徐建建

（雙環(huán)電子集團貝迪斯電子有限公司，安徽 蚌埠 233010）

一、概述

片式電阻器的生產，在實現(xiàn)阻值的過程中一般采用兩種方式，一種是激光調阻，通過采用高頻的激光打點，聚焦在膜層表面，產生的高溫瞬間使得電阻表面的合金膜層汽化，一般采用對刀切的方式來實現(xiàn)電阻圖形，達到提高阻值的目的。由于激光產生的高溫，在其切割的路徑上，合金膜層會被高溫氧化，后續(xù)產品的加工過程變化量變大且離散，導致最終產品的一致性及長期穩(wěn)定性受到一定的影響。

另一種方式，就是采用光刻的工藝，利用曝光機曝光的方法，將掩膜版的電阻圖形印制在涂有光刻膠的電阻合金膜層上，曝光后被掩膜版覆蓋的光刻膠部分得到保護，而未被掩膜版覆蓋的光刻膠部分，被紫外光照射后光刻膠發(fā)生分解反應，后期在經過顯影液的清洗，將曝光后的光刻膠去除，得到掩膜版上預期的圖形，再經過濕法刻蝕去除沒有光刻膠保護的電阻合金膜層，來得到想要的電阻圖形實現(xiàn)阻值的提高。

光刻工藝的優(yōu)點是顯而易見的，最主要的是圖形分辨率高，還原度高，不像激光調阻使合金膜層受到高溫影響，產品一致性及長期穩(wěn)定性好，但是光刻工藝同樣由于操作的復雜程度、選取原材料價格以及設備價格，都導致光刻的成本的提高，一般來說光刻的成本將會占到整個成產成本的三到四成，同時又影響最終產品質量，故光刻工藝一般都是關鍵工藝。片式薄膜電阻器本身的電阻膜層較薄，又對電阻圖形要求精密，所以對光刻工藝的第一工步——勻膠提出了較高的要求，光刻膠的厚度和均勻性就成為勻膠工藝的重要性能指標。

目前大多數(shù)光刻膠的勻膠工藝普遍采用的是旋轉勻膠法，旋轉勻膠法工藝簡單、設備價格低廉，膠厚控制難度低，故本公司也是采用旋轉勻膠法，本文對旋轉勻膠法的膠厚均勻性進行了研究介紹。

二、勻膠工藝簡介

所謂旋轉勻膠法就是，首先把光刻膠通過滴管滴在緩慢旋轉的基片中心處，光刻膠會逐步擴散到基片整個表面，形成最初的光刻膠薄膜，此時基片加速旋轉到設定的轉速，基片在高速旋轉過程中產生的離心力，會將基片表面多余的光刻膠甩出，同時在表面張力的作用下，膠膜厚度逐漸變的更薄，直到達到需要的厚度，從而使基片上得到厚度均勻的光刻膠薄膜。

三、轉速、時間對膠厚均勻性的影響

要想光刻出的圖形滿足工藝的要求，那么光刻膠的厚度也必須滿足設計的要求，光刻膠太厚，曝光不充分，最后的圖形殘留太多；光刻膠太薄，曝光太過，圖形會有殘缺；所以同一塊基片，如果光刻膠涂覆有的地方厚，有的地方薄，在同一曝光時間下，有的地方曝光不充分，有的地方曝光太過，都會導致最終的電阻圖形受到影響。本次研究使用粘度為50mpa.s的正性光刻膠，通過調整基片的旋轉速度和旋轉時間，可以得到厚度不同的光刻膠膜。

本次研究選取轉轉速度參數(shù)有每分鐘2000轉、2500轉、3000轉、3500轉、4000轉、4500轉、5000轉，以及旋轉時間為 15S、20S、25S、30S、35S、40S，勻膠完成后，使用臺階儀對各參數(shù)下的膠膜厚度進行測試，形成表1的數(shù)據(jù)。

表1 不同轉速、時間下膠厚

為了更直觀的觀察，將上表的數(shù)據(jù)做成折線圖，如圖1所示。

圖1 折線圖

從圖1可以看到，光刻膠在50mpa．s粘度下，當基片的旋轉速度高或旋轉時間長時，因為離心力很大，大量的光刻膠被甩出，致使膠膜太薄；當基片轉速低或者旋轉時間短時，因為產生的離心力不足，光刻膠不能完全擴散并覆蓋整個基片表面，致使光刻膠膜厚薄不勻。所以如果想要控制好膠厚，必須根據(jù)所選用的光刻膠粘度不同，來確定基片的旋轉速度和旋轉時間，以獲得適合產品的膠厚和均勻性，來滿足后面曝光的工藝需求。

四、前烘溫度、時間對顯影圖形的影響

勻膠結束后的光刻膠還處于未固化的狀態(tài)，此時若進行曝光，會污染掩膜版，所以必須對光刻膠進行前烘，使光刻膠略微固化，并提高和基片的附著力。本文研究了不同前烘溫度、時間對勻膠后的基片進行處理，然后曝光、顯影觀察圖形之間的差別，并形成表2。

表2 前烘溫度、時間對顯影的影響

80±5 15±5 圖形滿足要求60±5 15±5 光刻膠未固化，污染掩膜版

通過上表可以看出，當烘烤時間一定時，前烘溫度越高，光刻膠的感光度越低，前烘溫度越低，光刻膠中的溶劑難以徹底揮發(fā)，膠層過軟，容易粘到掩膜版。通過試驗發(fā)現(xiàn)，當前烘溫度85℃時，時間20分鐘，所獲得的圖形最好。

五、結語

經過對勻膠工藝的鉆研，剖析了勻膠工藝的中基片旋轉速度和旋轉時間對膠厚均勻性的影響，和前烘處理中溫度、時間對顯影圖形的影響，以期使勻膠工藝減小對光刻的影響，使最后的電阻圖形能夠滿足要求，從而提高最終片式薄膜電阻器的可靠性和一致性。

[1]劉忠安．光刻工藝參數(shù)的優(yōu)化方法[J]．半導體光電，2001,(1)：56-57．

[2]萬 象．半導體器件制造工藝[M]．北京：中國勞動出版社，1995．

[3]向 東．半導體制造中涂膠工藝的研究進展[J]．中國機械工程，2012,(3)：25．