6.为了获得良好的薄膜图形,光刻胶的最佳涂胶参数是什么?

光刻胶(也称为光阻层)主要用于微电子和微系统技术,用于生产微米和亚微米结构。这些光刻胶通常通过旋涂来成膜。对于薄胶(<5um),最佳旋转速度在 2000 – 4000 rpm 之间,对于厚胶(>5um),最佳旋转速度在 800 – 2000 rpm(rpm = 每分钟转数)之间。匀胶机的转速通常可从250rpm到高达 9000 rpm。根据光刻胶的类型,使用这种技术可以生产 100 nm 到 200 µm 的薄膜。使用滴涂工艺可获得高达 1 mm 的较厚薄膜。

根据经验:在 4000 rpm 时层厚为 1.0 µm 的光刻胶在 1000 rpm 时将是 2.0 µm 厚。在 250 rpm 时,这种光刻胶的厚度为 4.0 µm,但会形成比较严重的边胶(边珠)。通过改变旋转速度(250-9000 rpm),每款光刻胶的胶厚最大可获得标称厚度的四倍。

30 秒匀胶时间足以在旋转速度 > 1500 rpm 下获得所需的薄膜厚度。如果使用较低的旋转速度,时间应延长至 60 秒。

其他类型的涂胶工艺是:

  • 浸涂(用于大型和/或不平整的基材)
  • 喷涂(结合旋涂用于经济需求、表面有结构化的图形或其他复杂的基材)
  • 辊涂(大幅面,例如印刷版)

衬底在涂布前的往前温度应与室温相同。如果光刻胶存储于冰箱中,则必须使光刻胶恢复室温下才可以进行涂胶。因为如果过冷的光刻胶直接暴露于空气中,空气中的水汽会凝结在光刻胶表面从而造成污染。因此,从冰箱中取出的瓶子应在打开前放在室温好后几个小时以恢复室温,窝们通常也叫这个步骤为温胶。

如果在涂胶前几个小时稍微打开光刻胶瓶子以进行压力补偿,然后保持原状,则可以避免气泡。厚胶可能需要几个小时来完成这个过程,薄胶则需要更少的时间。使用移液器或分配器应缓慢插入光刻胶中或者缓慢抽出,不要太快,也可以防止出现气泡造成光刻胶涂胶的不均匀性。

反复打开光刻胶瓶子会导致溶剂蒸发导致光刻胶的粘度增加。对于厚度为 1.4  μ m 的光刻胶,损失 1% 的溶剂就可以使光刻胶的膜厚度增加了 4%,因此则需要更高的曝光剂量。

通常使用的涂胶条件是温度为 20 至 25 °C,温度恒定为 + 1 °C(最佳 21 °C),相对湿度为 30 至 50%(最佳 43%)。超过 70% 的湿度,则不在适合涂胶。空气湿度也会影响薄膜厚度,薄膜厚度会随着湿度的增加而降低。对于 AR-P 3510,每增加 1% 的湿度,薄膜厚度就会减少约 2 nm。在 > 1500 rpm 的旋转速度下,30 秒足以获得所需的薄膜厚度。在较低的旋转速度下,时间应延长至 60 秒。对于矩形掩模的曝光,通常使用 Gyrset(封闭卡盘)系统,该系统可提供更高的薄膜质量并减少边胶的形成。

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