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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及其優(yōu)缺點。從復(fù)雜性、成本和應(yīng)用類型方面進行比較，指出最合適的涂覆方法。

介紹

? ? ? 對于一些微機電系統(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)用于標準平板晶片。

旋涂

? ? ? 光刻膠旋涂是集成電路工藝中平面晶片的標準涂覆方法。旋涂是一種成熟的技術(shù)，使用市場上可買到的設(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)時的離心力造成的。深蝕刻的特征對溶液流動造成物理阻礙，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力學(xué)效應(yīng)，因為光刻膠液滴應(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)備在市場上可以買到(EVG 101高級抗蝕劑處理系統(tǒng))，但噴涂技術(shù)不如旋涂技術(shù)發(fā)達，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)是一種強有力的技術(shù)，它需要特殊的電鍍設(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。旋涂是一種簡單的方法，但它不能在不同尺寸的深腔和隨機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，因為對于制造過程的每個光刻步驟，圖案布局和晶片形貌可以有相當(dāng)大的不同。

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