光刻膠的應(yīng)用領(lǐng)域

平板顯示器在平板顯示器制造中，平板顯示器電路的制作、等離子顯示器(Plasma Display Panel, PDP)障壁的制作、液晶顯示器(Liquid Crystal Display, LCD)彩色濾光片的制作均需采用光刻技術(shù)，使用不同類型的光刻膠 [9] 。按用途可分為TFT用光刻膠、觸摸屏用光刻膠和濾光片用光刻膠：1.TFT用光刻膠主要是用來在玻璃基板上制作場(chǎng)效應(yīng)管(FET)，即通過沉積、刻蝕等工藝在玻璃基板上制作出場(chǎng)效應(yīng)管的源、柵、漏極結(jié)構(gòu)并形成導(dǎo)電溝層。由于每一個(gè)TFT都用來驅(qū)動(dòng)一個(gè)子像素下的液晶，因此需要很高的精確度，一般都是正性光刻膠。

 濾光片制作工藝流程2.濾光片用光刻膠的作用是制作彩色濾光片，又分為彩色光刻膠和黑色光刻膠。彩色濾光片是LCD顯示器彩色化的關(guān)鍵組件，其作用是實(shí)現(xiàn)LCD面板的彩色顯示。其制作方法有染色法、染料分散法、電著法、印刷法等多種，其中染色法、顏料分散法和電著法均需用光刻技術(shù) [9] 。3.觸摸屏用光刻膠的作用主要是在玻璃基板上沉積氧化銦錫電極(ITO)，從而制作圖形化的觸摸電極 [6] 。ITO電極制作中使用的光刻膠可為疊氮萘醌類正性光刻膠，也可用丙烯酸酯類負(fù)性光刻膠。(1)電阻式觸摸屏：其結(jié)構(gòu)是由兩層高透明的導(dǎo)電層組成，通常底層為ITO玻璃，頂層為ITO薄膜材料，中間有細(xì)微的絕緣點(diǎn)隔離(市面上也有兩面都采用ITO玻璃組成的)。ITO是錫銦的混合涂層，較為透明，是制造觸摸屏的首選材料?；瘜W(xué)刻蝕法是ITO圖形制備的最成熟和可行的技術(shù)，使用的原料有蝕刻膏、抗蝕油墨、光刻膠。其制造工藝流程：表面清潔處理→網(wǎng)印感光抗蝕刻油墨→預(yù)干燥→曝光→顯影→清洗→后烘→清洗→退墨→清洗→干燥。(2)電容式觸摸屏：其構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層，再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃，雙玻璃設(shè)計(jì)能徹底保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器。電容式觸控屏可以簡(jiǎn)單地看成是由四層復(fù)合屏構(gòu)成的屏體：最外層是玻璃保護(hù)層，接著是導(dǎo)電層，第三層是不導(dǎo)電的玻璃屏，最內(nèi)的第四層也是導(dǎo)電層。正性材料制作電屏制程：ITO(氧化銦錫導(dǎo)電玻璃)、薄膜、玻璃(觸摸屏基板或稱承印物)→網(wǎng)版→蝕刻膠漿網(wǎng)版印刷→干燥→銀(Ag)線路網(wǎng)版印刷→干燥(烘干處理)→干燥(熱硬化)→網(wǎng)版印刷絕緣膠→······其所用感光乳劑需有較強(qiáng)的耐酸性。負(fù)性材料制作電屏制程：ITO(氧化銦錫導(dǎo)電玻璃)、薄膜、玻璃(觸摸屏基板或稱承印物)→網(wǎng)版印刷刻蝕油墨→刻蝕→脫?！W(wǎng)版印刷銀漿線路→······所用油墨為UV耐酸油墨。4.光刻技術(shù)制作柱形制襯墊料是一種新的墊襯料制作技術(shù)。將負(fù)性光刻膠在定位區(qū)域涂膜，用光刻工藝制成間隔柱。該工藝要求形成襯墊物的光刻膠有精確的分辨率，足以支持液晶盒的壓力 [9] 。

LED加工發(fā)光二極管(light-emitting diode，LED)由含鎵、砷、磷、氮等的化合物制成。發(fā)光二極管是一種能將電能轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體電子元件。這種電子元件最早在1962年出現(xiàn)，早期只能發(fā)出低光度的紅光，之后發(fā)展出其他單色光的版本，如今能發(fā)出的光已普及可見光、紅外光及紫外線，光度也提高到相當(dāng)?shù)墓舛?。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，發(fā)光二極管已被廣泛地應(yīng)用于顯示器、電視機(jī)采光裝飾和照明。它的加工和批量生產(chǎn)光刻是其最重要的工藝之一。主要應(yīng)用的是重氮萘醌系正性光刻膠 [9] 。

印制電路板

 集成電路的微觀結(jié)構(gòu)印制電路板(printed circuit board，PCB)的制造90%以上使用光刻膠光刻制造，所用材料為抗蝕油墨。因?yàn)樵缙陔娐钒逵媒z網(wǎng)印刷方式將抗蝕油墨印刷到覆銅板上，形成電路圖形，再用腐蝕液腐蝕出電路板。所以PCB這個(gè)詞沿用下來。不過由于光刻技術(shù)具有精度高、速度快、相對(duì)成本低的優(yōu)勢(shì)，基本取代了絲網(wǎng)印刷方式制造電路板 [9] 。 正性膠的顯影工藝與負(fù)性膠顯影工藝對(duì)比操作流程：首先在硅片基材上氧化或沉淀一層SiO2，并在其表面涂一層光刻膠。烘干后在上面貼上一塊繪有電路圖案的掩膜(相當(dāng)于照相的底片)，然后將其置于一定波長(zhǎng)和能量的光或射線下進(jìn)行照射，使光刻膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。被曝光的部分發(fā)生發(fā)生聚合或交聯(lián)(負(fù)膠)變得不溶，或發(fā)生分解(正膠)變得可溶。用溶劑把可溶解的部分溶掉，即在硅片上留下了光刻的圖案。用氫氟酸將裸露的二氧化硅部分腐蝕掉，再用另一種溶劑把已聚合的或未分解的光刻膠除去，就能在硅片上得到同掩膜完全一致的圖案。在一塊大規(guī)模集成電路一般要經(jīng)過30~40道工序。 [1]

微機(jī)電領(lǐng)域微電子機(jī)械系統(tǒng)(micro electro mechanical systems，MEMS)簡(jiǎn)稱微機(jī)電系統(tǒng)，在全稱上各地區(qū)略有差異，日本叫微機(jī)械(micro machine)，歐洲稱作微系統(tǒng)(micro system)。MEMS器件具有體積小、重量輕、能耗低、慣性小以及效率高、精度高、可靠性高、靈敏度高的特點(diǎn)，非常適于制造微型化系統(tǒng)。它是以電子、機(jī)械、材料、制造、信息與自動(dòng)控制、物理、化學(xué)和生物為基礎(chǔ)，通過微型化集成化來探索新原理新功能為目標(biāo)，研究設(shè)計(jì)具備特定功能的微型化裝置，包括微機(jī)構(gòu)器件、微執(zhí)行器、微機(jī)械光學(xué)器件、微系統(tǒng)以及微傳感器。在工藝上MEMS是以半導(dǎo)體制造技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，其中采用了半導(dǎo)體技術(shù)中的光刻、腐蝕、薄膜等一系列的技術(shù)與材料。MEMS更加側(cè)重于超精密機(jī)械加工，因而原材料之一的光刻膠的選擇在MEMS加工中至關(guān)重要。以MEMS微傳感器為例，基于構(gòu)筑原理的不同，采用性能特點(diǎn)各異的光刻膠。比如SU-8光刻膠由于表面張力較小，膜層較厚，所得圖形深寬比大等特點(diǎn)在MEMS微傳感器領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍。除了上述例子中被用于加工反應(yīng)池，還被廣泛用于加工微傳感器中的電極。例如：通過曝光顯影方法得到指定圖形均勻排布的光刻膠陣列，經(jīng)過高溫煅燒得到相同形貌的碳陳列，作為電極的前驅(qū)體，在其表面修飾固定酶分子，制備出具有氧化還原活性的電極材料 [9] 。

其他1.液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)層板噴注器上金屬板片型孔的雙面精密加工，以及液體推進(jìn)器預(yù)包裝貯箱上的膜片閥金屬片刻痕。2.在金剛石臺(tái)面上制備金屬薄膜電極以及在偏聚二氟乙烯(PVDF)壓電薄膜上制備特定尺寸和形狀的金電極。3.制作各種光柵、光子晶體等微納光學(xué)元件。早在80年代中期，Ⅲ~Ⅴ族化合物光電子器件的制備就用到了激光全息光刻技術(shù)，其中研究最多的是用全息光刻直接形成分布反饋(DFB)半導(dǎo)體激光器的光柵結(jié)構(gòu)。4.醫(yī)用領(lǐng)域還用光刻制造微針和生物芯片等微細(xì)醫(yī)療器件 [9] 。