光刻膠性能要求
1 成膜性能
主要應用于剛性或柔性物體表面的微紋(納米結(jié)構(gòu))復制,因此要求所用的光刻膠的厚度通常為幾十至幾百納米,只有高質(zhì)量的光刻膠薄膜才能獲得理想的圖形。在不同工藝條件下,不同工藝對光刻膠成膜性能的要求各不相同,其中,熱壓、紫外壓印所用的旋涂式薄膜對光刻膠成膜性能要求高,對基材具有良好的潤濕性、優(yōu)良的成膜性能、厚度均勻及無氣孔缺陷等。該膠料應用于步進壓印和滾壓壓印,要求其粘度較低,可以用壓印力補償涂膠時所引起的不均勻,同時要求基材潤濕性好,容易成膜。
2 壓印性能。
在壓印過程中應用的光刻膠與傳統(tǒng)的曝光法有很大不同,傳統(tǒng)曝光法不需要模板或掩膜。薄膜與光刻膠有直接機械接觸,而前者需要通過機械接觸,使光刻膠形成一個與模板表面凹凸結(jié)構(gòu)相反的圖形。這樣,光刻膠的硬度、粘度對得到圖形的精度和壓印力的大小都會有很大的影響,例如,如果硬度太大,會引起壓印力的增加,很可能會導致模板的損壞。較好的壓印性能還要求光刻膠對基材有比對模板更大的粘附,這樣可以避免脫膠,減少對壓印圖形的損壞。
3 硬度及粘度
硬度和粘度是光刻膠的兩個重要性能指標,其中硬度對光刻膠的可塑性有影響,在壓印前,要求光刻膠的硬度越小越好,不能大于模板的硬度,以使壓印時不會因壓印力過大而造成模板損傷,
固化后則要求有較高的硬度,以避免在脫模時損壞精細結(jié)構(gòu)。粘性則影響光刻膠的流動性,壓印時要求粘度適中,過大則導致光刻膠系統(tǒng)流動性差,且降低生產(chǎn)效率,過小則會影響成膜性能。
4 固化速率
固化速率直接影響生產(chǎn)效率,根據(jù)固化原理可分為三種:熱塑性、熱固性和光敏性,而且固化速度也是依次增加,熱塑性是非化學反應的,固化速度慢。但熱固性和光敏性光刻膠有較快的固化速度,所以目前主要使用熱固性和光敏性光刻膠。
5 界面特性
表觀特性是光刻膠的一個重要性能指標,也是當前研究的重點,它直接影響著壓印工藝。
精確度與完整性在印刷過程中,由于壓印過程是機械接觸的過程,因此在接觸時必須考慮兩種材料的表面性質(zhì),如光刻膠與模板的粘附、光刻膠與基材的粘附力。
在理想的光刻膠系統(tǒng)中,前者要求膠粘力小,后者粘合力大,這樣的要求就是為了避免脫膠而引起脫模損傷。目前常用的純有機碳氧主鏈材料,由于其表面能量高,容易與基材和模板之間粘接,但增加了脫模難度,并有可能損壞微結(jié)構(gòu)。但含氟、硅的聚合物表面能較低,容易脫模,但也容易引起脫膠。針對這些問題,研究人員采用了兩種方法:一種是合成雜化材料,使其兩側(cè)具有2種表面特性,即與基材接觸面(含碳氧基)有高的表面能,增加對基材的粘附作用,防止脫膠,與模板接觸的一側(cè)(含有硅氧或氟碳基的)表面能低,對模板的附著力低,容易脫模;第二種解決方法為在碳氧主體材料中添加有機硅或氟碳類添加劑,其作用類似于表面活性劑,有利于降低光膠表面能,從而順利脫模。
6抗刻蝕能力
光刻膠的主要用途是作為防蝕劑來轉(zhuǎn)移微圖像,這一過程需要有選擇地刻蝕,即在沒有光刻膠保護的零件上刻蝕,有光刻膠的部分因其耐刻蝕能力而受到保護,從而達到圖形傳遞的目的。由于傳統(tǒng)的C—c鍵和C—H鍵能較低,對純有機材料的耐蝕能力較弱。但c—si鍵鍵能高、耐刻蝕能力強,是目前人們所選用的主要材料;半導體工藝中,一般采用含氟等離子體刻蝕硅片,由于氟聚合物元素相似,所以選擇性非常高。
標簽:   光刻膠