这种特殊的光刻胶用于需要负壁轮廓的剥离技术。尽管它们是由酚醛清漆树脂和萘醌二叠氮化物作为光敏化合物(PAC)组成的正性光致抗蚀剂(甚至可以以这种方式使用),但它们能够反转图像(IR),从而产生负片状的掩模。实际上AZ 5214E几乎仅用于红外模式。
通过在抗蚀剂配方中使用特殊的交联剂可以获得图像反转能力,该交联剂在高于110°C的温度下才具有活性,而且更重要的是,仅在抗蚀剂的裸露区域才具有活性。交联剂与曝光后的PAC一起导致几乎不溶(在显影剂中)并且不再是光敏物质,而未曝光的区域仍然像普通的未曝光的正性光刻胶一样起作用。泛光曝光(无需掩模)后,将这些区域溶解在标准显影剂中以形成正性光刻胶,保留交联区域。总体结果是掩模图案的负像。
众所周知,根据工艺条件和曝光设备的性能,正光刻胶轮廓的正斜率为75-85°(只有亚微米光刻胶接近90°)。这主要是由于PAC的吸收,当穿透抗蚀剂层时,PAC的吸收使光衰减(所谓的体效应)。结果是抗蚀剂顶部的溶解速率较高,而底部的溶解速率较低。当以红外模式处理AZ 5214E时,这将被逆转,因为与较低剂量的曝光区域相比,较高的曝光区域将以更高的程度交联,因此溶出速率也较高。最终结果将是负壁轮廓,非常适合提离。
红外过程的最关键参数是反向烘烤温度,一旦优化,必须将其保持在±1°C内以保持一致的过程。该温度还必须单独优化。无论如何,它将落在115至125℃的范围内。如果选择的IR温度过高(> 130°C),则抗蚀剂也会在未曝光区域发生热交联,因此不会产生图案。建议按照以下步骤找出合适的温度:
用抗蚀剂涂布并预烤一些基材。在不将它们暴露于紫外线的情况下,将它们置于不同的反向烘烤温度下,即115°,120°,125°和130°C。 现在,施加> 200mJ /cm²的洪水,然后将其浸入标准显影剂配方中,即AZ 340、1:5稀释液或AZ 726 MIF 1分钟。从抗蚀剂的一部分衬底上将其除去,另一部分(暴露于太高温度的部分)将保留并在其上进行热交联。最佳的RB温度现在比开始交联的温度低5°至10°C。
只要施加足够的能量使未暴露的区域可溶,洪水暴露就绝对不重要。200 mJ /cm²是一个不错的选择,但是150-500 mJ /cm²不会对性能产生重大影响。
最后,应该注意的是,成像曝光能量要比普通正片显影过程低,通常只有一半。因此,一个好的经验法则是:与标准的正性抗蚀剂工艺相比,按图像曝光的剂量应为剂量的一半,而泛光曝光能量应为AZ 5214E红外处理的两倍。
一旦理解并熟悉了这种红外程序,就可以很容易地设置不同的提货流程。T形轮廓可通过以下过程顺序实现:
将预烘焙的AZ 5214E光致抗蚀剂用少量UV能量进行泛光曝光(无掩模),仅在表面上产生一些曝光的PAC。现在,执行反向烘烤以部分交联该顶部区域。通过这种处理,产生了与散装材料相比溶解速率降低的顶层。此后,将抗蚀剂像普通的正性光刻胶一样进行处理(以图像方式曝光和显影)以生成正像!由于顶层中较低的溶出速率,将导致带有悬垂唇缘的T形轮廓。
AZ 5214E | |||
固含量[%] | 28.3 | ||
粘度[cSt at 25°C] | 24.0 | ||
377nm处的吸收率[l/g*cm] | 0.76 | ||
溶剂 | 乙酸甲氧基丙酯(PGMEA) | ||
最高含水量 [%] | 0.50 | ||
光谱灵敏度 | 310 - 420 nm | ||
涂层特性 | 无条纹 | ||
过滤[绝对微米] | 0.1 |
膜厚[µm],为SPIN SPEED的功能(通常)
旋转速度[rpm] | 2000 | 3000 | 4000 | 5000 | 6000 |
AZ 5214E | 1.98 | 1.62 | 1.40 | 1.25 | 1.14 |
稀释和去除边珠 | AZ EBR 溶剂 |
预烤 | 110°C, 50", 热板 |
接触 | 宽带和单色H线和I线 |
反转烘烤 | 120°C,2分钟,加热板(最关键的步骤) |
曝光量 | > 200 mJ/cm² |
显影 | AZ 340, 1:5 (罐,喷雾) or AZ 726 (puddle) |
烘烤后 | 120°C, 50s 热板(可选) |
清除 | AZ 100 清除溶剂。 |