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摘要

? ? ? 本文介紹了在大形貌表面上涂覆光刻膠的三種方法:旋涂法、噴涂法和電沉積法。概述了每種方法的特點(diǎn)及其優(yōu)缺點(diǎn)。從復(fù)雜性、成本和應(yīng)用類型方面進(jìn)行比較，指出最合適的涂覆方法。

介紹

? ? ? 對(duì)于一些微機(jī)電系統(tǒng)應(yīng)用和在具有大范圍形貌的硅晶片上的3D微結(jié)構(gòu)圖案轉(zhuǎn)移，不僅在平坦表面上，而且在不規(guī)則表面上需要均勻的抗蝕劑層。迄今為止，已經(jīng)引入了三種光致抗蝕劑涂覆技術(shù)來制造微機(jī)電系統(tǒng)器件。旋涂是最常規(guī)的涂覆方法，通常應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)平板晶片。

旋涂

? ? ? 光刻膠旋涂是集成電路工藝中平面晶片的標(biāo)準(zhǔn)涂覆方法。旋涂是一種成熟的技術(shù)，使用市場(chǎng)上可買到的設(shè)備和抗蝕劑。該工藝與集成電路技術(shù)兼容，可用于所有類型襯底層的所有加工階段。旅涂主要障礙是旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力造成的。深蝕刻的特征對(duì)溶液流動(dòng)造成物理阻礙，阻止完全覆蓋，并經(jīng)常導(dǎo)致條紋或抗蝕劑厚度變化。

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圖1 由于兩個(gè)相鄰角之間的分離區(qū)域覆蓋不良，硅濕法蝕刻步驟后受損結(jié)構(gòu)的光學(xué)圖像

噴涂???

? ? ? ?與旋涂相比，噴涂的原理不同，它不受離心力引起的抗蝕劑厚度變化的影響。直接噴射系統(tǒng)包括超聲波噴嘴，其產(chǎn)生微米大小的液滴分布。它可以減少晶片上光刻膠的流體動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，因?yàn)楣饪棠z液滴應(yīng)該停留在它們被沉積的地方。盡管專用的噴涂抗蝕劑涂層設(shè)備在市場(chǎng)上可以買到(EVG 101高級(jí)抗蝕劑處理系統(tǒng))，但噴涂技術(shù)不如旋涂技術(shù)發(fā)達(dá)，具體的抗蝕劑解決方案仍在開發(fā)中。噴射技術(shù)比旋轉(zhuǎn)給出更好的結(jié)果，但是如果在同一晶片上存在尺寸差異很大的空腔，則可以觀察到抗蝕劑厚度的變化。小空腔底部的抗蝕劑厚度比大空腔中的厚。如果空腔的尺寸差異大，將導(dǎo)致空腔之間抗蝕劑厚度的大變化。

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圖2 使用噴涂

圖3 使用旋涂

光刻膠的電沉積 ????

? ? ? 光致抗蝕劑的電鍍或光致抗蝕劑電沉積(ED)是一種強(qiáng)有力的技術(shù)，它需要特殊的電鍍?cè)O(shè)備和電泳抗蝕劑乳液。為了沉積光致抗蝕劑層，晶片表面必須涂有導(dǎo)電材料。這種增透涂層的主要優(yōu)點(diǎn)是與非平面特征的幾何形狀無關(guān)的保形抗蝕劑層。像空腔的鈍角頂角和凹底角這樣最關(guān)鍵的待涂覆部分被與晶片表面相同厚度的層覆蓋。但是它不能用于工藝的所有階段，它非常適合于金屬層的圖案化。設(shè)置和工藝處理比其他兩種涂覆技術(shù)更復(fù)雜。應(yīng)該經(jīng)常檢查和維護(hù)涂層槽，以便獲得可重復(fù)的過程。

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比較

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結(jié)論

? ? ? 比較了用于微機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)制造的三種光刻膠涂覆方法。指出了每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。旋涂是一種簡(jiǎn)單的方法，但它不能在不同尺寸的深腔和隨機(jī)分布在晶片上的深腔上給出良好和可再現(xiàn)的結(jié)果。噴涂和電泳沉積當(dāng)然會(huì)帶來更好的效果，但它們需要特殊的設(shè)備。這兩種技術(shù)都可以用于批量生產(chǎn)。噴涂對(duì)于腔底部的圖案化是優(yōu)選的，并且可以應(yīng)用于處理的所有階段，而電沉積非常適合于圖案化金屬層。根據(jù)具體的配置和微觀結(jié)構(gòu)，選擇特定的方法。更常見的是，抗蝕劑涂覆技術(shù)的適當(dāng)組合是最佳選擇，因?yàn)閷?duì)于制造過程的每個(gè)光刻步驟，圖案布局和晶片形貌可以有相當(dāng)大的不同。

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