1光化学蚀刻工艺的流程
（1）切料切料是将卷料分切成工装所需要的尺寸，以便最合理利用材料。（2）预处理清除金属表面污染物，如油类，蜡，脂类和其它有机物,以及锈，氧化物，污垢，污染性粒子等无机物。不同的污染物通常需采用不同的清洗剂来处理。油类，蜡，脂类和其它有机物通常采用氯化烃气态/碱洗以皂化脂肪酸酯/用含有阴离子或非离子的浸润剂、除垢剂、“助洗剂（”如硅酸钠，它呈碱性，起缓冲作用）和螯合剂（软化水）的乳化液清洗；轻有机物污染通常采用用含有阳离子浸润剂和磷酸盐“助洗剂”的酸性乳化液清洗；有机物和微粒则采用碱性、中性、酸性的阳极或阴极电解清洗；锈，氧化物和无机污染物采用中性乳化液清洗/酸性水溶液清洗来溶解不溶性的污染物（3）光刻胶涂履光刻胶涂履是指在金属表面涂盖一层感光油墨，其方法有多种，如离心涂覆、浸涂、网印、帘幕、滚涂等，目前通常采用滚涂的方法，效率高，质量好。光刻胶包括正性湿膜,负性湿膜,正性干膜,负性干膜。最常用的是负性湿膜，具有价格低廉，精密度高等优点。（4）曝光曝光是指将金属工件放置于两层菲林中，利用抽真空把之夹紧，经过UV光照射曝光，使照射过的光刻胶发生交联聚合反应，膜硬化而不被显影液影响，从而实现精密图形转移至金属板上。（5）显影显影是指通过浸涤或涂喷特定显影剂，把未曝光部分光刻胶溶解，剩下塑化部份。（6）蚀刻金属板放入蚀刻机中，通过一定压力，浓度，温度等方式对金属进行局部快速蚀刻，以获取需要图形。（7）去膜蚀刻完毕，使用强碱去除感光胶，使用工件表面清洁。（8）检验将工件进行分离并依据检验标准检验出货，变到成品。3光化蚀刻的影响因素对于FeCl3蚀刻液（1）蚀刻速度随时间的变化由实验可知，蚀刻时间小于60s时，蚀刻速度随蚀刻时间的增加迅速减小;而蚀刻时间超过60s之后，随着蚀刻时间的继续增加，蚀刻速度下降的,趋势非常缓慢。这是因为Cu在FeC1
2溶液中的蚀刻
机制是扩散控制机制，包括Fe3+从溶液中通过扩散层向Cu表面的扩散和蚀刻产物从蚀刻表面向溶液中的扩散。在蚀刻进行前，Cu表面没有CuCl钝化膜。随着蚀刻的进行，表面的钝化膜开始形成，并在很短的时间(60s)内在局部形成并覆盖整个表面。因此，当蚀刻时间在60s内，随蚀刻时间加长，蚀刻速度急剧下降，蚀刻速度主要由Fe3+向蚀刻表面的扩散控制。而蚀刻时间超过60s之后，Cu表面钝化膜已经完整形成，蚀刻速度主要由Fe3+通过钝化膜的扩散控制，同时也伴随钝化膜的增厚，蚀刻速度下降的趋势大为减缓。（2）FeCl3蚀刻液密度（比重）的影响FeCl3蚀刻液的密度（比重）也是影响其蚀刻速度的主要参数之一。一开始随着蚀刻液密度的上升，蚀刻速度也逐渐加快；当密度达到约1.2g/cm3时，蚀刻速度达到最大值；蚀刻液密度继续增大时，蚀刻速度又逐渐下降。因此，在操作过程中要严格控制蚀刻液的密度（比重）。（3）蚀刻速度随溶铜量的变化FeC13蚀刻液中，由于铜的不断溶解，溶液蚀刻能力将有下降。当蚀刻液溶铜量低于20g/L时，溶液蚀刻速度处于一个稳定的高水平;溶铜量超过20g/L，蚀刻速度开始下降;当蚀刻液中溶铜量达到60g/L，蚀刻速度又趋于一个稳定的低水平，相当于高水平的50%左右。（4）HCl的加入量对蚀刻速度的影响加入的HCl的作用与所蚀刻的金属材料的不同相关。例如，当蚀刻304不锈钢时，HCl的加入降低了蚀刻速率，这是因为在金属表面生成了扩散阻挡层。因此，必须仔细控制HCl的加入量。而当蚀刻Cu时，研究结果表明，HCl的加入量对蚀刻速率的影响不明显。因此，当蚀刻不同材料时，必须对其中HCl的加入量各自考虑。（5）氯化物添加量对蚀刻速度的影响添加KClNaCl对蚀刻速度有较大的影响。随着蚀刻液中KCl的添加，蚀刻速度明显升高，溶液中KCl的添加量达到0.4~0.6mol时（500mL蚀刻液），蚀刻速度达到最大值，与未添加KCl比较，蚀刻速度提高了25％左右；之后，随KCl的添加量增加蚀刻速度开始下降。而添加NaCl具有不同的影响，蚀刻速度随添加量增加而下降，当添加量达到0.6mo（l500mL蚀刻液）以后，蚀刻速度趋于稳定，蚀刻速度大约为未添加NaCI时的80％。由此可见，阳离子对于FeCl3蚀刻液的蚀刻速度也具有不同的效果。
3光化学蚀刻质量的控制
3.1侧蚀
影响侧蚀的主要因素：（1）蚀刻方式：浸泡或鼓泡式蚀刻侧蚀严重，喷淋和溅射式较轻微。（2）蚀刻速度：蚀刻速度慢会造成严重的侧蚀。（3）蚀刻液的密度：蚀刻液的密度越高,蚀刻速度越慢。
3.2基材绝缘电阻
蚀刻后，溶液残留在基材上会使导线间的绝缘电阻降低。对于酸性CuCl2蚀刻液，蚀刻后基材表面可能残留铜和亚铜的盐类，它们都不溶于水。去除方法为用5~10%的HCl漂洗，然后水洗，或采用机械刷洗方法。对于碱性CuCl2蚀刻液，产生的原因主要是蚀刻后水洗不及时、彻底。对于FeCl3蚀刻液，基材表面会吸附和残留FeCl3的络合盐，在水洗时发生水解，经干燥形成氧化铁复盐。去除方法为用5~10%的盐酸或草酸漂洗，然后水洗。
3.3抗蚀层耐蚀性
抗蚀层不耐蚀刻液的原因是干燥不够或固化不彻底。干膜耐酸性蚀刻液的能力很强，一般不会出现被破坏的现象。但是，如果铜基底清洁处理不良、干膜结合力差，也会出现局部破坏。当碱性蚀刻液的pH值大于8.5时，干膜可能出现脱落现象。聚乙烯醇抗蚀层主要用于FeCl3蚀刻液。当其固化不彻底或蚀刻液的盐酸含量较高时可能被破坏。若其用于酸性CuCl2蚀刻液，如果其分子量较低，热聚合温度低，也可能脱胶。4.4蚀刻系数要增大蚀刻系数，可以采用以下方法：（1）用喷射或溅射蚀刻方式，增大垂直方向的蚀刻作用力，提高垂直蚀刻速度。（2）利用分阶段蚀刻的方法或在蚀刻液中加入侧蚀保护添加剂，尽量减小侧蚀。
4光化学蚀刻液再生
4.1FeCl3蚀刻液的再生
（1）Cl2再生法2FeCl2+Cl2→2FeCl3（2）NaClO3再生法6FeCl2+NaClO3+6HCl→6FeCl3+NaCl+3H2O（3）臭氧再生法2FeCl2+2HCl+O3→2FeCl3+H2O+O2（4）电解再生法
4.2酸性CuCl2蚀刻液的再生
（1）Cl2再生法CuCl2+Cl2→2CuCl2（2）H2O2再生法Cu2Cl2+2HCl+H2O2→2CuCl2+2H2O（3）空气再生法2CuCl2+4HCl+O2→4CuCl2+2H2O（4）电解再生法5.3碱性CuCl2蚀刻液的再生（1）结晶法，即通过冷却蚀刻液产生结晶并过滤，降低蚀刻液中过多的铜离子。（2）向蚀刻液中加入NaOH，使过多的铜离子沉淀，然后重新调整其它组分与pH值。（3）萃取法，将蚀刻液和能够萃取铜的有机溶剂混合，分离出含铜的有机层，再用H2SO4与含铜有机层混合，从有机层中萃取出CuSO4。随着制造业的高速发展，光化学蚀刻技术也广泛应用于手机、电脑、彩电、集成电路封装、洗浴用品、装饰等多领域，相信在不久的将来，其应用领域也将越来越广。
作者：尹国钦 郑腾威 单位：宁波东盛集成电路元件有限公司 宁波太古新材料科技有限公司
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