基于单种光刻胶的多层胶膜、其图形化方法及其剥离方法技术

本申请实施例提供了一种基于单种光刻胶的多层胶膜、其图形化方法及其剥离方法。该图形化方法为使用单种光刻胶制备出底切结构的工艺，仅使用单一的光刻胶，制备出第一层光刻胶膜厚可控的双层胶膜，单次显影后第一层光刻胶形成包括底胶的底切结构；对第二层光刻胶的第二通槽对应的底胶和第二通槽的边缘进行刻蚀，暴露出边缘修饰后的第二通槽所正对的衬底，形成沉积层后，使用单种去胶剥离液即可达到完全剥离的效果。本实施例提供的图形化方法，使得后续剥离操作较为简单且剥离效果好，且获得的具有预设图形的待沉积结构的实际尺寸与定义尺寸一致。寸与定义尺寸一致。寸与定义尺寸一致。

【技术实现步骤摘要】
基于单种光刻胶的多层胶膜、其图形化方法及其剥离方法


[0001]本申请涉及微纳加工
，具体而言，本申请涉及一种基于单种光刻胶的多层胶膜、其图形化方法及其剥离方法。

技术介绍

[0002]在微纳加工
，为了获得微纳尺寸的结构，通常需要光刻和剥离技术来实现。
[0003]传统技术中，通常采用单种的正性光刻胶或单种的负性光刻胶，形成厚度为待制备的沉积材料的高度1～3倍的光刻胶层，该方法由于图形区域的光刻胶侧壁直接和沉积的材料接触，光刻胶侧壁上的沉积材料和焊接凸点通槽中的沉积材料相互粘连，不仅不易于光刻胶的剥离，还会导致制备出的沉积材料的图形的形貌较差。以倒装焊工艺中的焊接凸点为例，利用传统工艺制备出的焊接凸点的侧壁呈现出随机的突起和凹陷，具体如图1所示。
[0004]现有技术中也有采用多层光刻胶的工艺，为了避免作为牺牲层的第一层光刻胶的侧壁与沉积材料粘连，会将第一层光刻胶的底切结构做的很大，导致第一层光刻胶与衬底结合处的图形远远大于定义图形。而在利用如电子束蒸发、热蒸发、磁控溅射等方法沉积材料时，实验过程中往往会导致衬底温度变高，使得沉积的材料具有横向动量的概率增高，即造成沉积材料底部有侧向移动的倾向，而做得很大的底切结构无法阻挡材料侧向移动，最终导致沉积材料底部的尺寸远大于定义图形的尺寸。仍以焊接凸点为例，具体如如图2和图3所示。这对精密器件来说，沉积材料底部扩散出来的部分会损坏周围的电路结构，影响器件的品质。
[0005]并且，现有技术中采用多层光刻胶的工艺仍普遍存在以下问题：/>[0006]1)采用多种光刻胶结合，烘烤时间以及温度的需求不同，且不同光刻胶的溶剂存在互溶等问题，导致光刻胶之间的兼容性差；
[0007]2)需要多次显影，在前显影后的定影、吹干等步骤会影响到在后显影的效果；
[0008]3)需要针对多种同光刻胶采用多种去胶剥离液，部分去胶剥离液会腐蚀基片上的原有材料；
[0009]4)剥离效果差，部分光刻胶或牺牲层的残胶问题严重；
[0010]5)剥离的材料厚度有限，主要受限于单种胶的最大厚度以及牺牲层的最大厚度。

技术实现思路

[0011]本申请针对现有方式的缺点，提出一种基于单种光刻胶的多层胶膜、其图形化方法及其剥离方法，能够使制得的图形化的沉积层的实际尺寸与定义的图形尺寸保持一致。
[0012]第一个方面，本申请实施例提供了一种基于单种光刻胶的多层胶膜的图形化方法，所述图形化方法包括以下步骤：
[0013]在清洁后的衬底上涂覆第一层光刻胶，并对涂覆有第一层光刻胶的衬底进行第一
烘烤；
[0014]对涂覆所述第一层光刻胶后的所述衬底进行第一时长的全面曝光；
[0015]在所述第一层光刻胶上涂覆第二层光刻胶，并进行第二烘烤以使所述第一层光刻胶中与所述衬底连接处形成底胶；
[0016]对涂覆所述第二层光刻胶后的衬底进行局部曝光，对进行局部曝光后的所述衬底进行第二时长的第三烘烤，以使所述底胶固化，所述第二时长小于所述第一时长；
[0017]对所述第二层光刻胶和所述底胶固化后的所述第一层光刻胶一并依次进行显影、定影，得到图形化的所述第一层光刻胶和所述第二层光刻胶，图形化的所述第一层光刻胶包括所述底胶和位于所述底胶远离所述衬底一侧的第一通槽，图形化的所述第二层光刻胶包括第二通槽，所述第二通槽在所述衬底上的正投影位于所述第一通槽在所述衬底上的正投影内；
[0018]对所述第二通槽对应的所述底胶和所述第二通槽的边缘进行刻蚀，暴露出边缘修饰后的所述第二通槽所正对的所述衬底。
[0019]可选地，所述第一层光刻胶和所述第二层光刻胶为同种正性光刻胶。
[0020]可选地，对涂覆有第一层光刻胶的衬底进行第一烘烤，包括：
[0021]在所述第一层光刻胶的软烘温度下对涂覆有所述第一层光刻胶的衬底进行第一烘烤。
[0022]可选地，在清洁后的衬底上涂覆第一层光刻胶，包括：以一次匀胶或多次匀胶的方式在清洁后的所述衬底上旋涂所述第一层光刻胶。
[0023]可选地，对涂覆所述第一层光刻胶后的所述衬底进行第一时长的全面曝光，包括：采用紫外光刻或激光直写的方式，对涂覆所述第一层光刻胶后的所述衬底进行第一时长的全面曝光，所述第一时长大于或等于50s。
[0024]可选地，进行第二烘烤使所述第一层光刻胶中与所述衬底连接处形成底胶，包括：在所述第一层光刻胶的软烘温度下对涂覆所述第二层光刻胶后的所述衬底进行所述第二烘烤，以使所述第一层光刻胶中与所述衬底连接处形成底胶。
[0025]可选地，对涂覆所述第二层光刻胶后的所述衬底进行局部曝光，包括：采用紫外光刻的掩模曝光方式，或激光直写的曝光方式，对涂覆所述第二层光刻胶后的所述衬底进行局部曝光。
[0026]可选地，对局部曝光后的所述衬底进行第二时长的第三烘烤，包括：在所述第一层光刻胶的坚膜温度下，对局部曝光后的所述衬底进行所述第二时长的第三烘烤，所述第二时长小于或等于30s。
[0027]可选地，对所述第二层光刻胶和所述底胶固化后的所述第一层光刻胶一并依次进行显影、定影，包括：使用单一显影液，对所述底胶固化后的所述衬底进行一次显影，再以去离子水作为定影液进行定影。
[0028]可选地，对所述第二通槽对应的所述底胶和所述第二通槽的边缘进行刻蚀，包括：采用物理刻蚀或反应刻蚀的方法，对所述第二通槽对应的所述底胶和所述第二通槽的边缘进行刻蚀。
[0029]第二个方面，本申请实施例提供了一种基于单种光刻胶的多层胶膜的剥离方法，所述剥离方法包括上述的所述的基于单种光刻胶的多层胶膜的图形化方法，还包括：在剩
余的所述第二层光刻胶上和暴露的所述衬底上形成沉积层；剥离剩余的所述第一层光刻胶和剩余的所述第二层光刻胶，得到图形的沉积层。
[0030]可选地，剥离剩余的所述第一层光刻胶和剩余的所述第二层光刻胶，得到图形化的沉积层，包括：将沉积所述形成沉积层后的所述衬底置于去胶剥离液中，在20～80℃的温度下，去除剩余的所述第一层光刻胶和剩余的所述第二层光刻胶，得到所述图形的沉积层，其中，所述去胶剥离液包含有机溶液和无机碱性溶液。
[0031]第三个方面，本申请实施例提供了一种基于单种光刻胶的多层胶膜，所述多层胶膜由上述的基于单种光刻胶的多层胶膜的图形化方法制得。
[0032]本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：
[0033]1)本专利技术使用单种光刻胶，多层光刻胶膜之间的兼容性好，只需要使用单一显影液一次显影即可得到含有底胶底切结构的多层光刻胶膜；
[0034]2)本专利技术采用多层光刻胶结构，牺牲层的底切结构避免了传统工艺中利用单层正/负光刻胶做剥离工艺时材料与侧壁粘连而导致的剥离困难问题；
[0035]3)本专利技术通过特定的工艺流程，在牺牲层上制备出了薄层底胶，通过刻蚀的方法去除底胶并修饰定义图形的第二层光刻胶侧壁角度，沉积材料底部受到薄层底胶阻挡而不会发生侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单种光刻胶的多层胶膜的图形化方法，其特征在于，包括以下步骤：在清洁后的衬底上涂覆第一层光刻胶，并对涂覆有第一层光刻胶的衬底进行第一烘烤；对涂覆所述第一层光刻胶后的所述衬底进行第一时长的全面曝光；在所述第一层光刻胶上涂覆第二层光刻胶，并进行第二烘烤以使所述第一层光刻胶中与所述衬底连接处形成底胶；对涂覆所述第二层光刻胶后的衬底进行局部曝光，对进行局部曝光后的所述衬底进行第二时长的第三烘烤，以使所述底胶固化，所述第二时长小于所述第一时长；对所述第二层光刻胶和所述底胶固化后的所述第一层光刻胶一并依次进行显影、定影，得到图形化的所述第一层光刻胶和图形化的所述第二层光刻胶，图形化的所述第一层光刻胶包括所述底胶和位于所述底胶远离所述衬底一侧的第一通槽，图形化的所述第二层光刻胶包括第二通槽，所述第二通槽在所述衬底上的正投影位于所述第一通槽在所述衬底上的正投影内；对所述第二通槽对应的所述底胶和所述第二通槽的边缘进行刻蚀，暴露出边缘修饰后的所述第二通槽所正对的所述衬底。2.根据权利要求1所述的图形化方法，其特征在于，所述第一层光刻胶和所述第二层光刻胶为同种正性光刻胶。3.根据权利要求2所述的图形化方法，其特征在于，对涂覆有第一层光刻胶的衬底进行第一烘烤，包括：在所述第一层光刻胶的软烘温度下对涂覆所述第一层光刻胶的所述衬底进行第一烘烤。4.根据权利要求1所述的图形化方法，其特征在于，在清洁后的衬底上涂覆第一层光刻胶，包括：以一次匀胶或多次匀胶的方式在清洁后的所述衬底上旋涂所述第一层光刻胶。5.根据权利要求1所述的图形化方法，其特征在于，对涂覆所述第一层光刻胶后的所述衬底进行第一时长的全面曝光，包括：采用紫外光刻或激光直写的方式，对涂覆所述第一层光刻胶后的所述衬底进行第一时长的全面曝光，所述第一时长大于或等于50s。6.根据权利要求1所述的图形化方法，其特征在于，进行第二烘烤以使所述第一层光刻胶中与所述衬底连接处形成底胶，包括：在所述第一层光刻胶的软烘温度下对涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文龙，杨楚宏，郑亚锐，张胜誉，冯加贵，熊康林，丁孙安，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：