本發(fā)明屬于半導(dǎo)體工藝領(lǐng)域，特別涉及一種用于剝離的雙層膠光刻工藝方法。

背景技術(shù)：

1、剝離工藝是半導(dǎo)體工藝中圖形化鍍膜的常用方法，步驟包括在襯底上光刻制作圖形化光刻膠，然后鍍膜，再通過溶劑溶解光刻膠并剝離光刻膠上的薄膜，獲得襯底上圖形化薄膜。其中光刻步驟尤為關(guān)鍵。正性光刻膠光刻后形成正梯形光刻膠結(jié)構(gòu)，不利于后續(xù)薄膜的剝離。負(fù)性光刻膠光刻后形成底切的倒梯形光刻膠結(jié)構(gòu)，有利于后續(xù)薄膜剝離。然而負(fù)性光刻膠工藝存在圖形精度不高且底切不明顯的問題。為了解決這些問題，基于非光敏性光刻膠的雙層膠光刻工藝被開發(fā)出來(lái)，有效提升了剝離工藝的質(zhì)量。

2、雙層膠光刻工藝是在襯底上依次旋涂非光敏性光刻膠和正性光刻膠，然后經(jīng)過曝光和稍微過量時(shí)間顯影。由于正性光刻膠僅曝光區(qū)域可溶于顯影液，而非光敏性光刻膠無(wú)論是否曝光均可溶于顯影液，因此稍微過量顯影會(huì)使底層非光敏光刻膠溶解范圍稍大于頂層正性光刻膠，從而形成底切的t型光刻膠結(jié)構(gòu)。t型光刻膠結(jié)構(gòu)凸出檐寬度由過量顯影時(shí)間決定，過顯時(shí)間越長(zhǎng)，底層光刻膠溶解越多，t型結(jié)構(gòu)凸出檐越寬。因此雙層膠工藝中t型凸出檐尺寸不好控制，重復(fù)性差，全靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)設(shè)定過顯時(shí)間，且長(zhǎng)時(shí)間顯影底層光刻膠變得很窄甚至全部溶解，存在浮膠的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種改進(jìn)的基于正性光刻膠和反轉(zhuǎn)光刻膠的雙層膠光刻工藝方法，以形成明顯底切的t型光刻膠結(jié)構(gòu)，從而利于后續(xù)薄膜的剝離。

2、基于正性、反轉(zhuǎn)光刻膠特性，本發(fā)明提供一種用于剝離的雙層膠光刻工藝方法，包括以下步驟：

3、(1)涂雙層膠：在襯底上旋涂第一光刻膠，用熱板充分烘干，然后旋涂第二光刻膠，再用熱板烘干；所述第一光刻膠為正性光刻膠，第二光刻膠為反轉(zhuǎn)光刻膠；

4、(2)第一次曝光，反轉(zhuǎn)烘：用第一掩膜板和第一曝光紫外光對(duì)襯底進(jìn)行第一次曝光，曝光后放置于熱板上進(jìn)行反轉(zhuǎn)烘，形成第一次曝光區(qū)和未曝光區(qū)；所述未曝光區(qū)不溶于顯影液，第一光刻膠的第一次曝光區(qū)溶于顯影液，第二光刻膠的第一次曝光區(qū)經(jīng)反轉(zhuǎn)烘后分子發(fā)生交聯(lián)不溶于顯影液，基于此步驟反轉(zhuǎn)光刻膠形成不溶于顯影液的t型光刻膠結(jié)構(gòu)的兩側(cè)凸出檐；

5、(3)第二次曝光：用第二掩膜板和第二曝光紫外光對(duì)襯底進(jìn)行第二次曝光，曝光后不進(jìn)行加熱烘，形成兩次曝光的重疊曝光區(qū)、第二次曝光區(qū)和未曝光區(qū)；所述未曝光區(qū)不溶于顯影液，第一光刻膠的重疊曝光區(qū)和第二次曝光區(qū)溶于顯影液，第二光刻膠的重疊曝光區(qū)不溶于顯影液，第二光刻膠的第二次曝光區(qū)溶于顯影液，基于此步驟t型光刻膠結(jié)構(gòu)之外的光刻膠溶于顯影液；

6、(4)顯影：用顯影液對(duì)兩次曝光的襯底進(jìn)行顯影，形成具有凸出檐的t型光刻膠結(jié)構(gòu)。

7、優(yōu)選地，所述步驟(1)中旋涂第一光刻膠后烘干溫度為80～150℃，烘干時(shí)間為1～30min；旋涂第二光刻膠后烘干溫度為80～150℃，烘干時(shí)間為1～10min。

8、優(yōu)選地，所述步驟(2)中第一掩膜板透光區(qū)對(duì)應(yīng)于t型光刻膠結(jié)構(gòu)的凸出檐，凸出檐寬度與第一掩膜板透光區(qū)寬度相同，大于光刻對(duì)準(zhǔn)精度。

9、優(yōu)選地，所述t型光刻膠結(jié)構(gòu)的凸出檐寬度為2～10μm。

10、優(yōu)選地，所述步驟(2)中反轉(zhuǎn)烘的溫度為80～150℃，時(shí)間為1～10min。

11、優(yōu)選地，所述步驟(3)中第二掩膜版透光區(qū)寬度大于t型光刻膠結(jié)構(gòu)間隙寬度，小于t型光刻膠結(jié)構(gòu)間隙寬度與相鄰兩個(gè)凸出檐寬度之和，且光刻對(duì)準(zhǔn)時(shí)，所述第二掩膜版透光區(qū)跨越t型光刻膠結(jié)構(gòu)間隙且不超出相鄰兩個(gè)凸出檐位置。

12、更優(yōu)選地，所述步驟(3)中第二掩膜版透光區(qū)寬度等于t型光刻膠結(jié)構(gòu)間隙寬度與相鄰兩個(gè)凸出檐寬度平均值之和。

13、優(yōu)選地，所述步驟(4)中t型光刻膠結(jié)構(gòu)間隙寬度及位置對(duì)應(yīng)后續(xù)剝離的圖形化薄膜寬度及位置。

14、對(duì)于正性光刻膠，未被紫外光曝光不溶于顯影液，被紫外光曝光后可溶于顯影液。對(duì)于反轉(zhuǎn)光刻膠，未被紫外光曝光不溶于顯影液，被紫外光曝光后可溶于顯影液，被紫外光曝光且反轉(zhuǎn)烘后又不溶于顯影液。

15、有益效果

16、采用本發(fā)明的工藝方法制作的t型光刻膠結(jié)構(gòu)兩側(cè)凸出檐寬度只由第一掩膜版透光區(qū)寬度決定，和顯影時(shí)長(zhǎng)關(guān)系不大。只要適量顯影時(shí)間，光刻圖形基本顯現(xiàn)，繼續(xù)增加顯影時(shí)間，底層和頂層光刻膠并不會(huì)有明顯的繼續(xù)溶解。因此，底切的t型結(jié)構(gòu)參數(shù)易于控制，可重復(fù)性好。避免了常規(guī)雙層膠工藝中t型凸出檐尺寸重復(fù)性差且長(zhǎng)時(shí)間顯影有浮膠的風(fēng)險(xiǎn)等問題。

技術(shù)特征：

1.一種用于剝離的雙層膠光刻工藝方法，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于剝離的雙層膠光刻工藝方法，其特征在于，所述步驟(1)中旋涂第一光刻膠(2)后烘干溫度為80～150℃，烘干時(shí)間為1～30min；旋涂第二光刻膠(3)后烘干溫度為80～150℃，烘干時(shí)間為1～10min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于剝離的雙層膠光刻工藝方法，其特征在于，所述步驟(2)中第一掩膜板(4)透光區(qū)對(duì)應(yīng)于t型光刻膠結(jié)構(gòu)(11)的凸出檐，凸出檐寬度與第一掩膜板(4)透光區(qū)寬度相同，大于光刻對(duì)準(zhǔn)精度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于剝離的雙層膠光刻工藝方法，其特征在于，所述t型光刻膠結(jié)構(gòu)(11)的凸出檐寬度為2～10μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于剝離的雙層膠光刻工藝方法，其特征在于，所述步驟(2)中反轉(zhuǎn)烘的溫度為80～150℃，時(shí)間為1～10min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于剝離的雙層膠光刻工藝方法，其特征在于，所述步驟(3)中第二掩膜版(7)透光區(qū)寬度大于t型光刻膠結(jié)構(gòu)(11)間隙寬度，小于t型光刻膠結(jié)構(gòu)(11)間隙寬度與相鄰兩個(gè)凸出檐寬度之和，且光刻對(duì)準(zhǔn)時(shí)，所述第二掩膜版(7)透光區(qū)跨越t型光刻膠結(jié)構(gòu)(11)間隙且不超出相鄰兩個(gè)凸出檐位置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于剝離的雙層膠光刻工藝方法，其特征在于，所述步驟(4)中t型光刻膠結(jié)構(gòu)(11)間隙寬度及位置對(duì)應(yīng)后續(xù)剝離的圖形化薄膜寬度及位置。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種用于剝離的雙層膠光刻工藝方法，首先在襯底上依次旋涂正性光刻膠和反轉(zhuǎn)光刻膠，然后進(jìn)行第一次曝光并反轉(zhuǎn)烘，使反轉(zhuǎn)光刻膠形成不溶于顯影液的T型光刻膠結(jié)構(gòu)兩側(cè)的凸出檐，再進(jìn)行第二次曝光，使T型光刻膠結(jié)構(gòu)之外的光刻膠溶于顯影液，最后顯影獲得T型光刻膠結(jié)構(gòu)。本發(fā)明可形成明顯底切的T型光刻膠結(jié)構(gòu)，有利于后續(xù)薄膜的剝離，且光刻圖形精度高，底切結(jié)構(gòu)尺寸可控，可避免長(zhǎng)時(shí)間顯影出現(xiàn)浮膠的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：萬(wàn)文堅(jiān),曹俊誠(chéng),黎華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6