CN111522208A - 使用正胶做掩膜进行金属薄膜剥离的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种使用正胶做掩膜进行的金属薄膜剥离的方法。在基片上涂胶、前烘、曝光、显影、清洗、泛曝光、镀金属、剥离，剥离是：在基片表面贴蓝膜，再将蓝膜撕掉，利用蓝膜的粘性将底部有胶的金属去除。最后将基片置于有机溶剂中，去除基片表面残余的光刻胶及其上残留的金属。本发明采用传统正胶，在光刻机中使用正胶正常曝光的能量和曝光时间进行整面泛曝光，再进行镀膜。正胶经过泛曝光之后，光刻胶交联被改变，粘附性降低，分子间发生断链反应，使胶的表面出现针孔，从而使得金属薄膜与正胶的表面黏附性变差，用蓝膜可以直接撕掉底部有胶的金属层，克服了正胶显影后角度为直角或者接近直角金属不易抬离的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用正胶做掩膜剥离金属薄膜的方法，属于半导体芯片加工领域。
背景技术
利用剥离技术制作微细金属的图形，在微米、亚微米范围内是一种非常有价值的技术。剥离技术的基本顺序是首先在洁净的基片表面涂上一层或多层负光刻胶，进行前烘、曝光、后烘、显影等不同工艺处理后，在基片表面得到倒梯形光刻胶侧剖面几何图形，然后通过蒸发或者溅射的方法，在基片表面沉积金属层，最后剥离掉光刻胶及其上的金属，而与基片紧密接触的金属层保留下来。
剥离技术一般分为负胶剥离、图形反转剥离。金属图形线条的粗细受到光刻分辨率的限制，为了充分发挥剥离工艺的能力，必须精确的控制掩膜图形的尺寸。通常正胶具有灵敏度高，膨胀变形小，形成图形稳定性好的优点。但是由于正胶曝光显影后形成类似直角形状，不易被抬离。
负胶剥离由于其所实现的图形一般为倒梯形，金属薄膜与光刻胶容易形成剥离所需的断面，所以比较容易实现剥离。但负胶本身也存在着明显的缺点，即膨胀率高，稳定性差，分辨率低，且成本极高，而且在显影前多一次曝光后烘烤工序。
CN108398860A-一种半导体激光器芯片金属的剥离方法公开了一种剥离方法，即为图形反转剥离法，采用反转胶，经过两次曝光，其中第二次曝光为泛曝光，光刻胶由正胶变为负胶，使形成的图形为倒梯形，金属薄膜与光刻胶形成断面，从而达到易剥离的目的。这种图形反转胶价更加昂贵，且工序增加。并不适用于芯片的批量生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种正胶做掩膜层剥离金属薄膜的方法。
本发明采用的技术方案为：
一种使用正胶做掩膜进行金属薄膜剥离的方法，其特征在于：在基片上涂上一层正胶，经前烘、曝光、显影、清洗、泛曝光处理后，在正胶表面镀金属，然后剥离剥离，剥离时在整面已镀金属的基片表面贴蓝膜，再将蓝膜撕掉，利用蓝膜的粘性将底部有胶的金属去除，最后将基片置于有机溶液中浸泡，去除基片表面残余的光刻胶及其上残留的金属。
优选的，所述有机溶剂为常温丙酮溶液，或90℃的N甲基吡咯烷酮，浸泡时间为15min。
优选的，曝光和泛曝光采用的能量均为20毫瓦/平方厘米、3.5秒。
本发明通过采用传统正胶，单层胶工艺，实现对图形的转移，主要增加泛曝光过程。再经过蒸发或者溅射沉积金属薄膜，使用蓝膜可以直接去掉底部有正胶的金属薄膜，再用丙酮或者N-甲基吡咯烷酮去除残余光刻胶，有效地提高了剥离的效率。本发明的有益效果为：
1)本发明采用传统正胶，一般剥离工艺都采用负胶作业，因为正胶曝光显影后的形状为类似直角，金属覆盖后不容易抬离，负胶曝光显影后是倒梯形，此种形状金属覆盖后容易抬离。但是负胶价格是正胶的4-5倍，而且在作业过程中会比正胶多一步曝光后烘烤，使用正胶节约了约60％的成本，缩减了约30分钟工艺时间。
2)采用单层胶工艺，胶厚可以做到2微米以下。
3)在正胶曝光显影后，不直接镀金属，而是将基片不用光刻板，在光刻机中使用正胶正常曝光的能量和曝光时间进行整面泛曝光，再进行镀膜。正胶经过泛曝光之后，光刻胶交联被改变，粘附性降低，分子间发生断链反应，使胶的表面出现针孔，从而使得金属薄膜与正胶的表面黏附性变差，用蓝膜可以直接撕掉底部有胶的金属层，克服了正胶显影后角度为直角或者接近直角金属不易抬离的缺点，提高剥离效率，优化了剥离效果。
4)剥离后用丙酮或者N-甲基吡咯烷酮即可去除残留在基片上的残胶及边缘的极少量的金属薄膜，无需特殊溶剂，节约了成本。
5)所形成的金属图形的侧壁垂直度较高，保证了图形的分辨率。
6)剥离后的金属图形无残金，无残胶。
附图说明
图1为负胶做掩膜剥离工艺流程图。
图2为本发明的单层正胶剥离工艺流程图。
图3为负胶做掩膜剥离工艺示意图。
图4为本发明的单层正胶剥离工艺示意图。
具体实施方式
以下是结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本正胶剥离金属薄膜的方法，其步骤包括：
(1)使用涂胶机将正胶2均匀的涂在基片1的表面上并前烘，匀胶转速：5500转/分钟，胶厚：1.8微米，前烘：110摄氏度，180秒；
(2)将光刻板3置于正胶2上，使用光刻机进行曝光，曝光能量：20毫瓦/平方厘米3.5秒；
(3)使用显影液进行显影，显影时间：35秒；
(4)使用光刻机进行泛曝光，泛曝光能量：20毫瓦/平方厘米3.5秒；
(5)使用蒸发台或者溅射台进行金属镀膜；蒸镀钛、铂、金三层金属，厚度：10nm、50nm、100nm。
(6)使用蓝膜撕掉底部有胶的金属薄膜；
(7)使用常温丙酮或者90℃N-甲基吡咯烷酮浸泡15min，去掉基片上的光刻胶及残留在基片边缘处的极少量金属薄膜，完成金属薄膜的剥离。使用蓝膜剥离后无残留金属。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种使用正胶做掩膜进行金属薄膜剥离的方法，其特征在于：在基片上涂上一层正胶，经前烘、曝光、显影、清洗、泛曝光处理后，在正胶表面镀金属，然后剥离剥离，剥离时在整面已镀金属的基片表面贴蓝膜，再将蓝膜撕掉，利用蓝膜的粘性将底部有胶的金属去除，最后将基片置于有机溶液中浸泡，去除基片表面残余的光刻胶及其上残留的金属。
2.根据权利要求1所述的使用正胶做掩膜进行金属薄膜剥离的方法，其特征在于：所述有机溶剂为常温丙酮溶液，或90℃的N甲基吡咯烷酮，浸泡时间为15min。
3.根据权利要求1或2所述的使用正胶做掩膜进行金属薄膜剥离的方法，其特征在于：曝光和泛曝光采用的能量均为20毫瓦/平方厘米、3.5秒。
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