負(fù)性光刻膠在硅基芯片中又被稱為‘光致抗蝕劑’。
這種材料涂抹在晶圓上后，在曝光區(qū)能很快地發(fā)生光固化反應(yīng)，使得單晶硅晶圓的物理性能，特別是溶解性、親合性等發(fā)生明顯變化。
從而在后續(xù)的顯影過程中能保留這些區(qū)域。
所以負(fù)性光刻膠是制造高精度集成芯片用的一種主要光刻膠。
而因?yàn)槭﹩尉н@種材料的特性，導(dǎo)致它在面對正性光刻膠的時(shí)候，曝光區(qū)域并不會(huì)被輕易蝕刻，所以只能想辦法加固曝光區(qū)域, 然后再來進(jìn)行后續(xù)的顯影處理。
硅基芯片的負(fù)性光刻膠的主要成分是感光樹脂、增感劑和溶劑組構(gòu)成的。
碳基芯片也一樣，同樣是有這三種主要成分構(gòu)成。
其中感光樹脂并沒有多大變化，而增感劑和溶劑組都有相當(dāng)大的改動(dòng)。
畢竟你不可能拿著適用于硅基芯片的增感劑和溶劑組去處理碳基芯片。
單晶硅和石墨烯的性質(zhì)可完全不同。
除此之外，石墨烯單晶晶圓和單晶硅晶圓這兩種材料的光學(xué)特性也不同。
石墨烯這種材料具有非常良好的光學(xué)特性，在較寬波長范圍內(nèi)吸收率約為2.3%，而且在固定的層數(shù)內(nèi), 厚度每增加一層，吸收率增加2.3%。
這也導(dǎo)致了它對于光感程度非常敏感, 當(dāng)入射光的強(qiáng)度超過某一臨界值時(shí), 石墨烯對其的吸收會(huì)達(dá)到飽和。
因此石墨烯晶圓雖然同樣是用光刻機(jī)加工，但曝光過程和碳基芯片有所不同。
......
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，韓元從儲物間中翻出來了之前制備五十納米級集成芯片使用的光刻膠以及配置光刻膠對應(yīng)的材料。
其中感光樹脂就有三種，這是他之前用來配置混合型感光樹脂用的。
相比較單一的感光樹脂，混合型的感光樹脂在性能上更加優(yōu)異，制備出來的光刻膠在精度上更高，可以用來蝕刻低納米級的芯片。
當(dāng)初韓元想著的是調(diào)配精度高一點(diǎn)的光刻膠讓華國也能自己生產(chǎn)，現(xiàn)在倒好，方便了他自己。
這三種感光樹脂重新按照不同的比例調(diào)配一下，制備出來復(fù)形感光樹脂就可以適用于碳基芯片了。
他現(xiàn)在要制備負(fù)性光刻膠，實(shí)際上只有增感劑和溶劑組這兩種材料。
不過說是兩種，其實(shí)卻都是復(fù)合材料。
其中增感劑是有兩種不同的光敏引發(fā)劑混合構(gòu)成的，而溶劑組就更不用說了，從名字就知道，它的組成材料是多種。
比如其中一部分是適用于除膠的除膠水，它的組成原料就是丙酮，醋酸甲酯, 醋酸乙酯這三種的混合物。
......
制備增感劑和溶劑組的原料韓元手中有一部分。
這些是之前處理硅基芯片時(shí)遺留下來的，純度也夠，可以直接使用，這節(jié)省了不少的精力。
至于剩下的大部分材料和溶劑，都需要重新進(jìn)行調(diào)配。
石墨烯單晶的性質(zhì)比單晶硅的性質(zhì)要更加穩(wěn)定，所以需要腐蝕性、塑固性更強(qiáng)的溶液來進(jìn)行處理。
化學(xué)配置各種溶劑，在所需要的基礎(chǔ)材料手中都有的情況下對韓元這個(gè)老化工人來說并不難，各種化學(xué)反應(yīng)他早已經(jīng)牢記于心，甚至可以說是刻在基因中。
從易到難，一份份的化學(xué)溶劑在他手中出現(xiàn)，這些裝在或裝在玻璃容器或裝在聚酯容器中的溶液，是最終組成溶劑組的原料。
相對適用于碳基芯片的增感劑來說，溶劑組中的各種混合型溶劑更加容易制備。
這些溶劑在光刻膠的制造材料中屬于最簡單的。
它們作為聚合反應(yīng)的介質(zhì)，可以讓光刻膠與對應(yīng)涂層的反應(yīng)緩和，易于控制溫度，防止凝膠增加貯存穩(wěn)定性等。
溶劑組雖然是由多種不同的化學(xué)溶劑組合而成，但其中的絕大部分溶劑都可以找到替換的材料。
不像增感劑，始終就那幾種材料在使用。
......
處理完溶劑組需要的各種化學(xué)溶液，韓元先對其進(jìn)行了檢測，確認(rèn)溶劑組符合要求才開始處理增感劑。
準(zhǔn)備好材料，他進(jìn)入儲物間翻找出來一組玻璃容器。
看著這組落上了一些灰塵的玻璃容器, 韓元有些唏噓，這還是三年前他為了提煉制備塑化劑時(shí)使用的設(shè)備。
因?yàn)檎w容器組成相對特殊，在用完之后后續(xù)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)就沒有再用過了。
若不是今天需要制備增感劑，這組結(jié)構(gòu)特殊的玻璃容器韓元都想不起來它的存在。
將翻出來的玻璃容器組清理干凈，韓元檢查了一下容器連接處的玻璃管和特殊材料，發(fā)現(xiàn)有些老化后進(jìn)行了更換了。
重新組裝好的設(shè)備新玻璃和老玻璃的狀態(tài)異常分明，新替換上去的玻璃光亮透明，一眼就能看透，帶著淡淡的反光。
而經(jīng)歷了時(shí)間的考驗(yàn)，那些占據(jù)了容器主體部分的老舊玻璃則帶著一絲啞光感覺，雖然同樣透明，但明顯的可以看出區(qū)別。
當(dāng)然，這些老舊玻璃的存在并不影響使用。
組裝好容器，韓元拉過了鏡頭，道：“用于碳基芯片的光刻膠和用于硅基芯片上的光刻膠有所不同剛剛我已經(jīng)講過了。”
“而這其中，最大的區(qū)別是兩種光刻膠中使用的‘增感劑’。”
“增感劑，又叫做光敏引發(fā)劑，它是一種能吸收輻射能，經(jīng)激發(fā)發(fā)生光化學(xué)變化，產(chǎn)生具有引發(fā)聚合能力的活性中間體，自由基或陽離子的材料?！?br/>
“簡而言之，就是它能吸收光刻機(jī)中‘極紫外光’的輻射能，然后讓光刻膠整體發(fā)生化學(xué)變化。”
“而這種化學(xué)變化，會(huì)讓光刻膠下面的晶圓產(chǎn)生變化，有的可能是讓晶圓固化，有的可能是讓晶圓腐蝕?！?br/>
“這也是光刻膠會(huì)被分為‘正負(fù)’兩性的主要原因?！?br/>
頓了頓，韓元扭身從桌上拿起剛剛準(zhǔn)備好的材料，接著道：“和硅基芯片使用安息香及其衍生物、苯乙酮衍生物、芳香酮類化合物作為光敏引發(fā)劑不同?！?br/>
“碳基芯片因?yàn)榫A材料使用的是石墨烯單晶材料，對那些原本可以用作碳基芯片光敏引發(fā)劑的材料都具有相當(dāng)強(qiáng)的抗性?！?br/>
“所以使用硅基芯片的光敏引發(fā)劑作為碳基芯片的增感劑是不行的，我需要重新進(jìn)行配置一種?！?br/>
“在經(jīng)過思考和實(shí)踐，根據(jù)石墨烯單晶材料的特性，適合用作光敏引發(fā)劑的材料并不多。”
“其中最適合的，是一種‘4-三甲基戊基膦氧化合物和75%的α-羥基酮乙腈溶液組成的混合物’。”
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“這種混合物被我稱呼為‘碳基紫外光引發(fā)劑’。”
“和安息香及其衍生物、苯乙酮衍生物、芳香酮類化合物這些傳統(tǒng)的光敏引發(fā)劑相比，碳基紫外光引發(fā)劑對紫外光更加敏感，適用于普通紫外光和極紫外光?！?br/>
“除此之外，它的適配性相當(dāng)高，不僅可以用于制備碳基芯片需要的光刻膠，更可以用于硅基芯片上?！?br/>
“如果說有什么缺點(diǎn)的話，那就是它的制造過程相當(dāng)復(fù)雜，而且其中有一部分的制備過程不太適用于智能機(jī)械生產(chǎn)，需要經(jīng)驗(yàn)相當(dāng)豐富的工人進(jìn)行管控?！?br/>
【小小的光刻膠，制造起來居然這么麻煩?！?br/>
【剛剛記錄了一下，光感樹脂是三種材料合成的，增光劑是兩種，溶劑組最多，一共是十三種不同的材料?！?br/>
【我一直以為光刻膠就是一種普通的液態(tài)膠體，沒想到這玩意的結(jié)構(gòu)居然這么復(fù)雜?！?br/>
【光刻膠，嘿嘿，小島國的好日子到頭了。】
【樓上為啥？不應(yīng)該是米國的好日子到頭了嗎？】
【我來說吧，因?yàn)槿澜绲墓饪棠z主要是由小島國供應(yīng)的，份額占據(jù)了百分之六十左右，而適用于euv光刻機(jī)的極紫外光光刻膠更是百分之九十以上都是小島國供應(yīng)的?！?br/>
【在光刻膠領(lǐng)域，全球前五企業(yè)占據(jù)接近90%市場，其中除了羅門哈斯，剩下都是小島國的，什么叫統(tǒng)治力，這就叫統(tǒng)治力。】
【嗦得嘶內(nèi)！】
【好家伙，那這下小島國的光刻膠企業(yè)要遭到滅頂之災(zāi)了，這個(gè)我喜歡，愛了愛了?！?br/>
【好消息啊，好消息啊，我要去買掛鞭炮慶祝一下?！?br/>
【樓上的，一掛鞭炮怎么夠，起碼得上禮花！】
【小了，格局小了，是我就直接上四尺玉！】
【四尺玉是小島國研發(fā)的?！?br/>
【那更好啊，用他們自己的研究的東西慶祝，豈不美哉?_?】
直播間內(nèi)，彈幕不斷，比平常時(shí)分要多出近倍。
涉及到小島國的事情，總能讓人心潮澎湃。
主要是大仇未報(bào)，無法讓人平靜。
.......
選擇這種‘碳基紫外光引發(fā)劑’，韓元也沒辦法。
并不是他手上沒有能適用碳基芯片的光敏引發(fā)劑，而是不同的光敏引發(fā)劑對感光樹脂以及溶劑組的要求均不同。
有些容易制造且可以全程進(jìn)行機(jī)械化管控生產(chǎn)的光敏引發(fā)劑對溶劑組的要求很高，整體的光刻膠制造起來會(huì)更加復(fù)雜。
最關(guān)鍵的是光刻膠的精度不足，達(dá)不到十納米級別。
能達(dá)到納米級的光刻膠在制造過程上更加復(fù)雜，并不適配于現(xiàn)在他手中有的材料。
而光刻膠的精度過高，不僅在制造難度上要更高，也并不適用于華國。
精度再高，除了讓那些西方國家迅速掌握制備光刻膠技術(shù)重新壟斷市場外并沒有什么太大的好處。
畢竟華國本來在光刻膠、光刻機(jī)這一塊的技術(shù)上要落后很多，十納米級別的光刻膠足夠華國研究很長一段時(shí)間了。
所在在經(jīng)過綜合考慮后，韓元最終還是選擇了‘碳基紫外光引發(fā)劑’。
雖然在制造過程上需要一定的人工進(jìn)行輔助，但華國最不缺的就是人了。
......
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，韓元講解了一下后便開始處理手中的材料。
增感劑，也就是光敏引發(fā)劑是光刻膠中的核心材料，也是光刻膠分正負(fù)兩種的核心因素，制造過程并不會(huì)簡單。
他選擇的‘碳基紫外光引發(fā)劑’雖然是由兩種材料構(gòu)成的，但這兩種材料的制造難度可不低。
無論是4-三甲基戊基膦氧化合物也好，還是75%濃度的α-羥基酮乙腈溶液，其制備步驟都很復(fù)雜，需要控制和注意的地方都很多。
特別是α-羥基酮乙腈溶液，在制造過程中有一個(gè)很讓人意想不到的點(diǎn)。
它需要先在一百七十度的高溫下進(jìn)行化合α-羥基酮，然后在構(gòu)建乙腈基團(tuán)的時(shí)候急速降溫到零下十度。
而這還不算完，乙腈基團(tuán)在鏈接到α-羥基酮主鏈上后，又需要迅速將溫度調(diào)控到十五度左右，讓其保持穩(wěn)定。
因?yàn)檫^低的溫度雖然能讓乙腈基團(tuán)鏈接到α-羥基酮主鏈上，形成α-羥基酮乙腈化合物，但時(shí)間一長，也能讓乙腈基團(tuán)從α-羥基酮主鏈上脫落下來。
聽起來很矛盾，但這種事情在化學(xué)過程中經(jīng)常出現(xiàn)，并不算什么稀奇的東西。
倒是直播間里面的觀眾聽他的講解聽的一臉懵逼。
【什么鬼，低溫構(gòu)建，低溫脫落？反復(fù)橫跳？】
【真·反復(fù)橫跳】
【化學(xué)可太有意思了，可惜我大學(xué)沒選這專業(yè)?！?br/>
【樓上的，你該慶幸你沒選，否則現(xiàn)在就慘了。】
【生化環(huán)材，我勸你跑路，反正多數(shù)都干其他的去了-----】
【給不懂的解釋下，生化環(huán)材這些專業(yè)其實(shí)對于國家來說非常重要，是國家科技進(jìn)步的支柱。但是這個(gè)和找工作沒有關(guān)系，因?yàn)槟阕霾坏阶钋把?，所以壓根就不好找工作。?br/>
【材料人路過，轉(zhuǎn)行吧，除非你是真的牛批到學(xué)術(shù)專業(yè)水平能走在國際前沿，不然真沒太大意思，投入大產(chǎn)出小。生化環(huán)材是一家不是玩笑話?！?br/>
【關(guān)鍵是在學(xué)校老師有幾個(gè)教的是真正有用的，培養(yǎng)不合理，碩博灌水，導(dǎo)師壓榨逼著你，做一些不切實(shí)際沒啥應(yīng)用前景解決不了緊缺材料的東西?！?br/>
【生化環(huán)材·四大天坑?！?br/>
【機(jī)械土木兩大天坑，生化環(huán)材四大護(hù)法，農(nóng)林礦牧漁五大嘍啰，就算升研，也不會(huì)有逆天改命的功效。建議年輕一代轉(zhuǎn)it，360行，行行轉(zhuǎn)it?！?br/>
【說白了就是沉淀不下來，都浮躁不愿意做老實(shí)人?！?br/>
【老實(shí)人吃你家大米了？】
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