一種高效剝離光刻膠掩膜的光刻工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，具體涉及一種高效剝離光刻膠掩膜的光刻工藝 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 上世紀(jì) 80 年代末（1988)(D?GriselAnintegratedlow-powerthinfilmCO gassensoronsilicon.SensorsandActuators, 1988 13 301 - 313)(不用慘雜）西歐 首次試圖用晶體管工藝中的Si微電子技術(shù)在薄膜氣敏元件研制中的移植。由于這種工藝 的自動化、集成化、微型化化生產(chǎn)，還可以發(fā)展氣敏元件集成電路，而氣敏層在襯底上的 生成可用高能粒子的薄膜濺射技術(shù)而有利于廣泛開發(fā)基材料，同時這類薄膜元件與TGS元 件相比，在性能上有靈敏、快速、低功耗、小的熱慣性等優(yōu)點，于是在國內(nèi)外掀起了波瀾 壯闊和持續(xù)不斷的工藝探索。但由于晶體管的微電子工藝與研制薄膜元件技術(shù)不同，光刻 工藝的成品率很低，同時用一般的濺射工藝氣敏層摻雜不穩(wěn)，元件不能實用化，所以，目前 用這種工藝的薄膜元件有研有產(chǎn)(美國，西歐，韓國等）而無流行產(chǎn)品。
[0003] 在薄膜氣敏元件研制中有兩次光刻，第一次光刻要濺射Pt，第二次光刻要濺射氣 敏層（SnO2,ZnO,Fe203)，所以光刻膠掩膜已被高能的Pt粒子或高能的氧化物粒子打擊而 變質(zhì)，現(xiàn)有技術(shù)中，去膠方法主要有：（一）溶劑去膠，去膠劑常用含氯的烴化物；該方法易 造成環(huán)境污染，且含有揮發(fā)性溶劑，易對人體健康造成損害，損傷薄膜；（二）氧化去膠；如 H2S04+H202〈沸〉，剝離不徹底且易造成腐蝕，影響產(chǎn)品的質(zhì)量及可靠性，導(dǎo)致成品率低；（三） 等離子體去膠：氧氣在強(qiáng)電場作用下電離使光刻膠氧化，該方法工藝步驟繁瑣，條件控制嚴(yán) 格，因此，研發(fā)一種能夠徹底去除光刻膠掩膜，且能夠提高薄膜氣敏元件的成品率，操作簡 單易行的光刻工藝方法，具有廣闊的市場前景及社會價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種與濺射相結(jié)合的光刻工藝方法， 解決了現(xiàn)有技術(shù)中通過燒結(jié)結(jié)合氣敏層與襯底，結(jié)合能低以及利用剝離劑等剝離光刻膠掩 膜，剝離效果差，成品率低等問題。
[0005] 本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為： 本發(fā)明提供了一種高效剝離光刻膠掩膜的光刻工藝方法，包括以下步驟： (1) 一次光刻：在襯底AL2O3上形成圖形化的光刻膠，高能濺射Pt，制備加熱器和電極， 利用酒精燈進(jìn)行一次燒膠剝離變質(zhì)光刻膠掩膜，一次燒膠時間為2_5s，超聲清洗去除膠 灰； (2) 二次光刻：先二次涂膠，再前烘，光刻、腐蝕、堅膜，最后在電極區(qū)利用粉末濺射氣敏 層之后，利用酒精燈進(jìn)行二次燒膠剝離變質(zhì)光刻膠掩膜，二次燒膠時間為2_5s，超聲清洗去 除膠灰。
[0006] 進(jìn)一步的，本發(fā)明步驟（1)中，所述光刻膠的粘度為450MPaS。
[0007] 進(jìn)一步的，本發(fā)明步驟（2)中，所述二次涂膠中光刻膠的粘度為60MPaS。
[0008] 本發(fā)明進(jìn)行一次涂膠及二次涂膠時，所述光刻膠的涂膠轉(zhuǎn)速均為4000轉(zhuǎn)/分，涂 膠時間為15-20s。
[0009] 進(jìn)一步的，所述一次燒膠及二次燒膠的條件為：利用酒精燈火焰的外焰進(jìn)行燒膠。
[0010] 本發(fā)明所使用的酒精燈為實驗室常規(guī)酒精燈。
[0011] 本發(fā)明的優(yōu)點為： (1) 本發(fā)明結(jié)合光刻膠的粘度及涂膠轉(zhuǎn)速、時間，利用酒精燈燒膠剝離光刻膠掩膜，剝 離效率高，剝離后的成品率高； (2) 本發(fā)明提供的方法簡單易行，成本大幅度降低，具有廣闊的市場前景及社會價值。
【附圖說明】
[0012] 圖1為"金屬氧化物薄膜氣敏元件"工藝流程。
【具體實施方式】
[0013] 下面通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的闡述，應(yīng)該明白的是，下述說明僅是為了 解釋本發(fā)明，并不對其內(nèi)容進(jìn)行限定。
[0014] 實施例1 一種高效剝離光刻膠掩膜的光刻工藝方法，包括以下步驟： (1) 一次光刻：在襯底AL2O3上形成圖形化的光刻膠，光刻膠的涂膠轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分， 涂膠時間為17s，光刻膠的粘度為450MPaS，然后高能濺射Pt，制備加熱器和電極，利用酒精 燈火焰的外焰進(jìn)行一次燒膠剝離變質(zhì)光刻膠掩膜，燒膠時間為4s，超聲清洗去除膠灰； (2) 二次光刻：先二次涂膠，所涂光刻膠的粘度為60MPaS，涂膠轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分，涂 膠時間為18s，再前烘，光刻、腐蝕、堅膜，然后在電極區(qū)利用粉末濺射氣敏層（SnO2)之后，利 用酒精燈火焰的外焰進(jìn)行二次燒膠剝離變質(zhì)光刻膠掩膜，燒膠時間為4s，超聲清洗去除膠 灰。
[0015] 實施例2 一種高效剝離光刻膠掩膜的光刻工藝方法，包括以下步驟： (1) 一次光刻：在襯底AL2O3上形成圖形化的光刻膠，光刻膠的涂膠轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分， 涂膠時間為20s，光刻膠的粘度為450MPaS，然后高能濺射Pt，制備加熱器和電極，利用酒精 燈火焰的外焰進(jìn)行一次燒膠剝離變質(zhì)光刻膠掩膜，燒膠時間為5s，超聲清洗去除膠灰； (2) 二次光刻：先二次涂膠，所涂光刻膠的粘度為60MPaS，涂膠轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分，涂 膠時間為15s，再前烘，光刻、腐蝕、堅膜，然后在電極區(qū)利用粉末濺射氣敏層之后，利用酒精 燈火焰的外焰進(jìn)行二次燒膠剝離變質(zhì)光刻膠掩膜，燒膠時間為2s，超聲清洗去除膠灰。
[0016] 實施例3 一種高效剝離光刻膠掩膜的光刻工藝方法，包括以下步驟： (1) 一次光刻：在襯底AL2O3上形成圖形化的光刻膠，光刻膠的涂膠轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分， 涂膠時間為15s，光刻膠的粘度為450MPaS，然后高能濺射Pt，制備加熱器和電極，利用酒精 燈火焰的外焰進(jìn)行一次燒膠剝離變質(zhì)光刻膠掩膜，燒膠時間為2s，超聲清洗去除膠灰； (2) 二次光刻：先二次涂膠，所涂光刻膠的粘度為60MPaS，涂膠轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分，涂 膠時間為20s，再前烘，光刻、腐蝕、堅膜，然后在電極區(qū)利用粉末濺射氣敏層之后，利用酒精 燈火焰的外焰進(jìn)行二次燒膠剝離變質(zhì)光刻膠掩膜，燒膠時間為5s，超聲清洗去除膠灰。
[0017] 對比例1 一種高效剝離光刻膠掩膜的光刻工藝方法，包括以下步驟： (1) 一次光刻：在襯底AL2O3上形成圖形化的光刻膠，光刻膠的涂膠轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分， 涂膠時間為17s，光刻膠的粘度為450MPaS，然后高能濺射Pt，制備加熱器和電極，利用酒精 燈火焰的外焰進(jìn)行一次燒膠剝離變質(zhì)光刻膠掩膜，燒膠時間為6s，超聲清洗去除膠灰； (2) 二次光刻：先二次涂膠，所涂光刻膠的粘度為60MPaS，涂膠轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分，涂 膠時間為20s，再前烘，光刻、腐蝕、堅膜，然后在電極區(qū)利用粉末濺射氣敏層之后，利用酒精 燈火焰的外焰進(jìn)行二次燒膠剝離變質(zhì)光刻膠掩膜，燒膠時間為6s，超聲清洗去除膠灰。
[0018] 對比例2 一種高效剝離光刻膠掩膜的光刻工藝方法，包括以下步驟： (1) 一次光刻：在襯底AL2O3上形成圖形化的光刻膠，光刻膠的涂膠轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分， 涂膠時間為15s，光刻膠的粘度為450MPaS，然后高能濺射Pt，制備加熱器和電極，利用酒精 燈火焰的外焰進(jìn)行一次燒膠剝離變質(zhì)光刻膠掩膜，燒膠時間為ls，超聲清洗去除膠灰； (2) 二次光刻：先二次涂膠，所涂光刻膠的粘度為60MPaS，涂膠轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分，涂 膠時間為15s，再前烘，光刻、腐蝕、堅膜，然后在電極區(qū)利用粉末濺射氣敏層之后，利用酒精 燈火焰的外焰進(jìn)行二次燒膠剝離變質(zhì)光刻膠掩膜，燒膠時間為ls，超聲清洗去除膠灰。
[0019] 效果試驗： 1.利用實施例1-2的光刻工藝方法同現(xiàn)有技術(shù)中溶劑去膠、氧化去膠及等離子體去膠 的方法進(jìn)行剝離率及成品率進(jìn)行比較，具體結(jié)果見表1。
[0020] 表 1
通過表1可以看出，本發(fā)明提供的方法剝離率高，且成品率高，本發(fā)明的方法簡單易操 作，成本大幅度降低，同時，燒膠時間過短導(dǎo)致光刻膠掩膜的剝離率低；燒膠時間過長則會 對產(chǎn)品造成損壞，導(dǎo)致成品率較低。
[0021] 上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受實施例的限 制，其它任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所做的改變、修飾、組合、替代、簡化均應(yīng)為 等效替換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種高效剝離光刻膠掩膜的光刻工藝方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 一次光刻：在襯底AL2O3上形成圖形化的光刻膠，高能濺射Pt，制備加熱器和電極， 利用酒精燈進(jìn)行一次燒膠剝離變質(zhì)光刻膠掩膜，一次燒膠時間為2-5s，超聲清洗去除膠 灰； (2) 二次光刻：先二次涂膠，再前烘，光刻、腐蝕、堅膜，最后在電極區(qū)利用粉末濺射氣敏 層之后，利用酒精燈進(jìn)行二次燒膠剝離變質(zhì)光刻膠掩膜，二次燒膠時間為2-5s，超聲清洗去 除膠灰。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻工藝方法，其特征在于，步驟（1)中，所述光刻膠的粘度 為 450MPaS。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻工藝方法，其特征在于：步驟（2)中，所述二次涂膠中光 刻膠的粘度為60MPaS。4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光刻工藝方法，其特征在于：所述光刻膠的涂膠轉(zhuǎn)速為 4000轉(zhuǎn)/分，涂膠時間為15-20s。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻工藝方法，其特征在于：所述一次燒膠及二次燒膠的條 件為：利用酒精燈火焰的外焰進(jìn)行燒膠。
【專利摘要】本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，具體涉及一種高效剝離光刻膠掩膜的光刻工藝方法，該方法是通過以下步驟實現(xiàn)的：首先在襯底AL2O3上形成圖形化的光刻膠，高能濺射Pt，制備加熱器和電極，利用酒精燈進(jìn)行一次燒膠剝離變質(zhì)光刻膠掩膜，超聲清洗去除膠灰；然后在電極區(qū)利用粉末濺射氣敏層之后，利用酒精燈進(jìn)行二次燒膠剝離變質(zhì)光刻膠掩膜，超聲清洗去除膠灰。本發(fā)明提供的方法剝離光刻膠掩膜的剝離效率高，剝離后的成品率高且簡單易行，成本大幅度降低，具有廣闊的市場前景及社會價值。
【IPC分類】G03F7/42
【公開號】CN105223788
【申請?zhí)枴緾N201510643359
【發(fā)明人】潘英飛, 耿寧寧
【申請人】濟(jì)南市半導(dǎo)體元件實驗所
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月8日