光刻胶的应用领域

平板显示器在平板显示器制造中，平板显示器电路的制作、等离子显示器(Plasma Display Panel, PDP)障壁的制作、液晶显示器(Liquid Crystal Display, LCD)彩色滤光片的制作均需采用光刻技术，使用不同类型的光刻胶 [9] 。按用途可分为TFT用光刻胶、触摸屏用光刻胶和滤光片用光刻胶：1.TFT用光刻胶主要是用来在玻璃基板上制作场效应管(FET)，即通过沉积、刻蚀等工艺在玻璃基板上制作出场效应管的源、栅、漏极结构并形成导电沟层。由于每一个TFT都用来驱动一个子像素下的液晶，因此需要很高的精确度，一般都是正性光刻胶。

 滤光片制作工艺流程2.滤光片用光刻胶的作用是制作彩色滤光片，又分为彩色光刻胶和黑色光刻胶。彩色滤光片是LCD显示器彩色化的关键组件，其作用是实现LCD面板的彩色显示。其制作方法有染色法、染料分散法、电着法、印刷法等多种，其中染色法、颜料分散法和电着法均需用光刻技术 [9] 。3.触摸屏用光刻胶的作用主要是在玻璃基板上沉积氧化铟锡电极(ITO)，从而制作图形化的触摸电极 [6] 。ITO电极制作中使用的光刻胶可为叠氮萘醌类正性光刻胶，也可用丙烯酸酯类负性光刻胶。(1)电阻式触摸屏：其结构是由两层高透明的导电层组成，通常底层为ITO玻璃，顶层为ITO薄膜材料，中间有细微的绝缘点隔离(市面上也有两面都采用ITO玻璃组成的)。ITO是锡铟的混合涂层，较为透明，是制造触摸屏的首选材料。化学刻蚀法是ITO图形制备的最成熟和可行的技术，使用的原料有蚀刻膏、抗蚀油墨、光刻胶。其制造工艺流程：表面清洁处理→网印感光抗蚀刻油墨→预干燥→曝光→显影→清洗→后烘→清洗→退墨→清洗→干燥。(2)电容式触摸屏：其构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。电容式触控屏可以简单地看成是由四层复合屏构成的屏体：最外层是玻璃保护层，接着是导电层，第三层是不导电的玻璃屏，最内的第四层也是导电层。正性材料制作电屏制程：ITO(氧化铟锡导电玻璃)、薄膜、玻璃(触摸屏基板或称承印物)→网版→蚀刻胶浆网版印刷→干燥→银(Ag)线路网版印刷→干燥(烘干处理)→干燥(热硬化)→网版印刷绝缘胶→······其所用感光乳剂需有较强的耐酸性。负性材料制作电屏制程：ITO(氧化铟锡导电玻璃)、薄膜、玻璃(触摸屏基板或称承印物)→网版印刷刻蚀油墨→刻蚀→脱模→网版印刷银浆线路→······所用油墨为UV耐酸油墨。4.光刻技术制作柱形制衬垫料是一种新的垫衬料制作技术。将负性光刻胶在定位区域涂膜，用光刻工艺制成间隔柱。该工艺要求形成衬垫物的光刻胶有精确的分辨率，足以支持液晶盒的压力 [9] 。

LED加工发光二极管(light-emitting diode，LED)由含镓、砷、磷、氮等的化合物制成。发光二极管是一种能将电能转化为光能的半导体电子元件。这种电子元件最早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，如今能发出的光已普及可见光、红外光及紫外线，光度也提高到相当的光度。随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛地应用于显示器、电视机采光装饰和照明。它的加工和批量生产光刻是其最重要的工艺之一。主要应用的是重氮萘醌系正性光刻胶 [9] 。

印制电路板

 集成电路的微观结构印制电路板(printed circuit board，PCB)的制造90%以上使用光刻胶光刻制造，所用材料为抗蚀油墨。因为早期电路板用丝网印刷方式将抗蚀油墨印刷到覆铜板上，形成电路图形，再用腐蚀液腐蚀出电路板。所以PCB这个词沿用下来。不过由于光刻技术具有精度高、速度快、相对成本低的优势，基本取代了丝网印刷方式制造电路板 [9] 。 正性胶的显影工艺与负性胶显影工艺对比操作流程：首先在硅片基材上氧化或沉淀一层SiO2，并在其表面涂一层光刻胶。烘干后在上面贴上一块绘有电路图案的掩膜(相当于照相的底片)，然后将其置于一定波长和能量的光或射线下进行照射，使光刻胶发生化学反应。被曝光的部分发生发生聚合或交联(负胶)变得不溶，或发生分解(正胶)变得可溶。用溶剂把可溶解的部分溶掉，即在硅片上留下了光刻的图案。用氢氟酸将裸露的二氧化硅部分腐蚀掉，再用另一种溶剂把已聚合的或未分解的光刻胶除去，就能在硅片上得到同掩膜完全一致的图案。在一块大规模集成电路一般要经过30~40道工序。 [1]

微机电领域微电子机械系统(micro electro mechanical systems，MEMS)简称微机电系统，在全称上各地区略有差异，日本叫微机械(micro machine)，欧洲称作微系统(micro system)。MEMS器件具有体积小、重量轻、能耗低、惯性小以及效率高、精度高、可靠性高、灵敏度高的特点，非常适于制造微型化系统。它是以电子、机械、材料、制造、信息与自动控制、物理、化学和生物为基础，通过微型化集成化来探索新原理新功能为目标，研究设计具备特定功能的微型化装置，包括微机构器件、微执行器、微机械光学器件、微系统以及微传感器。在工艺上MEMS是以半导体制造技术为基础发展起来的，其中采用了半导体技术中的光刻、腐蚀、薄膜等一系列的技术与材料。MEMS更加侧重于超精密机械加工，因而原材料之一的光刻胶的选择在MEMS加工中至关重要。以MEMS微传感器为例，基于构筑原理的不同，采用性能特点各异的光刻胶。比如SU-8光刻胶由于表面张力较小，膜层较厚，所得图形深宽比大等特点在MEMS微传感器领域应用较为普遍。除了上述例子中被用于加工反应池，还被广泛用于加工微传感器中的电极。例如：通过曝光显影方法得到指定图形均匀排布的光刻胶阵列，经过高温煅烧得到相同形貌的碳陈列，作为电极的前驱体，在其表面修饰固定酶分子，制备出具有氧化还原活性的电极材料 [9] 。

其他1.液体火箭发动机层板喷注器上金属板片型孔的双面精密加工，以及液体推进器预包装贮箱上的膜片阀金属片刻痕。2.在金刚石台面上制备金属薄膜电极以及在偏聚二氟乙烯(PVDF)压电薄膜上制备特定尺寸和形状的金电极。3.制作各种光栅、光子晶体等微纳光学元件。早在80年代中期，Ⅲ~Ⅴ族化合物光电子器件的制备就用到了激光全息光刻技术，其中研究最多的是用全息光刻直接形成分布反馈(DFB)半导体激光器的光栅结构。4.医用领域还用光刻制造微针和生物芯片等微细医疗器件 [9] 。