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，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論是否曝光均可溶于顯影液，因此稍微過量顯影會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間決定，過顯時間越長，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，全靠個人經(jīng)驗設(shè)定過顯時間，且長時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。

技術(shù)實現(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℃，烘干時間為1～30min；旋涂第二光刻膠后烘干溫度為80～150℃，烘干時間為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凸出檐寬度之和，且光刻對準(zhǔn)時，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)間隙寬度及位置對應(yīng)后續(xù)剝離的圖形化薄膜寬度及位置。

14、對于正性光刻膠，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，和顯影時長關(guān)系不大。只要適量顯影時間，光刻圖形基本顯現(xiàn)，繼續(xù)增加顯影時間，底層和頂層光刻膠并不會有明顯的繼續(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)性差且長時間顯影有浮膠的風(fēng)險等問題。

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℃，烘干時間為1～30min；旋涂第二光刻膠(3)后烘干溫度為80～150℃，烘干時間為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凸出檐寬度之和，且光刻對準(zhǔn)時，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，可避免長時間顯影出現(xiàn)浮膠的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：萬文堅,曹俊誠,黎華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(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