量,发生交联、聚合等光化学反应,使光刻胶改变性质。

增感剂在光化学反应时起催化或引发作用,当用适当光源照射时,增感剂分子能在比感光剂响应波长更长一些的光谱范围吸收能量,并与感光剂分子进行能量转移,从而加快感光剂光聚合速度,提高感光度;但是在光刻胶中,感光剂也不宜过多,因为当感光度已达饱和,多余的感光剂会使胶质变脆,减弱胶的抗蚀能力。

溶剂是用来溶解感光剂和增感剂、同时又易挥发的液体,其用量与暴光量及胶膜的分辨率密切相关。

负性胶有较强的抗蚀能力和稳定性,但因暴光形成的高分子聚合物会吸收显影液引起胶膜溶胀及在聚合过程中所发生的氧化反应的影响,使其分辨率较低。

下面介绍几种常用的负性胶。

1)聚肉桂酸脂类:属该类树脂的有聚乙烯醇肉桂酸脂、肉桂酸纤维素等,是线性高分子聚合物,纤维状固体,能溶于甲苯、氯苯(芳香族溶剂)、丙酮、丁酮(脂肪族溶剂)、环已酮、环乙烷(脂环族溶剂)等溶剂。

在紫外线照射下,其分子侧链上的肉桂酸基中的一个双键被打开,与相邻的肉桂酸基相互结合形成交联键,这就是光化学聚合反应,它使线状结构的分子变成三维架桥式的网状结构,成为不溶于有机溶剂也不受酸影响的物质(由于其交联键在强酸强碱作用下易断开,所以该类光刻胶不能经受强酸碱腐蚀)。

聚肉桂酸脂类感光树脂的光谱吸收范围在230-340nm,添加增感剂可使其感光波长达到450nm,具有实用价值;常用的增感剂主要是硝基有机化合物,如5-硝基苊等,常用的溶剂是环已酮。

聚肉桂酸脂类光刻胶是研究使用最早的光刻胶品种,如北化的103胶,上海化学试剂厂的‘上试1号’,美国柯达光致抗试蚀剂(KPR),日本东京应化光致抗试蚀剂(TPR)等,都是以聚乙烯醇肉桂酸脂为基础的光刻胶。

2)聚脂类:聚脂类感光树脂系二元醇和二元酸的缩聚产物,在这类树脂分子侧链上带着含有共轭双键的感光性官能团,因此具有较强的感光性;在其分子主链上含有极性基团,因而对二氧化硅、铝有较好粘附性。

聚脂类感光树脂的增感作用和光化学反应机理与聚肉桂酸脂相似,其溶剂为氯仿、酮类,增感剂为硝基有机化合物。

3)环化橡胶类(聚烃类-双叠氮系):它主要有天然或人造橡胶制成,主要成分是顺式聚乙戊二烯。

把这种橡胶溶于适当的溶剂(如二甲苯),并加入环化结构催化剂(如氟化硼),加一定温度环化后,链状结构的顺式聚乙戊二烯就变成了环状结构,其耐磨性、粘附性和抗蚀性都得到显著提高。

在光照下,环化的橡胶分子通过交联剂(双叠氮化合物,起光化学反应交连作用)交联形成网状分子结构,成为不溶性聚合物。

由于在光照时,同时发生的氧化反应是聚合交连的竞争反应,所以该胶具有一定的厌氧性。

双叠氮化合物感光范围260-400nm,对常用光源是合适的,添加适宜的增感剂(二苯甲酮),可出现新的吸收峰,使感光度提高。

该类光刻胶和金属衬底粘附能力强,耐腐蚀性强,因而得到广泛应用;美国柯达(KMER),日本应化(OMR),北化302胶都属该类型。

3,光刻胶的性质:光刻胶性能好坏对光刻质量影响很大,常用感光度、分辨率、抗蚀性、粘附能力和针孔密度等指标来衡量光刻胶的优劣。

1)感光度:是用来表征光刻胶对光敏感度的性能指标。

感光度不同,表示它对光的敏感程度不同,即光化学反应所需暴光量不同。

感光度(S)可用暴光时使光刻胶发生光化学反应所需的最小暴光量(E)的倒数表示:S = k / E (式中为常数,的单位:勒克斯•秒)暴光量(E)等于光强(I)与暴光时间(t)的乘积,故E又可表示为:E =k /(I•t)由于光刻胶对不同波长的光源敏感程度不同,因此感光度与光刻胶的光谱响应、及所用光源的光谱成分有关。

为改善光刻胶的感光性,增大其感光范围,往往需要加入适当适量的增感剂。

在光刻过程中,当确定了光刻胶后,必须选用合适的光源,才能有满意的效果。

影响感光度的因素很多,与光刻胶本身有关的因素在此不议,这里主要介绍光刻工艺条件对感光度的影响:a)干燥(前烘)条件的影响:以KPR-2胶为例,在空气中干燥30′,比在100℃ 热板上干燥2′的感光度小许多;在100℃ 热板上干燥2′,感光度即达到最大值,时间再增加,感光度不变。

试验说明,当溶剂完全从胶中去除后,感光度即达一定值,感光度与溶剂去除程度有关。

因此要仔细控制好前烘,以达最佳感光度。

b)胶膜厚度的影响:胶厚不同,感光度不同。

以KTFR胶为例,厚度在12-23µm之间,感光度无变化,当厚度为08-06µm时,感光度显著下降。

此外,厚度对感光度的影响还与衬底有无反射、光刻胶对光的吸收等因素有关。

c)暴光的影响:在暴光过程中,光强对感光度通常无影响;但对氧敏感的光刻胶在空气中暴光时,由于氧的影响(胶的氧化会减弱胶的光聚合作用),当用较弱的光暴光时,感光度明显下降。

2)分辨率:它是表示光刻精度的标志之一。

它不仅与光刻胶本身有关,还与光刻工艺条件和操作技术等因素有关,如掩膜版的质量,光源的状况,暴光量的大小,暴光光线的平行度,光刻胶的厚度,基片粘附程度,显影液、腐蚀液的配比及显影、腐蚀的温度、时间,前烘、坚膜的温度、时间,以及光的衍射、铝膜的反射等等。

分辨率通常是以每毫米最多可容纳的线条数来表示。

若可分辨的条宽为W/2 ,而条与条的间距也为W/2 时,则分辨率为1/W (条线/毫米)。

3)留膜率:留膜率直接影响光刻质量,习惯上常用显影前后的光刻胶膜厚之比值表示留膜率。

留膜率(%)= 显影后的胶膜厚度(坚膜后)/ 显影前的胶膜厚度(前烘后)不同类型的光刻胶,留膜率不同;负性胶一般低于85%,正性胶大于90%。

影响留膜率的因素还与光刻工艺条件选择有关,如前烘条件,暴光时间及显影条件(显影液配比、浓度、显影时间)等。

4)针孔密度:单位面积的光刻胶膜上的针孔数。

它反应了光刻胶各种外在因素(例如颗粒等)及内在组分,直接影响光刻质量。

5)黏度、固态含有率:温度、黏度和固态含有率是影响涂胶厚度的重要因素。

胶黏度越大(即越稠),在相同条件下,所得胶膜越厚;温度高、固态含有率低,胶的黏度变小。

此外,固态含有率不仅通过黏度影响胶厚,它本身对膜厚也有直接影响,固态含有率大,胶膜干燥后就厚;但固态含有率增大,影响分辨率的提高,为达到一定分辨率,要求膜厚及前烘条件必须与胶的黏度及固态含有率相适应,以达最佳效果。

6)抗蚀性:是指光刻胶耐酸、碱腐蚀及等离子腐蚀的能力。

在湿法腐蚀时,光刻胶膜只有在针孔密度小、粘附性能好的情况下,才有好的抗蚀能力,对负性胶而言,橡胶系光刻胶性能较优,而正性胶抗湿法腐蚀能力就较差。

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