精细光刻胶的创新应用

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精细潴刻"的创％&'

□何平

人人直接关系到大型计算机的运作等高

科技领域，到表面装饰的艺术化的细分领域，光刻技术已经与我们的生活息息相关。比如手机、电脑等各种各样的电子产品，里面的芯片制作离不&光刻技术，其表面装饰也需要光刻技术来提升品质。

当今的科技发展与社会需求中，采用精细光刻胶新技术代替传统工艺来实现表面装饰的精细化、立体化、金属化、智能化，是时代发展的必然选择，也是产品创新升级的重要趋势。

宜扌妾光！技#

光刻技术，就是利用光刻机发出的光，通过光刻把制作出来的芯片线路图或精细艺术图案等具有图形的光罩，对涂有光刻胶的基材薄片曝光，光刻胶见光后会发生化学变化，从而使光罩上的图形复印到基材薄片上，这就是光刻的原理作用。

按照光源发光波长范围，直接光刻技术分为以下几种类型。

1.极紫外光刻技术

极紫外光刻技术EUV(Extreme Ultraviolet Lithography),以波长13.4nm的极紫外光为光源。最著名的是荷兰阿斯麦ASML公司的光刻机，用极紫外光线通过无掩膜方式直接光刻晶圆片上的感光胶，刻出7nm、5nm甚至更细的线条图形。

2.紫外光刻技术

紫外光刻技术，光源波长350-450nm,以美国AMP(Advanced Micro Patterning,LLC)公司最为著名，是无掩膜紫外光刻领域的领导者。

紫外光直写曝光无需掩膜，大幅节约了掩膜

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加工费用，灵活性高，可直接通过电脑设计光刻

图形，实现微米和亚微米光刻，最小达到0.6 um

光刻精度。

曝光面积：60 mm x 60 mm ,曝光光

源：200 W 汞灯，光照波长:（365 土 5） nm 、

（405 土 5） nm 、（435 土 5） nm 。

3.CTS LED 紫外激光直接制版技术CTS （Computer To Screen ）LED 紫夕卜激光

405 nm 直接制版技术，是网版制作技术的升级， 但并不能提高印刷图形的精细度，仍然没有摆脱

丝网漏印的本质。

这是由于网版印刷感光胶感光范围在350 -

420 nm, CTS 制版机LED 光源波长大多是395 nm

或405 nm , CTS LED 紫外激光直接制版技术的

曝光线条最小宽度20 g m,而且还要取决于丝网

和感光胶的性能，仍然不能满足精细表面装饰的

需求。

图1、图2、图3、图4是网版印刷拉丝图案

的印刷工艺部分示意。

图2 CTS 晒制网版

图3激光照排原图底片

图4 网版印刷线条图案

图1 CTS 制版机

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4.CTP 光刻技术

CTP(Computer To Product)生产 的是网版， 是中间产物；CTP 可以直接光刻出产品。CTP 是

CTS 技术的延伸和扩展，直接把感光涂层涂布在

产品基材上#如玻璃、金属或陶瓷表面等。

利用LED 紫外激光直接扫描产品表面的特 殊感光涂层，通过显影"在玻璃表面直接生产出 各种精细线条，如拉丝图案、3D 光栅线条、镭

射图案、折光图案等#见图5、图6。

由于CTP 技术直接生产出产品，光刻机变成

了流水线上的生产设备，要求光刻速度要足够 快，生产效率才能提高，希望达到60 - 100 m 2/h ,

分辨率足够高，线宽10 ^m ,因为没有高效率就 无法实现大批量生产。

5.IL 红外光刻技术

IL 红外光刻技术(I n frared Laser )采用红外激

光(532 nm)直接烧蚀产品表面的感光涂层+是另

一种直接光刻技术&最小线宽可达10 ^m 。

IL 技术的优点：光刻时不受涂层颜色深浅、

涂层厚度、是否含有金属粉末的影响)只刻蚀表 面的有机涂层，不损伤底材#缺点是速度太慢％

无法满足大面积光刻需求)见图7。

由以上光刻技术分类的分析得出，光刻技术 的关键技术在于要有高精度、高效率光刻机，要

有具有特殊功能的光刻胶。

二、cqp 直接光！工#流％

普通的玻璃光刻工艺流程：玻璃清洗干

燥-光刻胶涂布、干燥-直接光刻、曝光-显

图5放大200倍的透明光刻线条

图S 玻璃表面光刻线条

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图7红外激光光刻金属标牌

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影-IR固化/高温融合、钢化-真空镀膜或者涂覆金属效果涂层％IR干燥-背漆保护-成品。

下面以精细拉丝效果手机、家电玻璃面板为例，介绍直接光刻工艺流程。

1-清洗干燥

手机、家电面板一般是钢化玻璃，清洗、热风干燥后即可进行感光胶涂布。

2.光刻胶涂布、干燥

滚涂、淋涂、喷涂，或丝网满版印刷等&根据设计需求#感光胶涂布厚度为5~30g m。

感光涂层液经过预热、消泡、流平，干燥成膜。感光涂层可以是干态的固体膜进行光刻，也可以是湿态的液体膜。

3・直接光刻、曝光

可以用单波长紫外激光扫描*如405nm或385nm,也可以是复合光波扫描光刻，即采用多波长紫外激光组合。由于是非接触光刻，所以涂层可以是固体的，也可以对液体感光涂层直接光刻，更可以对曲面感光涂层光刻。

通过底片直接曝光（LED平行光曝光）固态感光层！也是一种间接光刻技术，最小线宽一般20g m。其优点是速度快％还可以实现全自动生产。

4・显影

光刻后的感光涂层％通过喷淋显影液％洗去没有曝光的部分&干燥后即得到精细图形。见图8。

不同类型的感光胶&必须用不同的显影液显影。

1）水性感光胶，以水作为显影液％但显影废水需要处理。

2）酸性光刻胶#%的碳酸钠水溶液显影，注意废水需要处理。

3）中性光刻胶，耐酸、耐碱、耐水性性能优异；中性的有机溶剂显影，废溶剂可真空蒸％循环使用！

4）湿态直接光刻，可以用物理显影技术显影，环保又高效#优点是无需显影液。

5・fR后固化

显影后的精细拉丝图形，须经加热再固化％提高固化图形附着力、表面硬度等理化性能。

耐高温感光涂层光刻、显影后可直接进行高温热熔或者钢化。

图9为高温熔融型精细拉丝工艺示意。

图U氧化铝表面直接光刻精细图文

图9钢化的精细光刻图案