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。