光刻膠的應用領域

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，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效應管(FET)，即通過沉積、刻蝕等工藝在玻璃基板上制作出場效應管的源、柵、漏極結構并形成導電溝層。由于每一個TFT都用來驅動一個子像素下的液晶，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顯示器彩色化的關鍵組件，其作用是實現(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 [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性光刻膠。(1)電阻式觸摸屏：其結構是由兩層高透明的導電層組成，通常底層為ITO玻璃，頂層為ITO薄膜材料，中間有細微的絕緣點隔離(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刻蝕法是ITO圖形制備的最成熟和可行的技術，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→網印感光抗蝕刻油墨→預干燥→曝光→顯影→清洗→后烘→清洗→退墨→清洗→干燥。(2)電容式觸摸屏：其構造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層，再在導體層外加上一塊保護玻璃，雙玻璃設計能徹底保護導體層及感應器。電容式觸控屏可以簡單地看成是由四層復合屏構成的屏體：最外層是玻璃保護層，接著是導電層，第三層是不導電的玻璃屏，最內的第四層也是導電層。正性材料制作電屏制程：ITO(氧化銦錫導電玻璃)、薄膜、玻璃(觸摸屏基板或稱承印物)→網版→蝕刻膠漿網版印刷→干燥→銀(Ag)線路網版印刷→干燥(烘干處理)→干燥(熱硬化)→網版印刷絕緣膠→······其所用感光乳劑需有較強的耐酸性。負性材料制作電屏制程：ITO(氧化銦錫導電玻璃)、薄膜、玻璃(觸摸屏基板或稱承印物)→網版印刷刻蝕油墨→刻蝕→脫?！W版印刷銀漿線路→······所用油墨為UV耐酸油墨。4.光刻技術制作柱形制襯墊料是一種新的墊襯料制作技術。將負性光刻膠在定位區(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化為光能的半導體電子元件。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?shù)墓舛?。隨著技術的不斷進步，發(fā)光二極管已被廣泛地應用于顯示器、電視機采光裝飾和照明。它的加工和批量生產光刻是其最重要的工藝之一。主要應用的是重氮萘醌系正性光刻膠 [9] 。

印制電路板

 集成電路的微觀結構印制電路板(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。因為早期電路板用絲網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這個詞沿用下來。不過由于光刻技術具有精度高、速度快、相對成本低的優(yōu)勢，基本取代了絲網印刷方式制造電路板 [9] 。 正性膠的顯影工藝與負性膠顯影工藝對比操作流程：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(相當于照相的底片)，然后將其置于一定波長和能量的光或射線下進行照射，使光刻膠發(fā)生化學反應。被曝光的部分發(fā)生發(fā)生聚合或交聯(lián)(負膠)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過30~40道工序。 [1]

微機電領域微電子機械系統(tǒng)(micro electro mechanical systems，MEMS)簡稱微機電系統(tǒng)，在全稱上各地區(qū)略有差異，日本叫微機械(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，非常適于制造微型化系統(tǒng)。它是以電子、機械、材料、制造、信息與自動控制、物理、化學和生物為基礎，通過微型化集成化來探索新原理新功能為目標，研究設計具備特定功能的微型化裝置，包括微機構器件、微執(zhí)行器、微機械光學器件、微系統(tǒng)以及微傳感器。在工藝上MEMS是以半導體制造技術為基礎發(fā)展起來的，其中采用了半導體技術中的光刻、腐蝕、薄膜等一系列的技術與材料。MEMS更加側重于超精密機械加工，因而原材料之一的光刻膠的選擇在MEMS加工中至關重要。以MEMS微傳感器為例，基于構筑原理的不同，采用性能特點各異的光刻膠。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在MEMS微傳感器領域應用較為普遍。除了上述例子中被用于加工反應池，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，經過高溫煅燒得到相同形貌的碳陳列，作為電極的前驅體，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)動機層板噴注器上金屬板片型孔的雙面精密加工，以及液體推進器預包裝貯箱上的膜片閥金屬片刻痕。2.在金剛石臺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，其中研究最多的是用全息光刻直接形成分布反饋(DFB)半導體激光器的光柵結構。4.醫(yī)用領域還用光刻制造微針和生物芯片等微細醫(yī)療器件 [9] 。