一、烘膠技術(shù)在微流控中的作用
提高光刻膠穩(wěn)定性
在微流控芯片制作過程中，光刻膠經(jīng)過顯影后，進行烘膠（堅膜）能使光刻膠結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。例如在后續(xù)進行干法刻蝕、濕法刻蝕或者LIGA等工藝時，烘膠可以讓光刻膠在這些物理或化學(xué)過程中具有更好的工藝穩(wěn)定性和效果。
增強光刻膠與基片的粘附
烘膠有助于除去顯影后殘留于膠膜中的溶劑或水分，從而使膠膜與基片緊密粘附，防止膠層脫落。這一過程在微流控芯片的光刻工藝中是重要的一環(huán)，保障了光刻膠層在后續(xù)工序中的完整性。
二、烘膠過程中的光刻膠變化
溶劑含量變化
在厚膠工藝中，即使經(jīng)過前烘，靠近襯底附近的光刻膠仍可能包含相當(dāng)高的溶劑。而烘膠過程會進一步減少殘留溶劑的含量。當(dāng)溫度超過140℃時，正膠膜結(jié)構(gòu)交聯(lián)，光刻膠穩(wěn)定性提高，并且隨著烘烤進行，殘余溶劑含量進一步降低，光刻膠結(jié)構(gòu)的彈性也隨之降低。
光引發(fā)劑變化
在正膠情況下，相當(dāng)一部分光引發(fā)劑在120℃下幾分鐘內(nèi)就會分解。雖然顯影后不需要光引發(fā)劑進行光反應(yīng)，但在未曝光狀態(tài)下，它有助于提高光刻膠膜的堿性穩(wěn)定性以及用于隨后的濕法蝕刻步驟或在pH值為7的溶液中進行的電鍍工藝。由于光引發(fā)劑分解降低，光刻膠膜的穩(wěn)定性甚至可能下降。
樹脂交聯(lián)變化
在正膠情況下，樹脂在130℃ - 140℃下熱交聯(lián)強度逐漸增強，這可以顯著提高光刻膠對堿性或有機溶劑的化學(xué)穩(wěn)定性。對于負膠，烘烤可能會導(dǎo)致光刻膠交聯(lián)程度增加，特別是在負膠工藝中使用的堅膜溫度高于其曝光后烘的溫度的情況下，如果負膠顯影后的結(jié)構(gòu)在后烘前受到泛曝光（無掩膜板曝光），交聯(lián)程度會進一步增加，從而提高側(cè)壁的濕化學(xué)穩(wěn)定性，尤其是厚膠應(yīng)用中靠近襯底附近的光刻膠在曝光時接受的曝光劑量較弱、交聯(lián)程度較低時效果明顯。
三、烘膠技術(shù)相關(guān)的工藝要點
溫度控制
不同類型的光刻膠有不同的適宜烘膠溫度范圍。例如非交聯(lián)型光刻膠（正膠和圖形反轉(zhuǎn)膠）結(jié)構(gòu)在加熱后的軟化溫度大約為100°C - 130°C，而在正膠情況下，當(dāng)堅膜溫度達到150 - 160℃時，常見的去膠液或有機溶劑的去膠能力大大降低；交聯(lián)的負阻在130 - 140℃時去膠液效果將大打折扣。因此，需要根據(jù)光刻膠的類型精確控制烘膠溫度。
避免產(chǎn)生裂紋
在烘烤過程中，光刻膠在120 - 130℃左右開始脆化。如果必須做堅膜工藝，不能降低溫度進行，可以通過控制降溫速度來減小裂紋的形成，例如通過隨爐子冷卻來減小裂紋的產(chǎn)生。同時，烘烤后的襯底應(yīng)小心處理，避免變形，如襯底彎曲。
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審核編輯 黃宇