介紹正/負(fù)光刻膠的顯影機(jī)理及區(qū)別
將光刻膠分為兩類,一類是負(fù)性光刻膠,一類是正性光刻膠。在顯影后,正性光刻膠未曝光的部分將被保留下來(lái),而負(fù)性光刻膠則在顯影后保留下來(lái)。也就是說(shuō),在曝光結(jié)束后,用顯影液顯影的是正性光刻膠的感光區(qū)、負(fù)性光刻膠的非感光區(qū),將溶解在顯影液中,此步驟完成后,光刻膠涂層上的圖象便可顯示出來(lái)。為提高分辨率,幾乎每種光刻膠都配備了專用顯影液,以保證顯影效果。
1 負(fù)性光刻膠顯影機(jī)理
負(fù)性光刻膠一般采用負(fù)性顯影液顯影,負(fù)性顯影液一般為KOH,個(gè)別工廠也有使用Na2CO3,但無(wú)論哪種成份的堿液,都會(huì)含有表面活性劑(surfactant)。弱酸性(H+)區(qū)域的光刻膠不曝光區(qū),僅從化學(xué)反應(yīng)層來(lái)看,就是未曝光區(qū)域光刻膠(H+)與堿性顯影液發(fā)生酸堿度(H+)的關(guān)系。那么為什么負(fù)性顯影液中一定要含有表面活性劑呢,原來(lái)是由于負(fù)性光刻膠分子量大且具有疏水性,所以需要通過(guò)顯影液中的界面活性劑(surfactant)來(lái)提高顯影液的親水性,從而使其溶解。
2 正性光刻膠的顯影機(jī)理
在無(wú)界面活性劑的情況下,正性光刻膠采用正性顯影液顯影,常用的顯影液為KOHwithbuffffer、TMAH、NaOH等。
正性光刻膠經(jīng)曝光制程感光處理后,PAC反應(yīng)呈酸性(H+),并在顯影液中和顯影液(OH-)上進(jìn)行酸堿中和反應(yīng),如圖2所示。當(dāng)正性顯影液中加入適當(dāng)?shù)木彌_液,可起到輔助PH平衡的作用,使顯影液濃度變化不太快,從而保證顯影質(zhì)量。
正負(fù)兩種顯影液的主要差異
正性和負(fù)性顯影液都是堿性溶劑,其主要區(qū)別是負(fù)性顯影液中含有表面活性劑(surfactant),而正性顯影液中沒(méi)有這種成分。下面就簡(jiǎn)單介紹一下表面活性劑的作用。
任何能溶解于水的物質(zhì),其表面能顯著降低其表面能量的物質(zhì)稱為表面活性劑,亦稱表面活性物質(zhì)。表面活性劑是一種即使在很低濃度下也能顯著降低界面張力的物質(zhì)。通過(guò)對(duì)表面活性劑的深入研究,我們認(rèn)為,只要表面活性劑濃度較低,就能明顯改變表面性質(zhì)或改變與其相關(guān)及衍生性質(zhì)的物質(zhì),一般可歸類為表面活性劑。
這些表面活性劑是天然的,但大多是人工合成的。在溶液表面有固定的親水親油基團(tuán),可以定向排列。其分子結(jié)構(gòu)有兩個(gè)端點(diǎn):一端是親水基團(tuán),另一端是疏水基團(tuán)。親水基團(tuán)一般為羧酸、硫酸、磺酸、氨基及它們的鹽、羥基、酰胺基、醚鍵等極性親水基團(tuán)等極性基團(tuán),而疏水基團(tuán)通常是非極性烴鏈,如八個(gè)碳原子以上的烴鏈等。將表面活性劑分為離子型表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑和陰離子表面活性劑兩大類,還有非離子型表面活性劑、兩性表面活性劑、復(fù)合表面活性劑、其它表面活性劑等。
標(biāo)簽:   光刻膠 顯影液