‘碳基紫外光引发剂’的核心成分光敏引发剂的制造过程相当复杂,哪怕其中一大半以上的步骤可以通过智能程序进行控制,其制备失败的概率也不低。
即便是韩元,也折腾了两天的时间,经历了三次不同时期的失败,才将光敏引发剂的两种合成材料制备出来并合成出来完整的增感剂。
制备出来的增感剂整体无色透明,宛如蜂蜜一样粘稠。
这些光敏引发剂装在用聚酯材料构成的棕色瓶中,保存在温度控制在十度的漆黑冰箱中。
之所以不用玻璃容器装,是因为成型后的光敏引发剂会和硅进行反应。
而存储环境避光,原理也一样。
从‘光敏引发剂’这个名字就能知道,这种材料对于光照的敏感度相当高,接触光照会引发材料的性质变化。
所以合成出来后,一直到使用前,整体都必须要避光保存。
包括使用‘光敏引发剂’合成的‘碳基紫外光引发剂’,也就是碳基芯片光刻胶,都得在避光环境下保存。
被取出来后,碳基光刻胶会逐渐因为接受到了光照、接触了外界基底等因素而失效,时间大概是一个小时左右。
当然,如果仅仅是保存的话,通过避光、真空等手段,这种碳基光刻胶还是可以保存相当长的一段时间的。
像韩元这种使用棕色的聚酯瓶避光非真空保存,可以保存大概两年的时间。
如果保存手段更严谨一点,保存的时间可以增加至三年左右。
这已经足够了。
.......
花费了一周的时间,从溶剂组到增感剂到感光树脂,韩元将其一一合成了出来,并组装成了最终可用于石墨烯单晶晶圆上的光刻胶。
成型的光刻胶整体半透明,带着微微乳白色,透光度相当高。
韩元保存好大部分的光刻胶后,取了一小部分做了个实验。
之前制备完成切割好的石墨烯单晶晶圆取出来一小片,其中一半的面积涂抹上光刻胶,另一半则保持原样。
处理好后的石墨烯单晶晶圆通过紫外光源进行照射,时间为期三十秒。
三十秒的照射时间过后,韩元将其取出,通过特殊溶液清洗掉上面覆盖的碳基光刻胶,然后浸入显影溶液中。
虽然浸泡在溶液中的石墨烯晶圆肉眼看不出什么变化,但当韩元用镊子夹住晶圆在显影溶液中轻轻晃荡的时候,就可以看到显影溶液的颜色变化了。
那是被显影溶液侵蚀掉并冲走了的石墨烯材料导致的。
.......
将石墨烯晶圆从显影溶液中取出,清晰掉上面残留的液体,透过观察设备,可以清晰的看到这一块石墨烯晶圆表面已经有了相当大的变化。
没有被碳基光刻胶覆盖的区域已经被显影溶液侵蚀的差不多了,而覆盖了光刻胶的另一半则并没有什么太明显的变化。
这就是负性光刻胶的功劳了。
它覆盖在石墨烯单晶晶圆表面后,通过紫外光照,可以在短时间内迅速变态,改变覆盖区域的石墨烯结构,增强其对显影溶液的抗性,让其变得不容易被侵蚀。
而没有覆盖光刻胶的地方,就会被侵蚀掉,形成与遮光物的形状相反的样子。
也就是形成掩膜版相反的模样。
这就是芯片通过光刻机雕刻的最主要原理,也是光刻胶在芯片制造过程中异常重要,甚至堪比光刻机的主要原因。
检查了一下被显影液侵蚀的石墨烯单晶晶圆,得到各种信息数据后,韩元也是露出了个灿烂的笑容。
制备出来的碳基光刻胶效果相当不错,被覆盖的区域经过紫外光源的照射后几乎完整的保留了下来。
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