高纯硅锭静静置于防尘木台之上,银光温润,象征着第一道难关顺利告破。
可林金莲的神色依旧沉稳肃穆,没有半分松懈。
硅提纯是物理淬炼,只要耐心、控温、反复筛选,就能无限逼近纯净。
但光刻胶,是实打实的精密化工合成。
配比、温度、溶剂纯度、聚合反应时长、避光程度,任何一个细微偏差,都会导致光敏失效、胶层开裂、附着力不足,最终彻底报废。
刘科学将平板屏幕调亮,页面停留在光刻胶基础合成原理页面。
“目前我们没有工业级高纯试剂,只能从天然原料萃取基础成分。”
他指着屏幕继续说道:
“光刻胶三大核心成分:光敏剂、树脂基体、溶剂。
树脂负责成膜附着,溶剂负责稀释均匀,光敏剂,是决定能不能‘感光显影’的核心。
现代高端光刻胶配方是绝对机密,我们只有通用基础原理,相当于只有骨架,没有血肉。
这也是我们目前最难的地方。
我们只能从零摸索,凭理论推演、无数试错,硬生生试出一套可用的配方。”
林金莲微微颔首,目光落在桌面上整齐摆放的天然萃取原料。
松木蒸馏树脂、高纯乙醇溶剂、植物感光萃取液、提纯蒸馏水、微量中和助剂。
这些是她和刘科学依托现有条件,能做到的最高纯度替代品。
“我们先实验第一套基础配方。”
林金莲挽起袖口,动作沉稳利落的说道。
化工实验最忌心急,越是精密配比,越要心如止水。
林金莲取来洁净玻璃器皿,按照资料基础比例,先倒入蒸馏提纯的松木树脂作为基体,再缓慢滴入高纯乙醇溶剂。
液体清澈,缓缓交融,轻微旋涡流淌,无杂质、无沉淀。
“恒温四十五度,低速搅拌融合。”
刘科学立刻把控简易水浴装置,精准控温,保持水温稳定不变。
玻璃棒匀速转动,液体缓缓乳化融合,形成均匀透明胶液。
最后一步,滴入微量植物感光萃取液。
一滴、两滴……淡金色的透明汁液融入胶液,原本无色的液体瞬间泛起极淡的莹光,在灯火之下若隐若现。
“静置消泡、避光熟化半个时辰。”
林金莲说着,将胶液放入密闭黑色遮光盒中,严格隔绝光线。
光敏材料最惧杂光提前曝光,一旦漏光,内部感光分子会提前发生化学反应,彻底失效。
半个时辰后。
第一版光刻胶正式出炉。
两人怀着期待,取出打磨平整的小块硅片基板,用软胶头均匀涂布,低速摊平,放置常温阴干。
片刻后,硅片表面凝结出一层轻薄、透明、均匀的胶膜。
外观完美,平整透亮,看不出任何瑕疵。
刘科学面露喜色道:
“看着很成功!看起来和资料里的样品一模一样!”
林金莲却微微蹙眉,没有盲目乐观的说道:
“外观相似,不代表性能达标。”
她说着拿起简易紫外测试光源,轻轻扫过硅片胶膜表面。
按照原理:被光照区域,感光胶层应发生变性,后续遇显影液会自动溶解脱落,形成图案差异。
可当她滴入自制显影液的瞬间——
整片胶膜全部融化脱落。
干干净净,整块清零,没有半点图案区分。
“失败了。”林金莲遗憾的说道。
刘科学微微一怔,惋惜的说道:
“全部感光失效?是光敏剂含量太低,整体敏感度不足,且树脂交联度不够。”
林金莲点了点头说道:
“光照之后没有形成固化反应,胶膜本身附着力太弱,遇液即脱。”
第一次试错,以失败而告终。
他们没有沮丧,反而彻底摸清了第一个问题。
林金莲立刻修正配方参数,记录下第一版全部失败数据,提笔在纸上密密麻麻写下修正方案说道:
“调整配比,增加感光萃取比例,提升树脂聚合度,延长恒温搅拌时间。”
第二次、第三次、第四次……
实验一次次重启。
有时是胶膜太厚,烘干后龟裂起皮;
有时是配比失衡,胶液分层无法融合;
有时是感光过度,未曝光区域也自动变性;
有时是聚合不足,胶膜软塌,无法定型。
失败,接连不断的失败。
一次、十次、三十次、五十次……
桌面堆满了密密麻麻的实验记录纸,每一张纸上都写满配比数据、失败原因、改良方向。
空气里萦绕着淡淡的树脂清香与溶剂味道。
刘科学熬得双眼微红,看着上百次失败记录,忍不住低声感慨道:
“难怪高端光刻胶被称为化工壁垒。没有无数次试验数据的积累,根本摸不到门槛。”
一百次试错,一百次缺陷。
要么附着力差,要么分辨率极低,要么感光区间不匹配,完全达不到光刻标准。
林金莲却依旧眼神清亮,不知疲倦。
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