負性光刻膠如何制備模具

⑴ 誰知道樹脂工藝品用的模具是怎麼做出來的

一種聚二甲基硅氧烷微流控晶元復型光固化樹脂模具製作方法，採用環氧類光敏樹脂配製的液態光刻膠為微模具材料，以石英玻璃為背襯基片，通過基片上的硅烷偶聯劑塗層增加模具結構與基片的結合力，用在基片周圍粘貼不同厚度的塑料薄片的方法控制光刻膠厚度，以高解析度激光照排機輸出的感光軟片為光刻掩模，以普通紫外燈或紫外線激光器為曝光光源，以F46薄膜為曝光時的保護膜，以無水乙醇為顯影液，通過振盪獲得干凈清晰的顯影輪廓，通過顯影後的二次光固化提高結構強度及結構與基片的結合力。該模具可用於復制PDMS材料的微流控晶元、生物晶元、壓印光刻工藝中使用的軟模具，還可用於其它微機械電子系統(MEMS)的加工領域。

⑵ 負性光刻膠的介紹

負性光刻膠又稱光致抗蝕劑，是一種由感光樹脂、增感劑（見光譜增感染料）和溶劑三種主要成分組成的對光敏感的混合液體。

⑶ 正性光刻膠與負性光刻膠對孔金屬化的優缺點

摘要 你好，如果進行對比，正性光刻膠的精度會比負性光刻膠的精度更加的精確。負膠顯影後圖形有漲縮，負性膠限制在2~3μm.，而正性膠的分辨力優於0.5μm 導致影響精度，正性膠則無這方面的影響。但是對於同一厚度的正負光刻膠，而負型光刻膠對待濕法或者腐蝕性等方面的問題的時候會更勝一籌。這是雙方的優缺點。

⑷ 負性光刻膠的原理

光刻膠在接受一定波長的光或者射線時,會相應的發生一種光化學反應或者激勵作用。光化學反應中的光吸收是在化學鍵合中起作用的處於原子最外層的電子由基態轉入激勵態時引起的。對於有機物，基態與激勵態的能量差為3~6eV，相當於該能量差的光(即波長為0.2~0.4μm的光)被有機物強烈吸收，使在化學鍵合中起作用的電子轉入激勵態。化學鍵合在受到這種激勵時，或者分離或者改變鍵合對象，發生化學變化。電子束、X射線及離子束(即被加速的粒子)注入物質後，因與物質具有的電子相互作用，能量逐漸消失。電子束失去的能量轉移到物質的電子中，因此生成激勵狀態的電子或二次電子或離子。這些電子或離子均可誘發光刻膠的化學反應。

⑸ 負性光刻膠的簡介

感光樹脂經光照後，在曝光區能很快地發生光固化反應，使得這種材料的物理性能，特別是溶解性、親合性等發生明顯變化。經適當的溶劑處理，溶去可溶性部分，得到所需圖像（見圖光致抗蝕劑成像製版過程）。光刻膠廣泛用於印刷電路和集成電路的製造以及印刷製版等過程。光刻膠的技術復雜，品種較多。根據其化學反應機理和顯影原理，可分負性膠和正性膠兩類。光照後形成不可溶物質的是負性膠；反之，對某些溶劑是不可溶的，經光照後變成可溶物質的即為正性膠。利用這種性能，將光刻膠作塗層，就能在矽片表面刻蝕所需的電路圖形。基於感光樹脂的化學結構，光刻膠可以分為三種類型。①光聚合型，採用烯類單體，在光作用下生成自由基，自由基再進一步引發單體聚合，最後生成聚合物，具有形成正像的特點。②光分解型，採用含有疊氮醌類化合物的材料，經光照後,會發生光分解反應,由油溶性變為水溶性，可以製成正性膠。③光交聯型，採用聚乙烯醇月桂酸酯等作為光敏材料,在光的作用下,其分子中的雙鍵被打開，並使鏈與鏈之間發生交聯，形成一種不溶性的網狀結構，而起到抗蝕作用，這是一種典型的負性光刻膠。柯達公司的產品KPR膠即屬此類。感光樹脂在用近紫外光輻照成像時，光的波長會限制解析度（見感光材料）的提高。為進一步提高解析度以滿足超大規模集成電路工藝的要求，必須採用波長更短的輻射作為光源。由此產生電子束、X 射線和深紫外(<250nm)刻蝕技術和相應的電子束刻蝕膠，X射線刻蝕膠和深紫外線刻蝕膠，所刻蝕的線條可細至1□m以下。

⑹ UV光刻膠中的正性和負性膠的區別

最主要的區別就是正膠經曝光顯影後可溶與顯影液; 負膠經曝光顯影後不溶與顯影液
同樣一塊mask， 正膠和負膠曝光顯影後圖形是相反的

⑺ 簡單入門的硅膠模具製作方法是怎樣

一、工具及材料的准備

選備好適合產品用的模具硅膠，模種一個，電子稱一台，攪拌容器一個，攪拌刀一把等工具及材料。

二、模種處理

將模種打磨拋光處理光滑，然後塗刷脫模劑，脫模劑一定要塗刷均勻（脫模劑可以是洗潔精，肥皂水，凡士林，液體石蠟等），最後用氣槍吹乾或者是紗布擦乾。如若做分片模，要選擇畫好模線。

備註：脫模劑塗刷不均勻，容易導致脫模時，有些復雜花紋脫模劑塗刷不到的地方，不好脫模，模種粘在模具上損壞模種。

三、固定模種

把模種用膠水固定在木板上，再根據開模方式的不同來處理模種，具體有灌注模，包模，分片模開模方法。

若是灌注模：

灌模或灌注模，是用於比較光滑或簡單的產品，沒有模線省工省時，就是將你要復制的產品或模型，用膠板或玻璃板圍起來，並用膠水將四周密封，以免有縫隙灌注硅膠時，硅膠沿縫隙流出。（此為簡單入門級別）用紙板圍起來打脫模劑倒膠就行

備註：膠板或玻璃板接觸硅膠地方也要打脫模劑。

若是分片模：
把模線以下的部分用油泥堆滿，碾平浮滑，用刀具將四周的油泥切掉，距離

模種25px-37.5px為佳。

四、硅膠和固化劑配比

估算模具用量，模具硅膠外觀是流動的液體，A組份是硅膠，B組份是固化劑。用電子稱稱量所需硅膠，再按一定的比例稱量固化劑，一般固化劑的添加量是2%-3%，例：取100克硅膠，加入2克固化劑，膠與固化劑攪拌均勻，（註：硅膠與固化劑一定要攪拌均勻，如果沒有攪拌均勻，模具會出現一塊已經固化，一塊沒有固化，硅膠會出現乾燥固化不均勻的狀況就會影響硅膠模具的使用壽命及翻模次數，甚至造成模具報廢狀況。

五、抽真空排泡處理

硅膠與固化劑攪拌均勻後，進行抽真空排氣泡環節，抽真空的時間不宜太久，正常情況下，不要超過十分鍾，抽真空時間太久，硅膠馬上固化，產生了交聯反映，使硅膠變成一塊一塊的，無法進行塗刷或灌注，這樣就浪費了硅膠，只能把硅膠倒入垃圾桶，重新再取硅膠來做。

六、模具膠操作過程

一般以塗刷或灌注的操作進行，主要分為：灌注模，包模，分片模。

1、灌模或灌注模的操作方法：

按照模種固定，將模種進行固定後，將抽過真空的硅膠直接倒入產品上面，待硅膠乾燥成型後，取出產品，模具就成型了（註：灌注模一般採用硬度比較軟的硅膠來做模，這樣脫模比較容易，不會損壞硅膠模具裡面的產品）.

2、包模或分片模操作方法：

把抽空排過氣泡的硅膠，以塗刷或灌注的方式。倒在產品上面（註：在倒硅膠之前要復制的產品或模型一定要打脫模劑或隔離劑）。然後再把硅膠塗刷在產品上面，塗刷一定要均勻，30分鍾後粘貼一層紗布纖緯布來增加硅膠的強度和拉力。然後再塗刷一層硅膠，再粘貼一層紗布纖緯布，這樣兩次之後就可以了。只有這樣做，開出來的硅膠模具使用壽命及翻模次數相對要提高很多，可以節省成本，提高效率。如果是大件產品，也可以貼玻璃纖維布，但是玻璃纖維布不能貼在第一層，因為比較硬，模具裡面會不光滑。

3．外模的製作：一般採用的方法和材料是將模具四周，用膠板或木板圍起來，一採用石膏將模櫃灌滿就可以了，另一種採用樹脂塗刷的方式，塗刷一層樹脂就粘貼一層玻纖布，再塗刷再粘貼，反復兩三層就可以完成模具外模了。

備註：硅膠模具最終做好以後，再根據產品特點決定是否對模具進行開刀處理，如果是開刀是開鋸齒狀。

⑻ 什麼是光刻膠

光刻膠是微電子技術中微細圖形加工的關鍵材料之一，特別是近年來大規模和超大規模集成電路的發展，更是大大促進了光刻膠的研究開發和應用。印刷工業是光刻膠應用的另一重要領域。1954 年由明斯克等人首先研究成功的聚乙烯醇肉桂酸脂就是用於印刷工業的，以後才用於電子工業。[1]光刻膠是一種有機化合物，它被紫外光曝光後，在顯影溶液中的溶解度會發生變化。矽片製造中所用的光刻膠以液態塗在矽片表面，而後被乾燥成膠膜。

目的
矽片製造中，光刻膠的目的主要有兩個：光刻膠原理，小孔成像！技術源頭，古老的相機！

（1）將掩模版圖形轉移到矽片表面頂層的光刻膠中；

（2）在後續工藝中，保護下面的材料（例如刻蝕或離子注入阻擋層）。

分類
光刻膠的技術復雜，品種較多。根據其化學反應機理和顯影原理，可分負性膠和正性膠兩類。光照後形成不可溶物質的是負性膠；反之，對某些溶劑是不可溶的，經光照後變成可溶物質的即為正性膠。

利用這種性能，將光刻膠作塗層，就能在矽片表面刻蝕所需的電路圖形。基於感光樹脂的化學結構，光刻膠可以分為三種類型。

光聚合型
採用烯類單體，在光作用下生成自由基，自由基再進一步引發單體聚合，最後生成聚合物，具有形成正像的特點。
光分解型
採用含有疊氮醌類化合物的材料，經光照後,會發生光分解反應,由油溶性變為水溶性，可以製成正性膠。

光交聯型
採用聚乙烯醇月桂酸酯等作為光敏材料,在光的作用下,其分子中的雙鍵被打開，並使鏈與鏈之間發生交聯，形成一種不溶性的網狀結構，而起到抗蝕作用，這是一種典型的負性光刻膠。柯達公司的產品KPR膠即屬此類。

含硅光刻膠
為了避免光刻膠線條的倒塌，線寬越小的光刻工藝，就要求光刻膠的厚度越薄。

在20nm技術節點，光刻膠的厚度已經減少到了100nm左右。但是薄光刻膠不能有效的阻擋等離子體對襯底的刻蝕[2]。為此，研發了含Si的光刻膠，這種含Si光刻膠被旋塗在一層較厚的聚合物材料（常被稱作Underlayer），其對光是不敏感的。曝光顯影後，利用氧等離子體刻蝕，把光刻膠上的圖形轉移到Underlayer上，在氧等離子體刻蝕條件下，含Si的光刻膠刻蝕速率遠小於Underlayer，具有較高的刻蝕選擇性。

含有Si的光刻膠是使用分子結構中有Si的有機材料合成的，例如硅氧烷，硅烷，含Si的丙烯酸樹脂等。

⑼ 光刻的工序

一般的光刻工藝要經歷矽片表面清洗烘乾、塗底、旋塗光刻膠、軟烘、對准曝光、後烘、顯影、硬烘、刻蝕、檢測等工序。
矽片清洗烘乾
1、矽片清洗烘乾（Cleaning and Pre-Baking）
方法：濕法清洗+去離子水沖洗+脫水烘焙（熱板150～250C,1～2分鍾，氮氣保護）
目的：a、除去表面的污染物（顆粒、有機物、工藝殘余、可動離子）；b、除去水蒸氣，使基底表面由親水性變為憎水性，增強表面的黏附性（對光刻膠或者是HMDS-〉六甲基二硅胺烷）。
塗底
2、塗底（Priming）
方法：a、氣相成底膜的熱板塗底。HMDS蒸氣淀積，200～250C,30秒鍾；優點：塗底均勻、避免顆粒污染；b、旋轉塗底。缺點：顆粒污染、塗底不均勻、HMDS用量大。
目的：使表面具有疏水性，增強基底表面與光刻膠的黏附性。
旋轉塗膠
3、旋轉塗膠（Spin-on PR Coating）
方法：a、靜態塗膠（Static）。矽片靜止時，滴膠、加速旋轉、甩膠、揮發溶劑（原光刻膠的溶劑約佔65～85%,旋塗後約佔10～20%）；b、動態（Dynamic）。低速旋轉（500rpm_rotation per minute）、滴膠、加速旋轉（3000rpm）、甩膠、揮發溶劑。
決定光刻膠塗膠厚度的關鍵參數：光刻膠的黏度（Viscosity），黏度越低，光刻膠的厚度越薄；旋轉速度，速度越快，厚度越薄；
影響光刻膠均勻性的參數：旋轉加速度，加速越快越均勻；與旋轉加速的時間點有關。
一般旋塗光刻膠的厚度與曝光的光源波長有關（因為不同級別的曝光波長對應不同的光刻膠種類和解析度）：I-line最厚，約0.7～3μm；KrF的厚度約0.4～0.9μm；ArF的厚度約0.2～0.5μm。
軟烘
4、軟烘（Soft Baking）
方法：真空熱板，85～120C,30～60秒；
目的：除去溶劑（4～7%）；增強黏附性；釋放光刻膠膜內的應力；防止光刻膠玷污設備；
邊緣光刻膠的去除
5、邊緣光刻膠的去除（EBR，Edge Bead Removal）。
光刻膠塗覆後，在矽片邊緣的正反兩面都會有光刻膠的堆積。邊緣的光刻膠一般塗布不均勻，不能得到很好的圖形，而且容易發生剝離（Peeling）而影響其它部分的圖形。所以需要去除。
方法：a、化學的方法（Chemical EBR）。軟烘後，用PGMEA或EGMEA去邊溶劑，噴出少量在正反面邊緣處，並小心控制不要到達光刻膠有效區域；b、光學方法（Optical EBR）。即矽片邊緣曝光（WEE，Wafer Edge Exposure）。在完成圖形的曝光後，用激光曝光矽片邊緣，然後在顯影或特殊溶劑中溶解；
對准
6、對准（Alignment）
對准方法：a、預對准，通過矽片上的notch或者flat進行激光自動對准；b、通過對准標志（Align Mark），位於切割槽（Scribe Line）上。另外層間對准，即套刻精度（Overlay），保證圖形與矽片上已經存在的圖形之間的對准。
曝光
7、曝光（Exposure）
曝光中最重要的兩個參數是：曝光能量（Energy）和焦距（Focus）。如果能量和焦距調整不好，就不能得到要求的解析度和大小的圖形。表現為圖形的關鍵尺寸超出要求的范圍。
曝光方法：
a、接觸式曝光（Contact Printing）。掩膜板直接與光刻膠層接觸。曝光出來的圖形與掩膜板上的圖形解析度相當，設備簡單。缺點：光刻膠污染掩膜板；掩膜板的磨損，壽命很低（只能使用5～25次）；1970前使用，解析度〉0.5μm。
b、接近式曝光（Proximity Printing）。掩膜板與光刻膠層的略微分開，大約為10～50μm。可以避免與光刻膠直接接觸而引起的掩膜板損傷。但是同時引入了衍射效應，降低了解析度。1970後適用，但是其最大解析度僅為2～4μm。
c、投影式曝光（Projection Printing）。在掩膜板與光刻膠之間使用透鏡聚集光實現曝光。一般掩膜板的尺寸會以需要轉移圖形的4倍製作。優點：提高了解析度；掩膜板的製作更加容易；掩膜板上的缺陷影響減小。
投影式曝光分類：
掃描投影曝光（Scanning Project Printing）。70年代末～80年代初，〉1μm工藝；掩膜板1：1，全尺寸；
步進重復投影曝光（Stepping-repeating Project Printing或稱作Stepper）。80年代末～90年代，0.35μm（I line）～0.25μm（DUV）。掩膜板縮小比例（4：1），曝光區域（Exposure Field）22×22mm（一次曝光所能覆蓋的區域）。增加了棱鏡系統的製作難度。
掃描步進投影曝光（Scanning-Stepping Project Printing）。90年代末～至今，用於≤0.18μm工藝。採用6英寸的掩膜板按照4：1的比例曝光，曝光區域（Exposure Field）26×33mm。優點：增大了每次曝光的視場；提供矽片表面不平整的補償；提高整個矽片的尺寸均勻性。但是，同時因為需要反向運動，增加了機械繫統的精度要求。
在曝光過程中，需要對不同的參數和可能缺陷進行跟蹤和控制，會用到檢測控制晶元/控片（Monitor Chip）。根據不同的檢測控制對象，可以分為以下幾種：a、顆粒控片（Particle MC）：用於晶元上微小顆粒的監控，使用前其顆粒數應小於10顆；b、卡盤顆粒控片（Chuck Particle MC）：測試光刻機上的卡盤平坦度的專用晶元，其平坦度要求非常高；c、焦距控片（Focus MC）：作為光刻機監控焦距監控；d、關鍵尺寸控片（Critical Dimension MC）：用於光刻區關鍵尺寸穩定性的監控；e、光刻膠厚度控片（PhotoResist Thickness MC）：光刻膠厚度測量；f、光刻缺陷控片（PDM，Photo Defect Monitor）：光刻膠缺陷監控。
舉例：0.18μm的CMOS掃描步進光刻工藝。
光源：KrF氟化氪DUV光源（248nm）；
數值孔徑NA：0.6～0.7；
焦深DOF：0.7μm；
解析度Resolution：0.18～0.25μm（一般採用了偏軸照明OAI_Off-Axis Illumination和相移掩膜板技術PSM_Phase Shift Mask增強）；
套刻精度Overlay：65nm；
產能Throughput：30～60wafers/hour（200mm）；
視場尺寸Field Size：25×32mm；
後烘
8、後烘（PEB，Post Exposure Baking）
方法：熱板，110～130C,1分鍾。
目的：a、減少駐波效應；b、激發化學增強光刻膠的PAG產生的酸與光刻膠上的保護基團發生反應並移除基團使之能溶解於顯影液。
顯影
9、顯影（Development）
方法：a、整盒矽片浸沒式顯影（Batch Development）。缺點：顯影液消耗很大；顯影的均勻性差；b、連續噴霧顯影（Continuous Spray Development）/自動旋轉顯影（Auto-rotation Development）。一個或多個噴嘴噴灑顯影液在矽片表面，同時矽片低速旋轉（100～500rpm）。噴嘴噴霧模式和矽片旋轉速度是實現矽片間溶解率和均勻性的可重復性的關鍵調節參數。c、水坑（旋覆浸沒）式顯影（Puddle Development）。噴覆足夠（不能太多，最小化背面濕度）的顯影液到矽片表面，並形成水坑形狀（顯影液的流動保持較低，以減少邊緣顯影速率的變化）。矽片固定或慢慢旋轉。一般採用多次旋覆顯影液：第一次塗覆、保持10～30秒、去除；第二次塗覆、保持、去除。然後用去離子水沖洗（去除矽片兩面的所有化學品）並旋轉甩干。優點：顯影液用量少；矽片顯影均勻；最小化了溫度梯度。
顯影液：a、正性光刻膠的顯影液。正膠的顯影液位鹼性水溶液。KOH和NaOH因為會帶來可動離子污染（MIC，Movable Ion Contamination），所以在IC製造中一般不用。最普通的正膠顯影液是四甲基氫氧化銨（TMAH）（標准當量濃度為0.26，溫度15～25C）。在I線光刻膠曝光中會生成羧酸，TMAH顯影液中的鹼與酸中和使曝光的光刻膠溶解於顯影液，而未曝光的光刻膠沒有影響；在化學放大光刻膠（CAR，Chemical Amplified Resist）中包含的酚醛樹脂以PHS形式存在。CAR中的PAG產生的酸會去除PHS中的保護基團（t-BOC），從而使PHS快速溶解於TMAH顯影液中。整個顯影過程中，TMAH沒有同PHS發生反應。b、負性光刻膠的顯影液。二甲苯。清洗液為乙酸丁脂或乙醇、三氯乙烯。
顯影中的常見問題：a、顯影不完全（Incomplete Development）。表面還殘留有光刻膠。顯影液不足造成；b、顯影不夠（Under Development）。顯影的側壁不垂直，由顯影時間不足造成；c、過度顯影（Over Development）。靠近表面的光刻膠被顯影液過度溶解，形成台階。顯影時間太長。
硬烘
10、硬烘（Hard Baking）
方法：熱板，100～130C（略高於玻璃化溫度Tg），1～2分鍾。
目的：a、完全蒸發掉光刻膠裡面的溶劑（以免在污染後續的離子注入環境，例如DNQ酚醛樹脂光刻膠中的氮會引起光刻膠局部爆裂）；b、堅膜，以提高光刻膠在離子注入或刻蝕中保護下表面的能力；c、進一步增強光刻膠與矽片表面之間的黏附性；d、進一步減少駐波效應（Standing Wave Effect）。
常見問題：a、烘烤不足（Underbake）。減弱光刻膠的強度（抗刻蝕能力和離子注入中的阻擋能力）；降低針孔填充能力（Gapfill Capability for the needle hole）；降低與基底的黏附能力。b、烘烤過度（Overbake）。引起光刻膠的流動，使圖形精度降低，解析度變差。
另外還可以用深紫外線（DUV，Deep Ultra-Violet）堅膜。使正性光刻膠樹脂發生交聯形成一層薄的表面硬殼，增加光刻膠的熱穩定性。在後面的等離子刻蝕和離子注入（125～200C）工藝中減少因光刻膠高溫流動而引起解析度的降低。

⑽ 模具製作的流程

生產流程

1）ESI（Earlier Supplier Involvement 供應商早期參與）：

此階段主要是客戶與供應商之間進行的關於產品設計和模具開發等方面的技術探討，主要的目的是為了讓供應商清楚地領會到產品設計者的設計意圖及精度要求，同時也讓產品設計者更好地明白模具生產的能力，產品的工藝性能，從而做出更合理的設計。

2）報價（Quotation）：包括模具的價格、模具的壽命、周轉流程、機器要求噸數以及模具的交貨期。（更詳細的報價應該包括產品尺寸重量、模具尺寸重量等信息。）

3）訂單（Purchase Order）：客戶訂單、訂金的發出以及供應商訂單的接受。

4）模具生產計劃及排工安排（Proction Planning and Schele Arrangement）：此階段需要針對模具的交貨的具體日期向客戶作出回復。

5）模具設計（Design）：可能使用的設計軟體有Pro/Engineer、UG、Solidworks、AutoCAD、CATIA等

6）采購材料

7）模具加工（Machining）：所涉及的工序大致有車、鑼（銑）、熱處理、磨、電腦鑼（CNC）、電火花（EDM）、線切割（WEDM）、坐標磨（JIG GRINGING）、激光刻字、拋光等。

8）模具裝配（Assembly）

9）模具試模（Trial Run)

10）樣板評估報告（SER）

11）樣板評估報告批核（SER Approval）

(10)負性光刻膠如何制備模具擴展閱讀：

損耗原因

1）模具主要工作零件的材料的問題，選材不當。材料性能不良，不耐磨；模具鋼未經精煉，具有大量的冶煉缺陷；凸凹模，鍛坯改鍛工藝不完善，遺存有熱處理隱患。

2）模具結構設計問題，沖模結構不合理。細長凸模沒有設計加固裝置，出料口不暢出現堆集，卸料力過大使凸模承受交變載荷加劇等。

3)制模工藝不完善，主要表現在凸、凹模鍛坯內在質量差，熱處理技術及工藝有問題，造成凸、凹模淬不透，有軟點及硬度不均。有時產生微裂紋、甚至開裂，研磨拋光不到位，表面粗糙度值過大。

4)無潤滑或有潤滑但效果不佳、