负性光刻胶如何制备模具

⑴ 谁知道树脂工艺品用的模具是怎么做出来的

一种聚二甲基硅氧烷微流控芯片复型光固化树脂模具制作方法，采用环氧类光敏树脂配制的液态光刻胶为微模具材料，以石英玻璃为背衬基片，通过基片上的硅烷偶联剂涂层增加模具结构与基片的结合力，用在基片周围粘贴不同厚度的塑料薄片的方法控制光刻胶厚度，以高分辨率激光照排机输出的感光软片为光刻掩模，以普通紫外灯或紫外线激光器为曝光光源，以F46薄膜为曝光时的保护膜，以无水乙醇为显影液，通过振荡获得干净清晰的显影轮廓，通过显影后的二次光固化提高结构强度及结构与基片的结合力。该模具可用于复制PDMS材料的微流控芯片、生物芯片、压印光刻工艺中使用的软模具，还可用于其它微机械电子系统(MEMS)的加工领域。

⑵ 负性光刻胶的介绍

负性光刻胶又称光致抗蚀剂，是一种由感光树脂、增感剂（见光谱增感染料）和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。

⑶ 正性光刻胶与负性光刻胶对孔金属化的优缺点

摘要 你好，如果进行对比，正性光刻胶的精度会比负性光刻胶的精度更加的精确。负胶显影后图形有涨缩，负性胶限制在2~3μm.，而正性胶的分辨力优于0.5μm 导致影响精度，正性胶则无这方面的影响。但是对于同一厚度的正负光刻胶，而负型光刻胶对待湿法或者腐蚀性等方面的问题的时候会更胜一筹。这是双方的优缺点。

⑷ 负性光刻胶的原理

光刻胶在接受一定波长的光或者射线时,会相应的发生一种光化学反应或者激励作用。光化学反应中的光吸收是在化学键合中起作用的处于原子最外层的电子由基态转入激励态时引起的。对于有机物，基态与激励态的能量差为3~6eV，相当于该能量差的光(即波长为0.2~0.4μm的光)被有机物强烈吸收，使在化学键合中起作用的电子转入激励态。化学键合在受到这种激励时，或者分离或者改变键合对象，发生化学变化。电子束、X射线及离子束(即被加速的粒子)注入物质后，因与物质具有的电子相互作用，能量逐渐消失。电子束失去的能量转移到物质的电子中，因此生成激励状态的电子或二次电子或离子。这些电子或离子均可诱发光刻胶的化学反应。

⑸ 负性光刻胶的简介

感光树脂经光照后，在曝光区能很快地发生光固化反应，使得这种材料的物理性能，特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。经适当的溶剂处理，溶去可溶性部分，得到所需图像（见图光致抗蚀剂成像制版过程）。光刻胶广泛用于印刷电路和集成电路的制造以及印刷制版等过程。光刻胶的技术复杂，品种较多。根据其化学反应机理和显影原理，可分负性胶和正性胶两类。光照后形成不可溶物质的是负性胶；反之，对某些溶剂是不可溶的，经光照后变成可溶物质的即为正性胶。利用这种性能，将光刻胶作涂层，就能在硅片表面刻蚀所需的电路图形。基于感光树脂的化学结构，光刻胶可以分为三种类型。①光聚合型，采用烯类单体，在光作用下生成自由基，自由基再进一步引发单体聚合，最后生成聚合物，具有形成正像的特点。②光分解型，采用含有叠氮醌类化合物的材料，经光照后,会发生光分解反应,由油溶性变为水溶性，可以制成正性胶。③光交联型，采用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其分子中的双键被打开，并使链与链之间发生交联，形成一种不溶性的网状结构，而起到抗蚀作用，这是一种典型的负性光刻胶。柯达公司的产品KPR胶即属此类。感光树脂在用近紫外光辐照成像时，光的波长会限制分辨率（见感光材料）的提高。为进一步提高分辨率以满足超大规模集成电路工艺的要求，必须采用波长更短的辐射作为光源。由此产生电子束、X 射线和深紫外(<250nm)刻蚀技术和相应的电子束刻蚀胶，X射线刻蚀胶和深紫外线刻蚀胶，所刻蚀的线条可细至1□m以下。

⑹ UV光刻胶中的正性和负性胶的区别

最主要的区别就是正胶经曝光显影后可溶与显影液; 负胶经曝光显影后不溶与显影液
同样一块mask， 正胶和负胶曝光显影后图形是相反的

⑺ 简单入门的硅胶模具制作方法是怎样

一、工具及材料的准备

选备好适合产品用的模具硅胶，模种一个，电子称一台，搅拌容器一个，搅拌刀一把等工具及材料。

二、模种处理

将模种打磨抛光处理光滑，然后涂刷脱模剂，脱模剂一定要涂刷均匀（脱模剂可以是洗洁精，肥皂水，凡士林，液体石蜡等），最后用气枪吹干或者是纱布擦干。如若做分片模，要选择画好模线。

备注：脱模剂涂刷不均匀，容易导致脱模时，有些复杂花纹脱模剂涂刷不到的地方，不好脱模，模种粘在模具上损坏模种。

三、固定模种

把模种用胶水固定在木板上，再根据开模方式的不同来处理模种，具体有灌注模，包模，分片模开模方法。

若是灌注模：

灌模或灌注模，是用于比较光滑或简单的产品，没有模线省工省时，就是将你要复制的产品或模型，用胶板或玻璃板围起来，并用胶水将四周密封，以免有缝隙灌注硅胶时，硅胶沿缝隙流出。（此为简单入门级别）用纸板围起来打脱模剂倒胶就行

备注：胶板或玻璃板接触硅胶地方也要打脱模剂。

若是分片模：
把模线以下的部分用油泥堆满，碾平浮滑，用刀具将四周的油泥切掉，距离

模种25px-37.5px为佳。

四、硅胶和固化剂配比

估算模具用量，模具硅胶外观是流动的液体，A组份是硅胶，B组份是固化剂。用电子称称量所需硅胶，再按一定的比例称量固化剂，一般固化剂的添加量是2%-3%，例：取100克硅胶，加入2克固化剂，胶与固化剂搅拌均匀，（注：硅胶与固化剂一定要搅拌均匀，如果没有搅拌均匀，模具会出现一块已经固化，一块没有固化，硅胶会出现干燥固化不均匀的状况就会影响硅胶模具的使用寿命及翻模次数，甚至造成模具报废状况。

五、抽真空排泡处理

硅胶与固化剂搅拌均匀后，进行抽真空排气泡环节，抽真空的时间不宜太久，正常情况下，不要超过十分钟，抽真空时间太久，硅胶马上固化，产生了交联反映，使硅胶变成一块一块的，无法进行涂刷或灌注，这样就浪费了硅胶，只能把硅胶倒入垃圾桶，重新再取硅胶来做。

六、模具胶操作过程

一般以涂刷或灌注的操作进行，主要分为：灌注模，包模，分片模。

1、灌模或灌注模的操作方法：

按照模种固定，将模种进行固定后，将抽过真空的硅胶直接倒入产品上面，待硅胶干燥成型后，取出产品，模具就成型了（注：灌注模一般采用硬度比较软的硅胶来做模，这样脱模比较容易，不会损坏硅胶模具里面的产品）.

2、包模或分片模操作方法：

把抽空排过气泡的硅胶，以涂刷或灌注的方式。倒在产品上面（注：在倒硅胶之前要复制的产品或模型一定要打脱模剂或隔离剂）。然后再把硅胶涂刷在产品上面，涂刷一定要均匀，30分钟后粘贴一层纱布纤纬布来增加硅胶的强度和拉力。然后再涂刷一层硅胶，再粘贴一层纱布纤纬布，这样两次之后就可以了。只有这样做，开出来的硅胶模具使用寿命及翻模次数相对要提高很多，可以节省成本，提高效率。如果是大件产品，也可以贴玻璃纤维布，但是玻璃纤维布不能贴在第一层，因为比较硬，模具里面会不光滑。

3．外模的制作：一般采用的方法和材料是将模具四周，用胶板或木板围起来，一采用石膏将模柜灌满就可以了，另一种采用树脂涂刷的方式，涂刷一层树脂就粘贴一层玻纤布，再涂刷再粘贴，反复两三层就可以完成模具外模了。

备注：硅胶模具最终做好以后，再根据产品特点决定是否对模具进行开刀处理，如果是开刀是开锯齿状。

⑻ 什么是光刻胶

光刻胶是微电子技术中微细图形加工的关键材料之一，特别是近年来大规模和超大规模集成电路的发展，更是大大促进了光刻胶的研究开发和应用。印刷工业是光刻胶应用的另一重要领域。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于印刷工业的，以后才用于电子工业。[1]光刻胶是一种有机化合物，它被紫外光曝光后，在显影溶液中的溶解度会发生变化。硅片制造中所用的光刻胶以液态涂在硅片表面，而后被干燥成胶膜。

目的
硅片制造中，光刻胶的目的主要有两个：光刻胶原理，小孔成像！技术源头，古老的相机！

（1）将掩模版图形转移到硅片表面顶层的光刻胶中；

（2）在后续工艺中，保护下面的材料（例如刻蚀或离子注入阻挡层）。

分类
光刻胶的技术复杂，品种较多。根据其化学反应机理和显影原理，可分负性胶和正性胶两类。光照后形成不可溶物质的是负性胶；反之，对某些溶剂是不可溶的，经光照后变成可溶物质的即为正性胶。

利用这种性能，将光刻胶作涂层，就能在硅片表面刻蚀所需的电路图形。基于感光树脂的化学结构，光刻胶可以分为三种类型。

光聚合型
采用烯类单体，在光作用下生成自由基，自由基再进一步引发单体聚合，最后生成聚合物，具有形成正像的特点。
光分解型
采用含有叠氮醌类化合物的材料，经光照后,会发生光分解反应,由油溶性变为水溶性，可以制成正性胶。

光交联型
采用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其分子中的双键被打开，并使链与链之间发生交联，形成一种不溶性的网状结构，而起到抗蚀作用，这是一种典型的负性光刻胶。柯达公司的产品KPR胶即属此类。

含硅光刻胶
为了避免光刻胶线条的倒塌，线宽越小的光刻工艺，就要求光刻胶的厚度越薄。

在20nm技术节点，光刻胶的厚度已经减少到了100nm左右。但是薄光刻胶不能有效的阻挡等离子体对衬底的刻蚀[2]。为此，研发了含Si的光刻胶，这种含Si光刻胶被旋涂在一层较厚的聚合物材料（常被称作Underlayer），其对光是不敏感的。曝光显影后，利用氧等离子体刻蚀，把光刻胶上的图形转移到Underlayer上，在氧等离子体刻蚀条件下，含Si的光刻胶刻蚀速率远小于Underlayer，具有较高的刻蚀选择性。

含有Si的光刻胶是使用分子结构中有Si的有机材料合成的，例如硅氧烷，硅烷，含Si的丙烯酸树脂等。

⑼ 光刻的工序

一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等工序。
硅片清洗烘干
1、硅片清洗烘干（Cleaning and Pre-Baking）
方法：湿法清洗+去离子水冲洗+脱水烘焙（热板150～250C,1～2分钟，氮气保护）
目的：a、除去表面的污染物（颗粒、有机物、工艺残余、可动离子）；b、除去水蒸气，使基底表面由亲水性变为憎水性，增强表面的黏附性（对光刻胶或者是HMDS-〉六甲基二硅胺烷）。
涂底
2、涂底（Priming）
方法：a、气相成底膜的热板涂底。HMDS蒸气淀积，200～250C,30秒钟；优点：涂底均匀、避免颗粒污染；b、旋转涂底。缺点：颗粒污染、涂底不均匀、HMDS用量大。
目的：使表面具有疏水性，增强基底表面与光刻胶的黏附性。
旋转涂胶
3、旋转涂胶（Spin-on PR Coating）
方法：a、静态涂胶（Static）。硅片静止时，滴胶、加速旋转、甩胶、挥发溶剂（原光刻胶的溶剂约占65～85%,旋涂后约占10～20%）；b、动态（Dynamic）。低速旋转（500rpm_rotation per minute）、滴胶、加速旋转（3000rpm）、甩胶、挥发溶剂。
决定光刻胶涂胶厚度的关键参数：光刻胶的黏度（Viscosity），黏度越低，光刻胶的厚度越薄；旋转速度，速度越快，厚度越薄；
影响光刻胶均匀性的参数：旋转加速度，加速越快越均匀；与旋转加速的时间点有关。
一般旋涂光刻胶的厚度与曝光的光源波长有关（因为不同级别的曝光波长对应不同的光刻胶种类和分辨率）：I-line最厚，约0.7～3μm；KrF的厚度约0.4～0.9μm；ArF的厚度约0.2～0.5μm。
软烘
4、软烘（Soft Baking）
方法：真空热板，85～120C,30～60秒；
目的：除去溶剂（4～7%）；增强黏附性；释放光刻胶膜内的应力；防止光刻胶玷污设备；
边缘光刻胶的去除
5、边缘光刻胶的去除（EBR，Edge Bead Removal）。
光刻胶涂覆后，在硅片边缘的正反两面都会有光刻胶的堆积。边缘的光刻胶一般涂布不均匀，不能得到很好的图形，而且容易发生剥离（Peeling）而影响其它部分的图形。所以需要去除。
方法：a、化学的方法（Chemical EBR）。软烘后，用PGMEA或EGMEA去边溶剂，喷出少量在正反面边缘处，并小心控制不要到达光刻胶有效区域；b、光学方法（Optical EBR）。即硅片边缘曝光（WEE，Wafer Edge Exposure）。在完成图形的曝光后，用激光曝光硅片边缘，然后在显影或特殊溶剂中溶解；
对准
6、对准（Alignment）
对准方法：a、预对准，通过硅片上的notch或者flat进行激光自动对准；b、通过对准标志（Align Mark），位于切割槽（Scribe Line）上。另外层间对准，即套刻精度（Overlay），保证图形与硅片上已经存在的图形之间的对准。
曝光
7、曝光（Exposure）
曝光中最重要的两个参数是：曝光能量（Energy）和焦距（Focus）。如果能量和焦距调整不好，就不能得到要求的分辨率和大小的图形。表现为图形的关键尺寸超出要求的范围。
曝光方法：
a、接触式曝光（Contact Printing）。掩膜板直接与光刻胶层接触。曝光出来的图形与掩膜板上的图形分辨率相当，设备简单。缺点：光刻胶污染掩膜板；掩膜板的磨损，寿命很低（只能使用5～25次）；1970前使用，分辨率〉0.5μm。
b、接近式曝光（Proximity Printing）。掩膜板与光刻胶层的略微分开，大约为10～50μm。可以避免与光刻胶直接接触而引起的掩膜板损伤。但是同时引入了衍射效应，降低了分辨率。1970后适用，但是其最大分辨率仅为2～4μm。
c、投影式曝光（Projection Printing）。在掩膜板与光刻胶之间使用透镜聚集光实现曝光。一般掩膜板的尺寸会以需要转移图形的4倍制作。优点：提高了分辨率；掩膜板的制作更加容易；掩膜板上的缺陷影响减小。
投影式曝光分类：
扫描投影曝光（Scanning Project Printing）。70年代末～80年代初，〉1μm工艺；掩膜板1：1，全尺寸；
步进重复投影曝光（Stepping-repeating Project Printing或称作Stepper）。80年代末～90年代，0.35μm（I line）～0.25μm（DUV）。掩膜板缩小比例（4：1），曝光区域（Exposure Field）22×22mm（一次曝光所能覆盖的区域）。增加了棱镜系统的制作难度。
扫描步进投影曝光（Scanning-Stepping Project Printing）。90年代末～至今，用于≤0.18μm工艺。采用6英寸的掩膜板按照4：1的比例曝光，曝光区域（Exposure Field）26×33mm。优点：增大了每次曝光的视场；提供硅片表面不平整的补偿；提高整个硅片的尺寸均匀性。但是，同时因为需要反向运动，增加了机械系统的精度要求。
在曝光过程中，需要对不同的参数和可能缺陷进行跟踪和控制，会用到检测控制芯片/控片（Monitor Chip）。根据不同的检测控制对象，可以分为以下几种：a、颗粒控片（Particle MC）：用于芯片上微小颗粒的监控，使用前其颗粒数应小于10颗；b、卡盘颗粒控片（Chuck Particle MC）：测试光刻机上的卡盘平坦度的专用芯片，其平坦度要求非常高；c、焦距控片（Focus MC）：作为光刻机监控焦距监控；d、关键尺寸控片（Critical Dimension MC）：用于光刻区关键尺寸稳定性的监控；e、光刻胶厚度控片（PhotoResist Thickness MC）：光刻胶厚度测量；f、光刻缺陷控片（PDM，Photo Defect Monitor）：光刻胶缺陷监控。
举例：0.18μm的CMOS扫描步进光刻工艺。
光源：KrF氟化氪DUV光源（248nm）；
数值孔径NA：0.6～0.7；
焦深DOF：0.7μm；
分辨率Resolution：0.18～0.25μm（一般采用了偏轴照明OAI_Off-Axis Illumination和相移掩膜板技术PSM_Phase Shift Mask增强）；
套刻精度Overlay：65nm；
产能Throughput：30～60wafers/hour（200mm）；
视场尺寸Field Size：25×32mm；
后烘
8、后烘（PEB，Post Exposure Baking）
方法：热板，110～130C,1分钟。
目的：a、减少驻波效应；b、激发化学增强光刻胶的PAG产生的酸与光刻胶上的保护基团发生反应并移除基团使之能溶解于显影液。
显影
9、显影（Development）
方法：a、整盒硅片浸没式显影（Batch Development）。缺点：显影液消耗很大；显影的均匀性差；b、连续喷雾显影（Continuous Spray Development）/自动旋转显影（Auto-rotation Development）。一个或多个喷嘴喷洒显影液在硅片表面，同时硅片低速旋转（100～500rpm）。喷嘴喷雾模式和硅片旋转速度是实现硅片间溶解率和均匀性的可重复性的关键调节参数。c、水坑（旋覆浸没）式显影（Puddle Development）。喷覆足够（不能太多，最小化背面湿度）的显影液到硅片表面，并形成水坑形状（显影液的流动保持较低，以减少边缘显影速率的变化）。硅片固定或慢慢旋转。一般采用多次旋覆显影液：第一次涂覆、保持10～30秒、去除；第二次涂覆、保持、去除。然后用去离子水冲洗（去除硅片两面的所有化学品）并旋转甩干。优点：显影液用量少；硅片显影均匀；最小化了温度梯度。
显影液：a、正性光刻胶的显影液。正胶的显影液位碱性水溶液。KOH和NaOH因为会带来可动离子污染（MIC，Movable Ion Contamination），所以在IC制造中一般不用。最普通的正胶显影液是四甲基氢氧化铵（TMAH）（标准当量浓度为0.26，温度15～25C）。在I线光刻胶曝光中会生成羧酸，TMAH显影液中的碱与酸中和使曝光的光刻胶溶解于显影液，而未曝光的光刻胶没有影响；在化学放大光刻胶（CAR，Chemical Amplified Resist）中包含的酚醛树脂以PHS形式存在。CAR中的PAG产生的酸会去除PHS中的保护基团（t-BOC），从而使PHS快速溶解于TMAH显影液中。整个显影过程中，TMAH没有同PHS发生反应。b、负性光刻胶的显影液。二甲苯。清洗液为乙酸丁脂或乙醇、三氯乙烯。
显影中的常见问题：a、显影不完全（Incomplete Development）。表面还残留有光刻胶。显影液不足造成；b、显影不够（Under Development）。显影的侧壁不垂直，由显影时间不足造成；c、过度显影（Over Development）。靠近表面的光刻胶被显影液过度溶解，形成台阶。显影时间太长。
硬烘
10、硬烘（Hard Baking）
方法：热板，100～130C（略高于玻璃化温度Tg），1～2分钟。
目的：a、完全蒸发掉光刻胶里面的溶剂（以免在污染后续的离子注入环境，例如DNQ酚醛树脂光刻胶中的氮会引起光刻胶局部爆裂）；b、坚膜，以提高光刻胶在离子注入或刻蚀中保护下表面的能力；c、进一步增强光刻胶与硅片表面之间的黏附性；d、进一步减少驻波效应（Standing Wave Effect）。
常见问题：a、烘烤不足（Underbake）。减弱光刻胶的强度（抗刻蚀能力和离子注入中的阻挡能力）；降低针孔填充能力（Gapfill Capability for the needle hole）；降低与基底的黏附能力。b、烘烤过度（Overbake）。引起光刻胶的流动，使图形精度降低，分辨率变差。
另外还可以用深紫外线（DUV，Deep Ultra-Violet）坚膜。使正性光刻胶树脂发生交联形成一层薄的表面硬壳，增加光刻胶的热稳定性。在后面的等离子刻蚀和离子注入（125～200C）工艺中减少因光刻胶高温流动而引起分辨率的降低。

⑽ 模具制作的流程

生产流程

1）ESI（Earlier Supplier Involvement 供应商早期参与）：

此阶段主要是客户与供应商之间进行的关于产品设计和模具开发等方面的技术探讨，主要的目的是为了让供应商清楚地领会到产品设计者的设计意图及精度要求，同时也让产品设计者更好地明白模具生产的能力，产品的工艺性能，从而做出更合理的设计。

2）报价（Quotation）：包括模具的价格、模具的寿命、周转流程、机器要求吨数以及模具的交货期。（更详细的报价应该包括产品尺寸重量、模具尺寸重量等信息。）

3）订单（Purchase Order）：客户订单、订金的发出以及供应商订单的接受。

4）模具生产计划及排工安排（Proction Planning and Schele Arrangement）：此阶段需要针对模具的交货的具体日期向客户作出回复。

5）模具设计（Design）：可能使用的设计软件有Pro/Engineer、UG、Solidworks、AutoCAD、CATIA等

6）采购材料

7）模具加工（Machining）：所涉及的工序大致有车、锣（铣）、热处理、磨、电脑锣（CNC）、电火花（EDM）、线切割（WEDM）、坐标磨（JIG GRINGING）、激光刻字、抛光等。

8）模具装配（Assembly）

9）模具试模（Trial Run)

10）样板评估报告（SER）

11）样板评估报告批核（SER Approval）

(10)负性光刻胶如何制备模具扩展阅读：

损耗原因

1）模具主要工作零件的材料的问题，选材不当。材料性能不良，不耐磨；模具钢未经精炼，具有大量的冶炼缺陷；凸凹模，锻坯改锻工艺不完善，遗存有热处理隐患。

2）模具结构设计问题，冲模结构不合理。细长凸模没有设计加固装置，出料口不畅出现堆集，卸料力过大使凸模承受交变载荷加剧等。

3)制模工艺不完善，主要表现在凸、凹模锻坯内在质量差，热处理技术及工艺有问题，造成凸、凹模淬不透，有软点及硬度不均。有时产生微裂纹、甚至开裂，研磨抛光不到位，表面粗糙度值过大。

4)无润滑或有润滑但效果不佳、