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(fu)著能力的(de)化合物。

2、涂布光阻劑

將(jiang)(jiang)硅(gui)(gui)片(pian)(pian)放在一個平(ping)整(zheng)的(de)金屬托盤(pan)(pan)上(shang)，托盤(pan)(pan)內有小孔(kong)與真空管相(xiang)連(lian)，硅(gui)(gui)片(pian)(pian)就(jiu)被吸在托盤(pan)(pan)上(shang)，這樣(yang)硅(gui)(gui)片(pian)(pian)就(jiu)可以與托盤(pan)(pan)一起(qi)旋轉(zhuan)。涂膠工藝一般分為三個步驟：1）將(jiang)(jiang)光(guang)刻膠溶液噴(pen)灑倒(dao)硅(gui)(gui)片(pian)(pian)表(biao)面(mian)；2）加速(su)旋轉(zhuan)托盤(pan)(pan)（硅(gui)(gui)片(pian)(pian)），直(zhi)到達到所需的(de)旋轉(zhuan)速(su)度；3）達到所需的(de)旋轉(zhuan)速(su)度之后，保持一定時間的(de)旋轉(zhuan)。由于硅(gui)(gui)片(pian)(pian)表(biao)面(mian)的(de)光(guang)刻膠是(shi)借旋轉(zhuan)時的(de)離心力(li)作用(yong)向(xiang)著硅(gui)(gui)片(pian)(pian)外圍移動(dong)，故(gu)涂膠也可稱(cheng)做甩膠。經過(guo)甩膠之后，留在硅(gui)(gui)片(pian)(pian)表(biao)面(mian)的(de)光(guang)刻膠不足原(yuan)有的(de)1％。

3、軟烘干

也稱前(qian)烘。在液(ye)態的(de)光刻(ke)膠中(zhong)，溶劑(ji)成(cheng)分占(zhan)65％-85％，甩膠之(zhi)后(hou)雖然(ran)液(ye)態的(de)光刻(ke)膠已經成(cheng)為(wei)固態的(de)薄膜(mo)，但仍有10％-30％的(de)溶劑(ji)，容易玷污(wu)灰(hui)(hui)塵(chen)。通過(guo)在較(jiao)高溫度(du)下(xia)進(jin)行烘培，可以(yi)使溶劑(ji)從光刻(ke)膠中(zhong)揮發(fa)出來(lai)（前(qian)烘后(hou)溶劑(ji)含量降(jiang)至5％左右），從而降(jiang)低了灰(hui)(hui)塵(chen)的(de)玷污(wu)。同時還可以(yi)減(jian)輕(qing)因高速旋轉形成(cheng)的(de)薄膜(mo)應力，從而提(ti)高光刻(ke)膠的(de)附著性。在前(qian)烘過(guo)程(cheng)中(zhong)，由(you)于溶劑(ji)揮發(fa)，光刻(ke)膠厚度(du)也會減(jian)薄，一般減(jian)薄的(de)幅(fu)度(du)為(wei)10％-20％左右。

4、曝光

曝光(guang)(guang)過程中(zhong)，光(guang)(guang)刻(ke)膠(jiao)(jiao)中(zhong)的(de)感(gan)光(guang)(guang)劑(ji)發(fa)生光(guang)(guang)化學反(fan)應，從(cong)而使正(zheng)膠(jiao)(jiao)的(de)感(gan)光(guang)(guang)區(qu)、負膠(jiao)(jiao)的(de)非感(gan)光(guang)(guang)區(qu)能夠溶(rong)(rong)解(jie)于(yu)顯(xian)影液中(zhong)。正(zheng)性光(guang)(guang)刻(ke)膠(jiao)(jiao)中(zhong)的(de)感(gan)光(guang)(guang)劑(ji)DQ發(fa)生光(guang)(guang)化學反(fan)應，變(bian)為乙烯(xi)酮，進(jin)一步水(shui)解(jie)為茚(yin)并羧(suo)酸，羧(suo)酸對堿(jian)性溶(rong)(rong)劑(ji)的(de)溶(rong)(rong)解(jie)度比(bi)未感(gan)光(guang)(guang)的(de)感(gan)光(guang)(guang)劑(ji)高出(chu)約100倍(bei)，同(tong)時還(huan)會促進(jin)酚醛樹(shu)脂的(de)溶(rong)(rong)解(jie)。于(yu)是利用感(gan)光(guang)(guang)與未感(gan)光(guang)(guang)的(de)光(guang)(guang)刻(ke)膠(jiao)(jiao)對堿(jian)性溶(rong)(rong)劑(ji)的(de)不(bu)同(tong)溶(rong)(rong)解(jie)度，就可以進(jin)行掩膜圖(tu)形的(de)轉(zhuan)移。

5、顯影

經顯(xian)影(ying)，正膠的感光(guang)區(qu)、負(fu)膠的非感光(guang)區(qu)溶解(jie)于顯(xian)影(ying)液(ye)中，曝光(guang)后(hou)在光(guang)刻膠層中的潛在圖形，顯(xian)影(ying)后(hou)便顯(xian)現(xian)出來，在光(guang)刻膠上形成三(san)位圖形。為了提(ti)高(gao)(gao)分辨率，幾(ji)乎每一種光(guang)刻膠都有專門的顯(xian)影(ying)液(ye)，以保證高(gao)(gao)質量的顯(xian)影(ying)效果。

6、硬烘干

也稱堅(jian)膜。顯影(ying)后，硅片還要經過(guo)一個(ge)高(gao)溫(wen)處理過(guo)程(cheng)，主要作用是除去光(guang)刻膠(jiao)中剩余的(de)(de)(de)溶(rong)劑(ji)，增強光(guang)刻膠(jiao)對硅片表面(mian)的(de)(de)(de)附(fu)著力(li)，同(tong)時提(ti)高(gao)光(guang)刻膠(jiao)在刻蝕和(he)離子注(zhu)入過(guo)程(cheng)中的(de)(de)(de)抗蝕性和(he)保護能(neng)力(li)。在此溫(wen)度下(xia)(xia)，光(guang)刻膠(jiao)將軟化，形成類似玻璃體在高(gao)溫(wen)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)熔融狀(zhuang)態(tai)。這(zhe)會使光(guang)刻膠(jiao)表面(mian)在表面(mian)張力(li)作用下(xia)(xia)圓滑化，并使光(guang)刻膠(jiao)層中的(de)(de)(de)缺陷(xian)（如針孔）因(yin)此減少，借此修(xiu)正光(guang)刻膠(jiao)圖形的(de)(de)(de)邊緣輪廓。

7、刻（腐）蝕或離子注入

8、去膠

刻(ke)(ke)蝕或離(li)子注入之后，已經不再需要(yao)光(guang)刻(ke)(ke)膠(jiao)(jiao)(jiao)作(zuo)保護層，可以將其(qi)除(chu)去(qu)(qu)(qu)(qu)，稱為去(qu)(qu)(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)(jiao)，分為濕法去(qu)(qu)(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)(jiao)和干法去(qu)(qu)(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)(jiao)，其(qi)中濕法去(qu)(qu)(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)(jiao)又(you)分有機溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)去(qu)(qu)(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)(jiao)和無機溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)去(qu)(qu)(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)(jiao)。有機溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)去(qu)(qu)(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)(jiao)，主要(yao)是使光(guang)刻(ke)(ke)膠(jiao)(jiao)(jiao)溶(rong)(rong)于有機溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)而除(chu)去(qu)(qu)(qu)(qu)；無機溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)去(qu)(qu)(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)(jiao)則(ze)是利(li)用光(guang)刻(ke)(ke)膠(jiao)(jiao)(jiao)本身也是有機物的特點，通(tong)過一些無機溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，將光(guang)刻(ke)(ke)膠(jiao)(jiao)(jiao)中的碳元素氧(yang)化為二(er)氧(yang)化碳而將其(qi)除(chu)去(qu)(qu)(qu)(qu)。干法去(qu)(qu)(qu)(qu)膠(jiao)(jiao)(jiao)，則(ze)是用等離(li)子體將光(guang)刻(ke)(ke)膠(jiao)(jiao)(jiao)剝除(chu)。

二、光刻膠制備方法

光(guang)刻膠制作(zuo)是一項(xiang)制作(zuo)印刷出(chu)版品(pin)，電子元件和(he)芯片基板(ban)等精密細節的(de)(de)任務，它(ta)可(ke)以使產品(pin)品(pin)質更好、速度(du)更快以及圖(tu)案更清晰且可(ke)重復性(xing)高。下面將(jiang)圍繞光(guang)刻膠來(lai)介紹(shao)一下其制作(zuo)的(de)(de)步驟(zou)。

1、首先，需(xu)要(yao)(yao)準備(bei)一些基(ji)(ji)本材(cai)料(liao)，包括光(guang)刻(ke)油墨、總溶(rong)劑、無(wu)水乙醇、光(guang)刻(ke)膠片以及洗版片等。具體材(cai)料(liao)需(xu)要(yao)(yao)根(gen)據不同情況選擇，常見的光(guang)刻(ke)膠片有PE片、PVC片和PC基(ji)(ji)片等。

2、接(jie)著，熔化(hua)光刻(ke)油墨。將所(suo)需的(de)光刻(ke)油墨投入(ru)熔鍋，加入(ru)總溶(rong)劑(ji)和(he)無(wu)水(shui)乙(yi)醇，熔化(hua)攪拌至光刻(ke)油墨充分溶(rong)解，并維持高溫狀態(tai)10-20分鐘(zhong)，熔化(hua)溫度一般達到200℃左(zuo)右。

3、然后，就是制作光(guang)刻(ke)膠(jiao)。將(jiang)混合物倒入特定的(de)烘(hong)箱，使其能夠容納光(guang)刻(ke)片(pian)，加上(shang)少量脫模劑，將(jiang)光(guang)刻(ke)膠(jiao)片(pian)在烘(hong)箱內暴(bao)露(lu)在200°高溫的(de)空氣中，保持1小(xiao)時左(zuo)右，至(zhi)膠(jiao)片(pian)變軟且(qie)完全吸收光(guang)刻(ke)油墨，再放入冷卻抽風箱中冷卻1-2個(ge)小(xiao)時。

4、最(zui)(zui)后，就是洗(xi)(xi)版(ban)。首先將冷卻的(de)光刻膠(jiao)片(pian)(pian)和實(shi)物模板(ban)(ban)放置在洗(xi)(xi)版(ban)槽(cao)中，用(yong)洗(xi)(xi)滌(di)劑洗(xi)(xi)滌(di)洗(xi)(xi)版(ban)片(pian)(pian)，保證(zheng)洗(xi)(xi)版(ban)片(pian)(pian)覆(fu)蓋牢固，然后用(yong)抽空裝置抽空空氣(qi)中的(de)殘(can)留(liu)毛刺，最(zui)(zui)后，將光刻膠(jiao)片(pian)(pian)及(ji)模板(ban)(ban)取出。

總之，制作光刻膠有(you)收集(ji)材(cai)料、熔(rong)化光刻油墨、制作(zuo)(zuo)光刻膠、以及(ji)(ji)洗版(ban)(ban)等(deng)四個(ge)步驟(zou)。它(ta)涉及(ji)(ji)有(you)材(cai)料以及(ji)(ji)技(ji)術等(deng)方面，制作(zuo)(zuo)完成之后，可以在制作(zuo)(zuo)印刷出(chu)版(ban)(ban)品、電子元件和(he)芯片基(ji)板等(deng)精密細節的任務中(zhong)大顯身手(shou)。