光刻胶性能要求

1 成膜性能

主要应用于刚性或柔性物体表面的微纹(纳米结构)复制，因此要求所用的光刻胶的厚度通常为几十至几百纳米，只有高质量的光刻胶薄膜才能获得理想的图形。在不同工艺条件下，不同工艺对光刻胶成膜性能的要求各不相同，其中，热压、紫外压印所用的旋涂式薄膜对光刻胶成膜性能要求高，对基材具有良好的润湿性、优良的成膜性能、厚度均匀及无气孔缺陷等。该胶料应用于步进压印和滚压压印，要求其粘度较低，可以用压印力补偿涂胶时所引起的不均匀，同时要求基材润湿性好，容易成膜。

2   压印性能。

在压印过程中应用的光刻胶与传统的曝光法有很大不同，传统曝光法不需要模板或掩膜。薄膜与光刻胶有直接机械接触，而前者需要通过机械接触，使光刻胶形成一个与模板表面凹凸结构相反的图形。这样，光刻胶的硬度、粘度对得到图形的精度和压印力的大小都会有很大的影响，例如，如果硬度太大，会引起压印力的增加，很可能会导致模板的损坏。较好的压印性能还要求光刻胶对基材有比对模板更大的粘附，这样可以避免脱胶，减少对压印图形的损坏。

3   硬度及粘度

硬度和粘度是光刻胶的两个重要性能指标，其中硬度对光刻胶的可塑性有影响，在压印前，要求光刻胶的硬度越小越好，不能大于模板的硬度，以使压印时不会因压印力过大而造成模板损伤，

固化后则要求有较高的硬度，以避免在脱模时损坏精细结构。粘性则影响光刻胶的流动性，压印时要求粘度适中，过大则导致光刻胶系统流动性差，且降低生产效率，过小则会影响成膜性能。

4   固化速率

固化速率直接影响生产效率，根据固化原理可分为三种：热塑性、热固性和光敏性，而且固化速度也是依次增加，热塑性是非化学反应的，固化速度慢。但热固性和光敏性光刻胶有较快的固化速度，所以目前主要使用热固性和光敏性光刻胶。

5   界面特性

表观特性是光刻胶的一个重要性能指标，也是当前研究的重点，它直接影响着压印工艺。

精确度与完整性在印刷过程中，由于压印过程是机械接触的过程，因此在接触时必须考虑两种材料的表面性质，如光刻胶与模板的粘附、光刻胶与基材的粘附力。

在理想的光刻胶系统中，前者要求胶粘力小，后者粘合力大，这样的要求就是为了避免脱胶而引起脱模损伤。目前常用的纯有机碳氧主链材料，由于其表面能量高，容易与基材和模板之间粘接，但增加了脱模难度，并有可能损坏微结构。但含氟、硅的聚合物表面能较低，容易脱模，但也容易引起脱胶。针对这些问题，研究人员采用了两种方法：一种是合成杂化材料，使其两侧具有2种表面特性，即与基材接触面(含碳氧基)有高的表面能，增加对基材的粘附作用，防止脱胶，与模板接触的一侧(含有硅氧或氟碳基的)表面能低，对模板的附着力低，容易脱模；第二种解决方法为在碳氧主体材料中添加有机硅或氟碳类添加剂，其作用类似于表面活性剂，有利于降低光胶表面能，从而顺利脱模。

6抗刻蚀能力

光刻胶的主要用途是作为防蚀剂来转移微图像，这一过程需要有选择地刻蚀，即在没有光刻胶保护的零件上刻蚀，有光刻胶的部分因其耐刻蚀能力而受到保护，从而达到图形传递的目的。由于传统的C—c键和C—H键能较低，对纯有机材料的耐蚀能力较弱。但c—si键键能高、耐刻蚀能力强，是目前人们所选用的主要材料；半导体工艺中，一般采用含氟等离子体刻蚀硅片，由于氟聚合物元素相似，所以选择性非常高。