通常，光刻膠只是用作構(gòu)建圖形步驟中的臨時(shí)掩膜。因此，光刻工藝的最后一步通常是需要去除光刻膠，我們稱之為去膠或者除膠。并且對(duì)去膠過程的要求是：迅速去膠且沒有殘留，對(duì)襯底以及沉積在上面的材料無(wú)損傷，因此這并不是很容易實(shí)現(xiàn)的步驟。這里我們稱用于去除光刻膠的溶劑或者溶液為去膠劑或者去膠液、除膠劑，lift-off工藝中我們也稱之為剝離液。

光刻膠薄膜的溶解度

非交聯(lián)型的光刻通常可以使用普通光刻膠去膠劑進(jìn)行處理并且無(wú)殘留。如果去膠效果不良，應(yīng)考慮以下可能的原因:

正膠在140℃左右開始熱交聯(lián)(例如在堅(jiān)膜、干法刻蝕或涂膠階段)，這大大降低了它的溶解度。如果可以的話，應(yīng)降低處理溫度。

光學(xué)誘導(dǎo)交聯(lián)是通過深紫外光輻射(波長(zhǎng) < 250 nm)并結(jié)合高溫使得光刻膠不能溶解在去膠劑中，這種情況在蒸發(fā)鍍層(如金屬化、濺射或干法刻蝕)中很常見。由于超短波輻射的穿透深度較低，所以只有光刻膠的表面受到交聯(lián)的影響。

負(fù)膠在較高的溫度下處理其交聯(lián)可以通過后續(xù)的工藝步驟進(jìn)一步加強(qiáng)，這步會(huì)導(dǎo)致光刻膠的去除變得更加困難。另外，干法刻蝕過程中，重新沉積在光刻膠上的材料將會(huì)成為去膠過程中的障礙層，從而導(dǎo)致光刻膠的去除變得更加困難。

溶劑型去膠劑

丙酮

丙酮一般不推薦作為光刻膠的去膠劑，因?yàn)樗哂泻芨叩恼魵鈮毫ΑＨ绻褂昧吮瑧?yīng)在丙酮蒸發(fā)和形成條紋前使用異丙醇清洗丙酮處理過的樣品。不建議對(duì)丙酮進(jìn)行加熱以增加其溶解度，因?yàn)槠湔羝麎毫Ω撸瑯O易發(fā)生火災(zāi)危險(xiǎn)。

NMP及NEP

NMP(1-甲基-2-吡咯烷酮)，NEP（氮乙基吡咯烷酮）是去除光刻膠層的一種普遍適用的溶劑。NMP的蒸氣壓非常低，可以加熱到80℃，以便能夠去除更多交聯(lián)的光刻膠薄膜。由于NMP已被列為對(duì)生殖有害物質(zhì)，應(yīng)考慮替代品，如DMSO。

DMSO

DMSO(二甲亞砜)加熱至60- 80℃時(shí)，作為光刻膠去膠劑的性能可與NMP的性能相媲美，是NMP的一種“安全溶劑”替代品。 DMSO容易從空氣中吸收水汽， 另外DMSO人體皮膚有滲透性 ，操作時(shí)注意防護(hù)。

原則上，其他溶劑也適合用作去膠劑：IPA，PGMEA（PMA），甲乙酮（MEK）或稀釋劑，可用于溶解穩(wěn)定性不是很強(qiáng)的光刻膠的殘留。但是，在大多數(shù)情況下，用這些溶劑作為去膠液則需要更長(zhǎng)的時(shí)間。溶劑去除劑同樣適用于酚醛樹脂型光刻膠以及所有聚合物光刻膠（例如PMMA）。

堿性去膠劑

如果襯底材料的化學(xué)穩(wěn)定性允許，且不使用特殊的去除劑，那么可以使用最簡(jiǎn)單高效的堿性去膠劑，最常見的是氫氧化鈉（NaOH）和氫氧化鉀（KOH）溶液。4％的KOH溶液將在幾秒鐘內(nèi)去除所有基于酚醛樹脂基的光刻膠以及電子束光刻膠，專門為耐堿而設(shè)計(jì)光科技啊除外。當(dāng)我們將NaOH或KOH的濃度增加到40％時(shí)，可用于去膠比較困難的穩(wěn)定性膠，特別是硬烘后的光刻膠結(jié)構(gòu)。堿性溶液通常不能完全去除光刻膠殘留物，但是在這種情況下會(huì)在光刻膠膜產(chǎn)生下蠕變。然后或多或少地將殘留物帶離襯底上，然后將其完全清除。但是，應(yīng)該考慮到，高濃度的堿性溶液也可能腐蝕硅晶圓，從而破壞表面。綜上所述 可以使用基于緩沖堿性鹽的濃縮顯影劑（堿當(dāng)量濃度1.1N）來(lái)替代堿性溶液實(shí)現(xiàn)去膠。這種顯影液在未稀釋狀態(tài)下可以迅速去除大多數(shù)光刻膠膜。

四甲基氫氧化銨（TMAH）溶液也用作去除劑，最大濃度為25％。在此濃度下，TMAH可與高濃度的NaOH和KOH溶液媲美。TMAH也會(huì)侵蝕硅，在使用過程中同樣需要小心。由于TMAH的消耗量較低，稀釋型的TMHA溶液更容易操作，而且對(duì)環(huán)境更友好。堿性水去膠劑不適用于所有聚合物（PMMA，聚苯乙烯，碳?xì)浠衔铮５牵覀兛梢岳么颂攸c(diǎn)用于兩層膠系統(tǒng)（PMMA /光刻膠；碳?xì)?光刻膠）應(yīng)用，以選擇性去除上層光刻膠層。

通用去膠方案

通用去除劑

在去膠發(fā)生困難的情況下（例如在密集的等離子蝕刻或?yàn)R射之后），超聲或兆聲清洗會(huì)對(duì)去除光刻膠帶來(lái)很大的幫助。但是，在此過程中必須保護(hù)襯底上的敏感結(jié)構(gòu)，否則將其破壞如下圖1所示，所以我們建議這種帶有高深寬比的結(jié)構(gòu)的樣品最好使用兆聲輔助而不是超聲輔助處理。由于溶解的光刻膠的含量增加，去膠劑隨著長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展其去膠效果在逐漸變?nèi)酢＜词谷晕催_(dá)到理論上的飽和極限（遠(yuǎn)高于50％的固含量），使用過溶液會(huì)隨著顆粒的富集并變得不透明，因此不再適合進(jìn)行重復(fù)清洗。常見的做法是級(jí)聯(lián)清洗。在此過程中，去除劑用于三個(gè)不同的清洗步驟。將樣品放在第一個(gè)溶液池中，此步驟中幾乎完全去除光刻膠殘留物。然后將樣品轉(zhuǎn)移到第二個(gè)溶液池中，然后轉(zhuǎn)移到第三個(gè)槽中，在最后一個(gè)步驟后用去離子水沖洗干凈。一旦達(dá)到預(yù)定的溶解能力，就將第一個(gè)浴液丟棄，將第二個(gè)和第三個(gè)浴液向上移動(dòng)一個(gè)位置。

圖1 LIGA工藝中使用超聲40k Hz（左圖）以及兆聲1M Hz處理后的結(jié)構(gòu)損壞情況

除此之外的功能還可以通過強(qiáng)氧化酸來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如王水，食人魚，硫酸或硝酸。這些酸用于最終清潔。但是除了環(huán)境保護(hù)方面（廢酸的處理），這些混合物通常不僅侵蝕光刻膠，而且也會(huì)腐蝕襯底表面的其他材料。

免責(zé)聲明：文章來(lái)源網(wǎng)絡(luò)  以傳播知識(shí)、有益學(xué)習(xí)和研究為宗旨。 轉(zhuǎn)載僅供參考學(xué)習(xí)及傳遞有用信息，版權(quán)歸原作者所有，如侵犯權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系刪除。