光刻胶ppt课件

1、柯达正式申请破产保护,百年老店折戟数码时代,胶片也叫菲林。 每种胶片（包括彩色胶片）都包括两个基本组成部分：一个单层的或多层的感光乳剂层、一个感光乳剂层的支持体片基。乳剂是由对光敏感的微细颗粒悬浮在明胶介质中而成,光刻胶,吴振飞 朱俊,目录,概述,光刻胶,能够在光照下，发生固化或分解反应，使得其物理性能，特别是溶解性、亲合性等发生明显变化，经适当的溶剂处理，溶去可溶性部分，可得到所需图像,1,定义,概述,2,发展历史,1,1831年，法国的J.N.Niepce将沥青涂在石板上，放进照相机，经长时间曝光后，用松节油揩拭除去未固化的沥青，得到照相图像，引起了法国贵妇人的浓厚兴趣,2,几乎同时，法国

2、的L.J.M.Daguerre发明了以银盐作为感光材料的银版照相法，沿用至今,概述,2,发展历史,3,1832年，Suckow发现重铬酸盐类的感光性，用于照相制版，至今仍被当做重要的感光材料使用，并使照相制版术得以迅速发展,4,1954年，伊斯曼.柯达公司研究成功聚乙烯醇肉桂酸脂为代表的新感光高分子，应用于照相制版，进一步用于电子工业、金属精密加工等方面，再一次使之迅猛发展，同时给电子工业带来了划时代的革命光刻胶法电路制造新工艺诞生,概述,3,分类,光化学反应基本原理,光化学反应,光氧化还原型,光聚合型,光交联型,光分解型,1,类型,光化学反应基本原理,2,分子基态与激发态,根据量子化学理论，

3、分子轨道由构成分子的原子轨道线性组合而成，如两个相等的原子轨道，相互作用后，可形成两个分子轨道，一个成键轨道，一个反键轨道。不参与成键的电子占据非成键轨道，其能量介于成键轨道和非成键轨道之间,成键轨道上的两个电子能量相同，自旋方向相反，能量处于最低状态，称为基态,分子一旦吸收了光能，电子将从原来的轨道通过电子跃迁激发到能量较高的反键轨道，这个状态成为激发态,光化学反应基本原理,3,单线态与三线态,大多数成键电子在基态时都处在单线态（S=0），但也有少数例外，入氧分子在基态时，电子自旋方向相同，称为基态三线态。电子受激进入能量较高的反键轨道,如果此时被激发的电子保持自旋方向不变，责称为激发单线态

4、,如果被激发的电子自旋方向发生改变，不再配对，则自旋量子数之和S=1，表现出状态的多重性，即2S+1=3，该体系称为激发三线态,光化学反应基本原理,4,受激分子的能量释放,分子间 传递,分子内 跃迁,化学 反应,一个激发到高能态的分子是不稳定的，它将竭力尽快采取不同的方式自动放出能量而回到基态，对多原子分子而言，其失去激发能的方式有以下一些,光化学反应基本原理,4,受激分子的能量释放,分子内 跃迁,从S1出发，激发电子可能表现出以下三种行为,经由内部转化而失去振动能回到S0 （非辐射,通过系间窜跃实现 S1向T1的转变,发出荧光回到基态 S0（辐射,系间窜跃是实现光化学反应的重要过程,光化学反

5、应基本原理,4,受激分子的能量释放,分子内 跃迁,从T1出发，激发电子可能表现出以下两种行为,通过内部转化返回S0,发出磷光回 到 S0,光化学反应基本原理,4,受激分子的能量释放,分子间 传递,1）D,hv,D,A,D + A,D：电子给予体 A: 电子接受体 它们之间可以形成电荷转移络合物，因而特别容易发生分子间的能量传递,这种能量转移在激发单线态和激发三线态均可发生，激发单线态能量较高，电子转移在长距离上即可发生，儿三线态能量转移则必须当分子直接碰撞时才能发生,光化学反应基本原理,4,受激分子的能量释放,分子间 传递,增感：原来不能直接接受光子进行光化学反应的感光性物质，可以通过另一种可

6、以直接吸收光能的化合物将能量传递给前者，使之发生反应,增感剂：在上述反应中，A被D增感或光敏化了，故称D为增感剂或光敏剂,猝灭剂：A获取了D 的能量，使之回到基态，这种作用被称为猝灭，故称A为猝灭剂,光化学反应基本原理,4,受激分子的能量释放,分子间 传递,1,增感剂三线态能量必须比被增感物质的三线态能量高，一般至少要高17KJ/mol，才能保证能量转移顺利进行,3,增感剂吸收的光谱应与被增感物质的吸收光谱一致，且范围更宽,2,增感剂三线态必须有足够长的寿命，以完成能量转移,增感剂所需具备的条件,光化学反应基本原理,4,受激分子的能量释放,分子间 传递,2）D +A,hv,DA,DA,其他两种

7、电子跃迁类型,3）D,hv,D,A,D A) 或,A,hv,A,D,D A) 或,光化学反应基本原理,4,受激分子的能量释放,化学 反应,直接反应,间接反应,感光体系的性能要求,作为光刻胶的高分子应具备的性质,敏感的光化学反应性,良好的光成像性,良好的涂层特性 等,1,性质,感光体系的性能要求,2,光化学反应性,光聚合 反应,光固化 反应,光分解 反应,光化学反应特性,感光体系的性能要求,2,光化学反应性,光固化 反应,液态或可溶性固体高分子体系经光照后成为固态或交联的不溶物质的过程,光聚合 反应,自由基型 仅适用于烯类单体，且受空气中氧气的阻聚,离子型 扩大了单体选择范围,感光体系的性能要求

8、,2,光化学反应性,1.反应速率快，生产效率高，占地面积小,2.装置简单，耗能少，能量利用率高，成本低,3. 无溶剂的光固化涂层接近100%转化成膜，污染小,4. 室温下啊聚合或固化，适于不宜烘烤的场合,与热引发过程相比，光固化和光聚合反应的特点,感光体系的性能要求,2,光化学反应性,光分解 反应,在光的作用下，使原先不能溶解的高分子化合物溶解性增加或分子断链分解的过程,感光体系的性能要求,2,光化学反应性,影响光化学反应的因素,外因,内因,聚合物的玻璃化温度越高，基团迁移率越低，则反应速率越低,感光基团的浓度越高，聚合物光敏性一般也越高，但浓度过高，光敏性会因分子链运动能力降低而下降,空气中

9、氧气的阻聚作用，材料表面的固化速率往往低于本体相的固化速率,光源的主波长应接近感光物质的感光波长，且在主波长附近其能谱分布应较窄，以提高光源利用率,感光体系的性能要求,2,成像特性,成像特性,感光体系的性能要求,2,成像特性,感度,分辨力,感度是以能引起某一基准量发生变化所必须的曝光量为基础的参数，它反映了高分子对光照射响应的灵敏程度,分辨力是指2条以上等间隔排列的线，其线间的幅度能够在感光面上再现的最小线宽，或在单位长度上等间隔排列的最多线数,感度与分辨力受高分子中感光基团的浓度影响，且一般来说，树脂分子量增加，感度增加，分辨力下降；分子量分布变窄，感度和分辨力都提高，膜厚度增加，感度和分辨

10、力都有所下降,感光体系的性能要求,2,成像特性,显影,耐用性,显影是用显影液来处理感光后的膜，将可溶性的部分溶解的过程，显影性反映了显影条件对高分子感度，分辨力的影响,显影后，需对金属或半导体进行刻蚀，电镀，或印刷，因而对感光高分子的耐用性提出了要求（腐蚀系数,感光体系的性能要求,3,涂层特性,Text in here,耐腐 蚀性,可剥 离性,作为光刻胶 使用时，体系需具备的性质,感光体系的性能要求,3,涂层特性,Text in here,当涂料表面张力不大于基地材料的表面张力，且两者的表面张力的各个分量均匹配时，界面张力最小，此时，涂层既可以在底材表面铺展润湿，粘附功又达到最大,耐腐 蚀性,材料的化学稳定性也与涂料的化学组成有关，不同的化学结构对化学品、热、光等具有不同的耐受程度，因而有不同的