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本文介紹了抗蝕劑工藝的基礎(chǔ)知識(shí)，包括實(shí)用技術(shù)，接近模式是一種具有成本效益的過程，具有實(shí)現(xiàn)任意2-3微米寬度模式的潛力，在解釋了標(biāo)準(zhǔn)過程和機(jī)制之后，描述了MEMS區(qū)域中的一些問題。

光刻的基礎(chǔ)是基板面統(tǒng)一的并列處理，與利用工具的機(jī)械加工相比，能夠越精細(xì)地增加制作裝置數(shù)量等，發(fā)揮包括生產(chǎn)率在內(nèi)的威力，在MEMS領(lǐng)域中，在圖案化中，可能不是利用步進(jìn)器，而是利用對(duì)準(zhǔn)器的近距離曝光，成本效益高，最小穩(wěn)定圖案寬度為2-3微米。

圖1

圖1是經(jīng)驗(yàn)少的學(xué)生利用OFPR-800LB光刻膠進(jìn)行圖案化的例子，圖1（a）乍一看是壞的（1）整個(gè)基板上附有細(xì)小的垃圾；（2）光刻膠顏色不均勻，有漸變部分；（3）上部提供間距為10微米的線-和-空間（占空比為1：1），但5μm寬的線可能傾斜或丟失。說明原因：（1）中的細(xì)小垃圾當(dāng)然應(yīng)該清除，將圓型晶片切割，做成小芯片狀使用，可以認(rèn)為是此時(shí)的垃圾，作為基板清洗，學(xué)習(xí)使用食人魚溶液（硫酸和過氧化氫水）等強(qiáng)化學(xué)藥品進(jìn)行處理。實(shí)際上，在圖1(a)中進(jìn)行了該清潔處理，但是，劃片中最有可能的垃圾是硅的碎片。食人魚溶液對(duì)有機(jī)物有效，不能去除硅。建議用有機(jī)溶劑和軟纖維，如棉簽，機(jī)械擦拭，擦拭的方向不要往復(fù)，以一定的方向?yàn)楹?；?）和（3）是同樣的理由，從細(xì)小的模式流動(dòng)可以推測(cè)，模式轉(zhuǎn)錄本身已經(jīng)完成，但濕顯影處理發(fā)生了異常，正抗蝕劑基本上與基板的粘合較弱，當(dāng)成膜時(shí)，抗蝕劑以液體狀態(tài)拉伸到基板上，通過預(yù)焙，稀釋劑脫落，體積收縮，作為結(jié)構(gòu)材料考慮的話，可以認(rèn)為是大的膜應(yīng)力在起作用。

圖2

圖2是很多教科書中介紹的光刻膠工藝一連串的工序，預(yù)處理包括清潔和六甲基二硅烷（HMDS）處理，迅速地從硅表面除去水的多分子層并疏水化。

圖3顯示了HMDS處理中產(chǎn)生的表面改性（1），HMDS與Si表面的OH反應(yīng)，使表面成為疏水性，實(shí)際上，在圖1（a）的例子中也使用了這種方法，在HMDS自旋涂覆后，繼續(xù)自旋涂覆抗蝕劑，如果出現(xiàn)（2）（3）問題，建議在HMDS涂抹后高溫烘烤，如果沒有限制，最好在200℃以上，HMDS分子分解·固定在基板上時(shí)，作為表面活性劑發(fā)揮作用，僅暴露于HMDS中時(shí)，隨附生成的氨和未反應(yīng)的HMDS殘留在硅表面，在270℃烘烤的物質(zhì)中，沒有確認(rèn)到這些物質(zhì)的存在，抗蝕劑開始咬住基板，在為旋涂而滴下抗蝕劑時(shí)，觀察到抗蝕劑難以擴(kuò)散的情況，圖1(b)顯示了200℃烘烤措施，良好的模式在有無抗蝕劑之間的差異很明顯，沒有中間色和暈染。

圖3

綜上所述，可以理解抗蝕劑膜厚選擇的指針，為了實(shí)現(xiàn)微細(xì)圖案，基本是在允許的范圍內(nèi)使抗蝕劑膜變薄，當(dāng)抗蝕劑-基板之間的接觸面積相同且抗蝕劑膜變厚時(shí)，涂膜應(yīng)力的膜厚度積分值變大，因此容易剝離，在MEMS特有的厚膜抗蝕劑中，除了低附著力外，還會(huì)出現(xiàn)裂紋，這是共同的問題，主要是通過材料解決，但也有處理上的注意點(diǎn)，在將基板從高溫狀態(tài)中取出等情況下，通過導(dǎo)熱率低的材料等，避免陡峭的溫度變化引起的溫度沖擊。

如果到成膜為止都正確進(jìn)行，那么決定解像度的第一件事就是曝光，在微細(xì)圖案的轉(zhuǎn)錄中，應(yīng)該意識(shí)到硬接觸，這是因?yàn)榧词故俏⑿〉拈g隙，光強(qiáng)度分布也會(huì)隨著光傳播而與掩模的光強(qiáng)度分布發(fā)生變化，厚膜抗蝕劑需要UV光的透射率高，這是因?yàn)?，如果光不能通過抗蝕劑層進(jìn)行吸收，就無法形成圖案，即使通過，如果光刻膠的表面?zhèn)群突鍌?cè)的曝光量極端不同，圖案側(cè)壁也不會(huì)垂直。另外，顯影通過顯影液從抗蝕劑表面?zhèn)冉佑|，向基板依次進(jìn)行，表面?zhèn)冉佑|顯影液的時(shí)間越長，表面?zhèn)蕊@影時(shí)間越長，對(duì)于曝光部分溶解的正型光刻膠，表面?zhèn)鹊钠毓饬繜o論如何都較多且顯影時(shí)間也較長，表面?zhèn)热菀兹芙?，基板?cè)難以溶解。也就是說，側(cè)壁難以垂直。相反，對(duì)于曝光部分不溶的負(fù)型光刻膠，由于被強(qiáng)烈曝光而難以溶解的表面?zhèn)蕊@影時(shí)間較長，因此更具有溶解的條件，相互抵消而容易得到垂直壁，在用厚膜抗蝕劑形成垂直圖案時(shí)，使用透過率高的負(fù)型抗蝕劑在原理上是有利的。

通常，抗蝕劑的適用性曝光量隨膜厚變化而變化，SU-8不太受曝光量變化的影響，這是因?yàn)閁V透過率高，在100μm左右的膜厚下，UV吸收量不大，當(dāng)膜厚較厚，需要精細(xì)圖案時(shí)，應(yīng)同時(shí)使用顯影液槽的攪拌和超聲波處理，但是，與微細(xì)圖案的倒下和剝落之間存在著權(quán)衡，干燥時(shí)產(chǎn)生的沖洗液的表面張力是主要原因，有時(shí)使用的不是表面張力為72kN/m的水，而是24kN/m的叔丁醇50%水溶液。但是，一般來說，表面張力小的液體容易侵入抗蝕劑和基板的界面，容易引起圖案剝落，雖然工藝變得復(fù)雜，但如果使用利用升華的冷凍干燥法，表面張力幾乎可以降低為0。

關(guān)于抗蝕劑過程，介紹了通常很難在討論中出現(xiàn)的部分,由于近距離曝光本身很簡單，所以對(duì)照原理，希望能為判斷提供參考。