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(pian)表面附著能力的化合(he)物。

2、涂布光阻劑

將硅(gui)(gui)片(pian)(pian)放在(zai)一(yi)個(ge)平(ping)整的(de)金屬托(tuo)盤(pan)(pan)(pan)上，托(tuo)盤(pan)(pan)(pan)內有小(xiao)孔與(yu)(yu)真空管相連，硅(gui)(gui)片(pian)(pian)就被吸在(zai)托(tuo)盤(pan)(pan)(pan)上，這樣硅(gui)(gui)片(pian)(pian)就可以與(yu)(yu)托(tuo)盤(pan)(pan)(pan)一(yi)起旋(xuan)轉(zhuan)。涂膠(jiao)(jiao)(jiao)工藝一(yi)般分為三(san)個(ge)步驟：1）將光刻膠(jiao)(jiao)(jiao)溶(rong)液噴灑倒硅(gui)(gui)片(pian)(pian)表面(mian)；2）加速旋(xuan)轉(zhuan)托(tuo)盤(pan)(pan)(pan)（硅(gui)(gui)片(pian)(pian)），直到(dao)達(da)到(dao)所需的(de)旋(xuan)轉(zhuan)速度；3）達(da)到(dao)所需的(de)旋(xuan)轉(zhuan)速度之后，保持(chi)一(yi)定時間的(de)旋(xuan)轉(zhuan)。由于硅(gui)(gui)片(pian)(pian)表面(mian)的(de)光刻膠(jiao)(jiao)(jiao)是借(jie)旋(xuan)轉(zhuan)時的(de)離心力作用向著硅(gui)(gui)片(pian)(pian)外圍移動，故涂膠(jiao)(jiao)(jiao)也可稱做甩(shuai)膠(jiao)(jiao)(jiao)。經過甩(shuai)膠(jiao)(jiao)(jiao)之后，留在(zai)硅(gui)(gui)片(pian)(pian)表面(mian)的(de)光刻膠(jiao)(jiao)(jiao)不足原(yuan)有的(de)1％。

3、軟烘干

也稱前烘。在液態(tai)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)刻膠(jiao)(jiao)中，溶劑成(cheng)分占(zhan)65％-85％，甩膠(jiao)(jiao)之后雖(sui)然液態(tai)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)刻膠(jiao)(jiao)已經成(cheng)為固(gu)態(tai)的(de)(de)(de)薄膜(mo)，但(dan)仍(reng)有10％-30％的(de)(de)(de)溶劑，容(rong)易玷污灰塵。通(tong)過(guo)在較高溫度下進行烘培，可(ke)(ke)以使溶劑從光(guang)(guang)刻膠(jiao)(jiao)中揮發(fa)出來（前烘后溶劑含量降至5％左右），從而降低了灰塵的(de)(de)(de)玷污。同時還可(ke)(ke)以減(jian)輕因(yin)高速旋轉形成(cheng)的(de)(de)(de)薄膜(mo)應力(li)，從而提高光(guang)(guang)刻膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)附著(zhu)性。在前烘過(guo)程(cheng)中，由于溶劑揮發(fa)，光(guang)(guang)刻膠(jiao)(jiao)厚度也會減(jian)薄，一(yi)般(ban)減(jian)薄的(de)(de)(de)幅度為10％-20％左右。

4、曝光

曝光(guang)(guang)過程中，光(guang)(guang)刻(ke)膠(jiao)中的(de)(de)感(gan)光(guang)(guang)劑發生光(guang)(guang)化(hua)學反應，從而使正膠(jiao)的(de)(de)感(gan)光(guang)(guang)區、負膠(jiao)的(de)(de)非感(gan)光(guang)(guang)區能夠溶(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)于顯影液中。正性(xing)光(guang)(guang)刻(ke)膠(jiao)中的(de)(de)感(gan)光(guang)(guang)劑DQ發生光(guang)(guang)化(hua)學反應，變為乙(yi)烯酮(tong)，進(jin)一步(bu)水解(jie)(jie)(jie)為茚(yin)并羧(suo)(suo)酸，羧(suo)(suo)酸對堿性(xing)溶(rong)(rong)劑的(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)度(du)比未感(gan)光(guang)(guang)的(de)(de)感(gan)光(guang)(guang)劑高(gao)出約100倍，同(tong)時還(huan)會(hui)促(cu)進(jin)酚醛樹脂(zhi)的(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)。于是利用感(gan)光(guang)(guang)與未感(gan)光(guang)(guang)的(de)(de)光(guang)(guang)刻(ke)膠(jiao)對堿性(xing)溶(rong)(rong)劑的(de)(de)不(bu)同(tong)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)度(du)，就可以進(jin)行掩(yan)膜圖形的(de)(de)轉移。

5、顯影

經顯影(ying)，正膠(jiao)的感光(guang)區(qu)、負膠(jiao)的非(fei)感光(guang)區(qu)溶解(jie)于顯影(ying)液中(zhong)(zhong)，曝(pu)光(guang)后(hou)在(zai)光(guang)刻膠(jiao)層中(zhong)(zhong)的潛在(zai)圖形(xing)，顯影(ying)后(hou)便顯現(xian)出(chu)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，幾乎每一種光(guang)刻膠(jiao)都(dou)有(you)專門的顯影(ying)液，以保證高(gao)質量(liang)的顯影(ying)效果。

6、硬烘干

也稱(cheng)堅膜。顯影后，硅片還要(yao)(yao)經過(guo)(guo)一個高(gao)(gao)溫(wen)處理過(guo)(guo)程，主要(yao)(yao)作用是除去光(guang)(guang)刻(ke)膠(jiao)(jiao)中(zhong)(zhong)剩余的(de)(de)溶(rong)劑，增強光(guang)(guang)刻(ke)膠(jiao)(jiao)對硅片表面(mian)的(de)(de)附著(zhu)力，同時提(ti)高(gao)(gao)光(guang)(guang)刻(ke)膠(jiao)(jiao)在刻(ke)蝕和離子(zi)注(zhu)入過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)的(de)(de)抗蝕性和保護能力。在此(ci)溫(wen)度下，光(guang)(guang)刻(ke)膠(jiao)(jiao)將軟化，形成類似玻(bo)璃體在高(gao)(gao)溫(wen)下的(de)(de)熔融狀態。這(zhe)會使(shi)光(guang)(guang)刻(ke)膠(jiao)(jiao)表面(mian)在表面(mian)張(zhang)力作用下圓(yuan)滑化，并(bing)使(shi)光(guang)(guang)刻(ke)膠(jiao)(jiao)層中(zhong)(zhong)的(de)(de)缺陷（如針孔）因此(ci)減少，借此(ci)修正光(guang)(guang)刻(ke)膠(jiao)(jiao)圖形的(de)(de)邊(bian)緣輪廓(kuo)。

7、刻（腐）蝕或離子注入

8、去膠

刻(ke)蝕或離子注入之后，已經不再需(xu)要光(guang)刻(ke)膠(jiao)(jiao)作保護(hu)層，可以將其(qi)除去(qu)(qu)，稱為(wei)去(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)，分為(wei)濕(shi)法去(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)和干法去(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)，其(qi)中濕(shi)法去(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)又分有機(ji)(ji)(ji)溶(rong)(rong)劑(ji)去(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)和無機(ji)(ji)(ji)溶(rong)(rong)劑(ji)去(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)。有機(ji)(ji)(ji)溶(rong)(rong)劑(ji)去(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)，主要是(shi)使光(guang)刻(ke)膠(jiao)(jiao)溶(rong)(rong)于有機(ji)(ji)(ji)溶(rong)(rong)劑(ji)而(er)(er)除去(qu)(qu)；無機(ji)(ji)(ji)溶(rong)(rong)劑(ji)去(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)則(ze)是(shi)利用光(guang)刻(ke)膠(jiao)(jiao)本身也是(shi)有機(ji)(ji)(ji)物(wu)的特點，通過一些(xie)無機(ji)(ji)(ji)溶(rong)(rong)劑(ji)，將光(guang)刻(ke)膠(jiao)(jiao)中的碳元(yuan)素氧化(hua)為(wei)二氧化(hua)碳而(er)(er)將其(qi)除去(qu)(qu)。干法去(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)，則(ze)是(shi)用等離子體將光(guang)刻(ke)膠(jiao)(jiao)剝(bo)除。

二、光刻膠制備方法

光刻(ke)膠(jiao)制(zhi)作是一項(xiang)制(zhi)作印刷出版品(pin)(pin)，電子(zi)元件和(he)芯片基(ji)板等精密細(xi)節的任務，它可以(yi)使產品(pin)(pin)品(pin)(pin)質更(geng)好(hao)、速(su)度更(geng)快(kuai)以(yi)及圖(tu)案(an)更(geng)清晰(xi)且可重復性高。下(xia)(xia)面將圍繞光刻(ke)膠(jiao)來介紹一下(xia)(xia)其制(zhi)作的步驟。

1、首先，需要(yao)準(zhun)備一些基本材(cai)料，包括光(guang)刻油墨、總溶劑、無水乙(yi)醇、光(guang)刻膠片(pian)以及洗版(ban)片(pian)等。具體材(cai)料需要(yao)根據不同情況選擇(ze)，常見的光(guang)刻膠片(pian)有(you)PE片(pian)、PVC片(pian)和(he)PC基片(pian)等。

2、接著(zhu)，熔(rong)化光(guang)刻油墨(mo)(mo)。將所需的光(guang)刻油墨(mo)(mo)投入熔(rong)鍋，加入總溶劑(ji)和無水乙醇，熔(rong)化攪拌至光(guang)刻油墨(mo)(mo)充分溶解，并維持高溫(wen)(wen)狀(zhuang)態(tai)10-20分鐘，熔(rong)化溫(wen)(wen)度一般(ban)達到(dao)200℃左右。

3、然后，就(jiu)是(shi)制作光(guang)刻膠(jiao)。將混合(he)物倒入特(te)定的烘(hong)箱(xiang)，使(shi)其能(neng)夠容納光(guang)刻片(pian)，加上(shang)少(shao)量脫模劑，將光(guang)刻膠(jiao)片(pian)在(zai)烘(hong)箱(xiang)內暴(bao)露在(zai)200°高(gao)溫的空氣中，保持1小時左右，至膠(jiao)片(pian)變軟且(qie)完全吸(xi)收光(guang)刻油墨，再放入冷(leng)卻抽風箱(xiang)中冷(leng)卻1-2個小時。

4、最后(hou)(hou)(hou)，就(jiu)是(shi)洗(xi)版。首先將冷卻的(de)光刻(ke)(ke)膠(jiao)片(pian)(pian)(pian)和實物模板放置在洗(xi)版槽(cao)中，用洗(xi)滌劑洗(xi)滌洗(xi)版片(pian)(pian)(pian)，保證洗(xi)版片(pian)(pian)(pian)覆蓋牢固，然后(hou)(hou)(hou)用抽(chou)(chou)空裝置抽(chou)(chou)空空氣中的(de)殘留毛刺，最后(hou)(hou)(hou)，將光刻(ke)(ke)膠(jiao)片(pian)(pian)(pian)及(ji)模板取出(chu)。

總之，制作光刻膠有收(shou)集(ji)材(cai)料(liao)(liao)、熔(rong)化(hua)光刻油墨、制(zhi)作光刻膠、以及洗版等(deng)四(si)個步驟。它(ta)涉及有材(cai)料(liao)(liao)以及技術(shu)等(deng)方面，制(zhi)作完(wan)成(cheng)之后(hou)，可以在制(zhi)作印(yin)刷(shua)出版品、電子元件和(he)芯片(pian)基板(ban)等(deng)精密(mi)細(xi)節(jie)的任(ren)務中(zhong)大顯身(shen)手。