紫外线光刻工艺中的淀积光刻胶环节是器件制造的关键步骤之一。通过精确控制旋涂与喷涂工艺，优化曝光与显影条件，以及精细的图案转移与光刻胶去除步骤，可实现高精度、高质量的器件制造。随着半导体与MEMS技术的不断发展，光刻工艺将持续演进，为科技创新提供有力支撑。紫外线光刻决定了器件的精细结构与功能实现，本文详细介绍了紫外线光刻工艺中的淀积光刻胶环节，包括旋涂法、喷涂法及其后续步骤，如曝光、显影、图案转移及光刻胶去除。
希望常见面的话，点击上方即刻关注，设为星标！
一、淀积光刻胶
1.旋涂法
光刻胶的淀积是光刻工艺的第一步，其质量直接影响后续图案的精度与可靠性。旋涂法作为最常用的淀积方法，通过旋转衬底使光刻胶均匀分布。然而，旋涂过程并非简单涂抹，而是涉及多个关键步骤与复杂机理。
胶泥形成阶段
在旋涂前，光刻胶以液滴形式置于衬底表面，形成一层较厚的胶泥。此阶段，光刻胶需充分覆盖衬底，确保后续成膜的均匀性。
成膜阶段
随着旋涂机加速，光刻胶在离心力的作用下逐渐展开成膜。此阶段，光刻胶从中心向边缘扩散，中心区域变薄，边缘区域增厚。
厚膜形成阶段
当旋涂机达到预定转速时，光刻胶形成一层均匀但较厚的膜（几十至几百微米）。此时，边缘区域可能因离心作用形成厚度梯度。
薄膜形成阶段
经过数十秒的旋涂，整个衬底上的光刻胶达到所需厚度，仅在极边缘区域存在微小厚度变化。此过程中，光学干涉条纹的出现标志着薄膜厚度的变化，干涉条纹从中心向边缘迅速扩散，是观察薄膜均匀性的重要手段。
尽管旋涂法工艺简单，但其产生的缺陷不容忽视：如不均匀干燥导致的厚度变化、边缘效应及颗粒引起的裂痕等。此外，随着IC特征尺寸的减小，光刻胶厚度需相应降低，而MEMS工艺则可能要求更厚的光刻胶以覆盖复杂拓扑结构，这对光刻胶的粘性、溶剂蒸发率等特性提出了更高要求。
为确保光刻胶中溶剂的完全去除，旋涂后需进行前烘处理。加热板与炉子均可用于此目的，但加热板能自下而上均匀加热，避免溶剂蒸气被困于光刻胶中，而炉子中则可能形成限制溶剂蒸发的表层，导致气泡等缺陷。因此，加热板前烘通常更为高效。
2.喷涂法
对于MEMS工艺中常见的不平整衬底或高深宽比结构，旋涂法难以保证光刻胶的均匀性。此时，喷涂法成为更优选择。
在喷涂系统中，光刻胶以一定比例溶于溶剂中，通过喷嘴直接垂直喷涂于衬底表面。喷涂过程中，涂覆溶液的直接冲击提高了深沟槽和高立体结构的涂覆覆盖率。通过精确控制喷嘴的移动速度与溶剂的稀释度，可达到所需的光刻胶厚度。然而，商用喷涂光刻胶种类有限，且多需根据具体情况混合配制，增加了工艺复杂度。
更多产品和服务可戳公司官网：https://www.si-era.com/
三、光刻胶曝光
曝光是光刻工艺的核心步骤，它决定了光刻胶的溶解性变化。正光刻胶在紫外线照射下，特定区域的可溶性增加；而负光刻胶则相反，可溶性降低。
曝光时，将光刻胶覆盖的衬底与包含所需掩膜图案的光掩膜置于光学投影系统中，进行精确对准。对准后，紫外线透过掩膜照射至光刻胶层的目标区域。为使曝光区域达到所需溶解特性，可能还需进行曝光后烘处理。
四、光刻胶显影
曝光后，需通过显影去除光刻胶的可溶区域。将涂有光刻胶的衬底浸泡于合适溶剂中，通常30～90秒即可将曝光区域的光刻胶冲洗掉。随后，用去离子水浸泡并氮气干燥，形成与掩膜图案一致的开口区图案。
显影过程中，需仔细检查开口区与侧壁，确保无光刻胶残留。若存在残留，可能因曝光不足或显影时间过短所致，需重新进行光刻工艺或延长显影时间。
五、图案转移
图案化后的光刻胶层具有开口区，可在该区域添加或去除材料。去除材料的工艺称为刻蚀，包括湿法刻蚀与干法刻蚀（如等离子刻蚀）。刻蚀的逼真度取决于刻蚀的方向性与光刻胶开口区边缘侧壁的剖面。理想情况下，垂直侧壁与完美的各向异性腐蚀可实现图案的完美转移。
添加材料的工艺称为淀积。材料通常淀积在整个衬底上，包括光刻胶表面与开口区对应的衬底表面。在淀积前，需去除衬底表面对应于光刻图案开口区的残留物，以提高淀积层与衬底的粘附性。
六、去除光刻胶
一旦淀积完成，需去除多余的材料与光刻胶。对于包含添加工艺的方法，可采用剥离法，将衬底浸泡于溶剂中，使光刻胶与淀积材料随溶剂漂洗走。剥离过程需确保光刻胶侧壁轮廓钻蚀，以适应剥离要求。
对于仅包含刻蚀工艺的方法，仅需去除光刻胶层。去除方法包括使用合适溶剂或等离子刻蚀。丙酮是常用的去除光刻胶溶剂，但对于难以去除的光刻胶，需使用更强腐蚀性的溶剂或等离子刻蚀法。使用强腐蚀性溶剂时需特别小心，以免损坏衬底表面其他材料。
最近有小伙伴后台私信我们：为什么没有及时看到推文？因为微信改了推送规则！！！没有点『赞』或『在看』、没有把我们设为『星标』，都有可能出现这种状况。
加『星标』，不迷路！重要的事情说三遍！不想错过精彩推文，看完文章顺手点上『赞』或『在看』，把微纳研究院设为『星标』，就可以每天准时与我们见面啦！
