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光刻小常识:带你揭秘图形反转胶(下篇)_光刻_厚度

雨夜梧桐 2024-11-14 16:07:38 0

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泛曝光是在不该用掩膜的曝光过程,会对未暴露的光刻胶区域进行曝光,从而可以在后续的显影过程被溶解显影。
为了使光刻胶轮廓延伸到衬底,(衬底附近)光刻胶区域也应得到足够的曝光剂量。
泛曝光的剂量过大并不会影响后续的工艺过程,由于第一次曝光区域的光刻胶在反转烘烤过程中已经不再感光。
因此,我们建议泛曝光的剂量至少是在正胶工艺模式下曝光相同厚度的光刻胶胶膜所须要剂量的两到三倍 。

图3 光刻胶轮廓随显影韶光的变革情形

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特殊是在厚胶的情形下(>3um胶厚),在泛曝光时下面这些情形也要考虑同样的事情,这也与后正胶的曝光干系:由于光刻胶在反转烘烤步骤后是不含水分,而DNQ基光刻胶的曝光过程是须要水的,因此在泛曝光前光刻胶也需韶光进行再吸水过程。
由于泛曝光的曝光剂量较大,曝光过程中氮的开释可能导致气泡或裂纹的形成。

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(图片来自网络侵删)

【图形反转胶的显影过程】

显影速率:显影速率紧张取决于利用的光刻胶和反转烘烤步骤的韶光和温度。
反转烘烤的温度越高、韶光越长,光引发剂的热分解率就越高。
在常规显影液中,显影速率 >1um/min是比较常见的,但并不是每款胶都是这样的。
底切构造的形成:过显的程度(光刻胶开始显影到显影完成的韶光)对底切构造的形成有显著的影响。
如图3所示,在充分显影后,随着显影韶光的延长,底切的程度会表现更明显。
对付实际运用中,建议30%的过度显影是个比较得当的节点:在博识宽比的运用中,必须把稳,过度的底切构造有可能会导致光刻胶漂胶。
足够的光刻胶厚度:在利用方向性比较好的镀膜办法中,镀膜材料的厚度乃至可以大于光刻胶的厚度。
由于,蒸发的材料在空隙区域上缓慢地成长在一起,从而衬底上成长的材料形成一个下面大上面小的梯形截面构造(图4所示)。

图4 图形反转胶在不同镀膜厚度下的构造形态示意图

然而,为了使剥离更加大略,剥离后构造更加干净,建议保持光刻胶的厚度远高于所需蒸发的材料厚度。
这对没有方向性的溅射镀膜更加适用,由于在溅射镀膜中光刻胶的侧壁总会被溅射上镀膜材料,从而导致剥离困难。
当然,光刻胶厚度的上限每每是由所需的分辨率以及厚胶的工艺难度等成分共同决定的。

【图形反转胶或者负性光刻胶??】

与图形反转胶比较,负胶只能作为负胶来用。
他不须要通过泛曝光的工艺,这会简化光刻工艺。
此外,部分负胶并不因此DNQ作为光引发剂,因而不须要额外的韶光等待氮气逸出或再吸水 。
负胶的强交联性也使得负胶在构造、热以及化学稳定性上比图形反转胶更加稳定。
图形反转胶在显影液中是惰性的,而且在金属化过程中是适度交联的,这可以防止镀膜的过程中光刻胶构造边缘变圆。
由于交联特性,负胶也更难以剥离,特殊是当前序工艺温度超过130-140°C时。

【常见图形反转胶】

AZ 5124E:AZ®5214E是一款高分辨率的图形反转薄胶,光刻胶厚度为1 – 2 μm。
可通过稀释得到更薄的光刻胶层,但底切构造的得到会变得困难:由于光会很随意马虎穿透光刻胶层,光刻胶纵深方向的曝光剂量充分从而很难得到底切构造。
AR-U 4000:AR-U 4000是Allresist推出的图形反转胶系列,该系列胶根据光刻胶的厚度分为AR-U 4060、AR-U 4040以及AR-U 4030,光刻胶厚度可达3um(@2000rpm),适用剥离(lift-off)材料厚度范围广。
可通过烘烤温度,前曝光的剂量掌握底切程度。
TI 35E 和 TI 35ESX:TI 35ESX 厚度为3 – 5 μm,更厚的胶层使得工艺参数的选择越来越关键,由于在曝光过程中形成的氮会在随后的图形反转烘烤中产生气泡。
TI XLiftX:TI XLiftX可得到的光刻胶厚度超过10 μm。
然而,随着光刻胶厚度的增加,其曝光过程中开释的气体的逸出将须要更长的韶光。
因此,这种情形下我们常日会选择相称厚度的负胶来替代。

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