負(fù)膠的Undercut在lift-off工藝中的應(yīng)用

光刻工藝中負(fù)膠因?yàn)檎扯绕螅驼z相反的曝光模式，被廣泛應(yīng)用，但是負(fù)膠精度沒(méi)有正膠好，容易顯影變形，價(jià)格也普遍相對(duì)較貴。

負(fù)膠：聚合物的短鏈分子因光照而交聯(lián)成為長(zhǎng)鏈分子的為負(fù)膠（cross linking）。或者說(shuō)，光刻過(guò)程中被的光照的區(qū)域在顯影過(guò)程中留下來(lái)，未被光照區(qū)域的光刻膠被顯影液腐蝕的光刻膠稱之為負(fù)膠（negative photoresist），

在lift-off工藝中，負(fù)膠（negative resist）通常被推薦用于形成undercut結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)有助于在后續(xù)的剝離過(guò)程中實(shí)現(xiàn)更清晰和精確的圖案化。以下是詳細(xì)的解釋：

負(fù)膠相比于正膠，在接觸式紫外光刻中更容易獲得undercut結(jié)構(gòu)，因此常用于lift-off工藝。負(fù)膠設(shè)計(jì)用于lift-off時(shí)，可以達(dá)到可重復(fù)的底切效果，防止光刻膠側(cè)壁被涂覆，使后續(xù)的lift-off過(guò)程更加容易。

在lift-off工藝中，通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)，如曝光劑量和顯影時(shí)間，可以獲得明顯的底切形態(tài)，從而消除毛刺。例如，適當(dāng)過(guò)曝點(diǎn)有利于獲得undercut結(jié)構(gòu)。此外，使用圖形反轉(zhuǎn)或負(fù)膠的情況下，通過(guò)這些參數(shù)的調(diào)整可以顯著改善undercut的效果。

在某些研究中，雙層膠（如LOR光刻膠和AZ6130或S1813）被用來(lái)構(gòu)建undercut結(jié)構(gòu)。首先涂覆第一層光刻膠，在一定溫度下烘烤、冷卻后，再旋涂第二層光刻膠，并經(jīng)過(guò)曝光、顯影、定影后形成undercut結(jié)構(gòu)。這種雙層膠系統(tǒng)能夠有效地控制undercut的長(zhǎng)度和深度，提供可靠的工藝。

如下圖，如果沒(méi)有Undercut的話，且沒(méi)有倒梯形結(jié)構(gòu)，很容易形成金屬毛刺，反映到晶圓表面就是線條有“黑線”殘留。

最簡(jiǎn)單的是通過(guò)曝光時(shí)間可以控制倒梯形角度，曝光劑量越大角度越大越接近90°。

下面是曝光4.5s和曝光5.5秒的Undercut的區(qū)別，明顯5.5s的更小一些。

另外負(fù)膠的角度受前烘溫度的影響較大，前烘越高，角度越小。

而如何使角度變大（減小亮邊）：

1、降低前烘溫度，也就是曝光前的烤膠

2、提高曝光能量，延長(zhǎng)顯影

3、提高后烘溫度和時(shí)間

4、減少曝光間距

單層膠的倒梯形有時(shí)很難滿足厚膜的需求，就需要做雙層光刻膠結(jié)構(gòu)。如下圖。

雙層就比較麻煩一些。