一、光刻膠的制造流程

1、準備基質

在涂布光阻劑之前，硅片一般要進行處理，需要經過脫水烘培蒸發掉硅片表面的水分，并涂上用來增加光刻膠與硅片表面附著能(neng)力的化(hua)合物。

2、涂布光阻劑

將(jiang)硅(gui)(gui)(gui)片(pian)(pian)放在一(yi)(yi)個平整的(de)金(jin)屬(shu)托盤(pan)上，托盤(pan)內有小孔(kong)與真空管相連，硅(gui)(gui)(gui)片(pian)(pian)就(jiu)被吸(xi)在托盤(pan)上，這樣硅(gui)(gui)(gui)片(pian)(pian)就(jiu)可以與托盤(pan)一(yi)(yi)起旋(xuan)(xuan)轉。涂(tu)膠(jiao)工藝一(yi)(yi)般(ban)分為三個步驟：1）將(jiang)光(guang)刻膠(jiao)溶液噴灑(sa)倒硅(gui)(gui)(gui)片(pian)(pian)表面(mian)；2）加速旋(xuan)(xuan)轉托盤(pan)（硅(gui)(gui)(gui)片(pian)(pian)），直(zhi)到達到所需的(de)旋(xuan)(xuan)轉速度；3）達到所需的(de)旋(xuan)(xuan)轉速度之(zhi)后，保持一(yi)(yi)定時(shi)間的(de)旋(xuan)(xuan)轉。由于硅(gui)(gui)(gui)片(pian)(pian)表面(mian)的(de)光(guang)刻膠(jiao)是(shi)借(jie)旋(xuan)(xuan)轉時(shi)的(de)離心力作用向著硅(gui)(gui)(gui)片(pian)(pian)外(wai)圍移(yi)動(dong)，故涂(tu)膠(jiao)也(ye)可稱做甩(shuai)膠(jiao)。經(jing)過甩(shuai)膠(jiao)之(zhi)后，留(liu)在硅(gui)(gui)(gui)片(pian)(pian)表面(mian)的(de)光(guang)刻膠(jiao)不足原有的(de)1％。

3、軟烘干

也稱前烘(hong)(hong)。在液態的(de)光刻(ke)(ke)膠(jiao)(jiao)(jiao)中，溶(rong)劑成分占65％-85％，甩(shuai)膠(jiao)(jiao)(jiao)之(zhi)后(hou)雖然液態的(de)光刻(ke)(ke)膠(jiao)(jiao)(jiao)已(yi)經成為(wei)固(gu)態的(de)薄(bo)膜(mo)，但(dan)仍有10％-30％的(de)溶(rong)劑，容易玷(dian)污灰塵。通過(guo)在較高溫度下進行烘(hong)(hong)培，可(ke)以(yi)使溶(rong)劑從光刻(ke)(ke)膠(jiao)(jiao)(jiao)中揮發出來（前烘(hong)(hong)后(hou)溶(rong)劑含量(liang)降至5％左(zuo)右(you)），從而降低了灰塵的(de)玷(dian)污。同時還(huan)可(ke)以(yi)減(jian)(jian)輕因高速旋(xuan)轉形(xing)成的(de)薄(bo)膜(mo)應力，從而提高光刻(ke)(ke)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)附著性(xing)。在前烘(hong)(hong)過(guo)程(cheng)中，由(you)于(yu)溶(rong)劑揮發，光刻(ke)(ke)膠(jiao)(jiao)(jiao)厚度也會減(jian)(jian)薄(bo)，一般減(jian)(jian)薄(bo)的(de)幅度為(wei)10％-20％左(zuo)右(you)。

4、曝光

曝光(guang)(guang)過程中(zhong)，光(guang)(guang)刻(ke)膠中(zhong)的(de)(de)感(gan)光(guang)(guang)劑(ji)發(fa)生(sheng)光(guang)(guang)化(hua)(hua)學反應，從而使正(zheng)膠的(de)(de)感(gan)光(guang)(guang)區(qu)、負膠的(de)(de)非(fei)感(gan)光(guang)(guang)區(qu)能夠溶(rong)(rong)(rong)解(jie)于顯影液(ye)中(zhong)。正(zheng)性光(guang)(guang)刻(ke)膠中(zhong)的(de)(de)感(gan)光(guang)(guang)劑(ji)DQ發(fa)生(sheng)光(guang)(guang)化(hua)(hua)學反應，變為(wei)乙烯(xi)酮，進(jin)一步(bu)水解(jie)為(wei)茚并羧(suo)酸，羧(suo)酸對堿性溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)的(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)度比未感(gan)光(guang)(guang)的(de)(de)感(gan)光(guang)(guang)劑(ji)高(gao)出約100倍(bei)，同(tong)時(shi)還會促進(jin)酚(fen)醛樹脂的(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)。于是(shi)利用感(gan)光(guang)(guang)與未感(gan)光(guang)(guang)的(de)(de)光(guang)(guang)刻(ke)膠對堿性溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)的(de)(de)不同(tong)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)度，就可以進(jin)行(xing)掩(yan)膜圖形的(de)(de)轉(zhuan)移。

5、顯影

經顯(xian)(xian)(xian)影，正(zheng)膠(jiao)的(de)(de)感(gan)光(guang)區(qu)(qu)、負膠(jiao)的(de)(de)非感(gan)光(guang)區(qu)(qu)溶(rong)解于(yu)顯(xian)(xian)(xian)影液(ye)中，曝光(guang)后(hou)在(zai)光(guang)刻膠(jiao)層中的(de)(de)潛在(zai)圖形(xing)，顯(xian)(xian)(xian)影后(hou)便(bian)顯(xian)(xian)(xian)現出來，在(zai)光(guang)刻膠(jiao)上形(xing)成三位圖形(xing)。為了提高(gao)分辨率，幾乎(hu)每一種(zhong)光(guang)刻膠(jiao)都有專(zhuan)門的(de)(de)顯(xian)(xian)(xian)影液(ye)，以保(bao)證高(gao)質量(liang)的(de)(de)顯(xian)(xian)(xian)影效果。

6、硬烘干

也(ye)稱堅膜。顯影后，硅(gui)片還(huan)要經過一個(ge)高溫處(chu)理(li)過程，主要作(zuo)用是除去(qu)光刻膠(jiao)中(zhong)剩余的(de)溶劑，增強光刻膠(jiao)對硅(gui)片表(biao)面(mian)(mian)的(de)附著力，同時提高光刻膠(jiao)在刻蝕和離子注入過程中(zhong)的(de)抗蝕性和保護能力。在此(ci)溫度下，光刻膠(jiao)將(jiang)軟化(hua)(hua)，形成類似玻璃體在高溫下的(de)熔融狀態(tai)。這會使(shi)光刻膠(jiao)表(biao)面(mian)(mian)在表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力作(zuo)用下圓(yuan)滑化(hua)(hua)，并使(shi)光刻膠(jiao)層中(zhong)的(de)缺(que)陷（如針孔）因此(ci)減少，借(jie)此(ci)修正光刻膠(jiao)圖(tu)形的(de)邊緣輪廓。

7、刻（腐）蝕或離子注入

8、去膠

刻(ke)(ke)(ke)蝕或離(li)子注入之后，已(yi)經不(bu)再需(xu)要(yao)光(guang)(guang)刻(ke)(ke)(ke)膠(jiao)(jiao)(jiao)作保護層，可以將其(qi)除去(qu)(qu)(qu)(qu)，稱為(wei)去(qu)(qu)(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)(jiao)，分為(wei)濕法去(qu)(qu)(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)(jiao)和(he)(he)干(gan)法去(qu)(qu)(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)(jiao)，其(qi)中濕法去(qu)(qu)(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)(jiao)又分有(you)機(ji)(ji)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)去(qu)(qu)(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)(jiao)和(he)(he)無機(ji)(ji)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)去(qu)(qu)(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)(jiao)。有(you)機(ji)(ji)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)去(qu)(qu)(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)(jiao)，主要(yao)是(shi)(shi)(shi)使光(guang)(guang)刻(ke)(ke)(ke)膠(jiao)(jiao)(jiao)溶(rong)(rong)于有(you)機(ji)(ji)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)而除去(qu)(qu)(qu)(qu)；無機(ji)(ji)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)去(qu)(qu)(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)(jiao)則是(shi)(shi)(shi)利用光(guang)(guang)刻(ke)(ke)(ke)膠(jiao)(jiao)(jiao)本身也是(shi)(shi)(shi)有(you)機(ji)(ji)物的特點，通過(guo)一些(xie)無機(ji)(ji)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)，將光(guang)(guang)刻(ke)(ke)(ke)膠(jiao)(jiao)(jiao)中的碳元素氧(yang)化(hua)為(wei)二(er)氧(yang)化(hua)碳而將其(qi)除去(qu)(qu)(qu)(qu)。干(gan)法去(qu)(qu)(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)(jiao)，則是(shi)(shi)(shi)用等離(li)子體將光(guang)(guang)刻(ke)(ke)(ke)膠(jiao)(jiao)(jiao)剝(bo)除。

二、光刻膠制備方法

光(guang)刻(ke)膠(jiao)制(zhi)(zhi)作(zuo)是一項制(zhi)(zhi)作(zuo)印刷出(chu)版品，電子元件和芯片(pian)基(ji)板等精密細(xi)節的任務，它可(ke)以使產品品質更好、速(su)度更快以及圖案(an)更清晰且可(ke)重復性高。下(xia)面將圍繞光(guang)刻(ke)膠(jiao)來(lai)介紹一下(xia)其制(zhi)(zhi)作(zuo)的步(bu)驟。

1、首先，需要(yao)準備一些(xie)基(ji)本材(cai)料(liao)，包括光(guang)刻油墨(mo)、總溶劑、無水乙醇、光(guang)刻膠片(pian)(pian)以及洗版片(pian)(pian)等。具體材(cai)料(liao)需要(yao)根據(ju)不同情況選擇(ze)，常見的光(guang)刻膠片(pian)(pian)有PE片(pian)(pian)、PVC片(pian)(pian)和PC基(ji)片(pian)(pian)等。

2、接著，熔化光刻(ke)油墨。將所需的光刻(ke)油墨投入(ru)熔鍋，加(jia)入(ru)總溶(rong)劑和無水乙醇，熔化攪拌至光刻(ke)油墨充分(fen)溶(rong)解，并維持高溫狀態10-20分(fen)鐘，熔化溫度一般達(da)到200℃左右。

3、然(ran)后(hou)，就(jiu)是制作光刻(ke)(ke)膠(jiao)。將混合物倒(dao)入特定(ding)的烘箱，使(shi)其能夠容納(na)光刻(ke)(ke)片(pian)，加上少量脫模劑(ji)，將光刻(ke)(ke)膠(jiao)片(pian)在烘箱內(nei)暴露在200°高(gao)溫的空氣中，保持(chi)1小時(shi)左(zuo)右，至膠(jiao)片(pian)變軟且完全吸(xi)收光刻(ke)(ke)油墨，再放入冷(leng)卻(que)抽風箱中冷(leng)卻(que)1-2個(ge)小時(shi)。

4、最(zui)(zui)后，就是洗版。首先將(jiang)冷卻的光刻膠片(pian)和實物模板放置在洗版槽中(zhong)，用洗滌劑洗滌洗版片(pian)，保證洗版片(pian)覆蓋牢固，然后用抽空(kong)裝置抽空(kong)空(kong)氣中(zhong)的殘留毛刺，最(zui)(zui)后，將(jiang)光刻膠片(pian)及模板取出。

總之，制作光刻膠有(you)收集材料、熔化光(guang)刻(ke)油墨、制作光(guang)刻(ke)膠、以及洗版等(deng)四個步驟。它涉(she)及有(you)材料以及技術(shu)等(deng)方面，制作完成之后，可以在(zai)制作印(yin)刷出版品、電子元件(jian)和(he)芯片基板等(deng)精密細節的任(ren)務中大顯身手。