引言

金屬圖案的剝離方法已廣泛應用于各種電子器件的制造過程中，如半導體封裝、MEMS和LED的制造。與傳統的金屬刻蝕方法不同的是，采用剝離法的優點是節省成本和工藝簡化。在剝離過程中，經過涂層、曝光和開發過程后，光刻膠會在晶片上形成圖案。

然后再沉積出指定的金屬，光致抗蝕劑被化學剝離。在剝離過程中，去除位于光刻膠頂部的金屬，同時直接放置在晶片上的金屬，成為金屬圖案，從而制作朝向光刻膠圖案的反向金屬圖案。

由于金屬與基板之間的粘附性好、金屬厚度均勻性好等優點，常采用濺射工藝作為沉積方法。金屬濺射后，金屬不僅沉積在光刻膠的上表面，而且直接沉積在沒有光刻膠的晶片表面。由于各向同性，金屬也沉積在光刻膠的側壁上，它可以與晶片表面的金屬橋接。這使得光刻膠的剝離更加困難。

即使光刻膠能夠被成功地剝離，但沉積在基底上的金屬有時會出現意外的邊緣冠，如圖1所示。為了避免金屬橋和邊緣頂，并具有良好一致的光刻膠，我們需要下切口輪廓。由于光刻膠在濺射過程中通常被加熱到100℃左右，耐熱性是保持獨特的下切口輪廓和可剝離性的另一個關鍵。

圖1：光阻材料的濺射過程

實驗與討論

每個光刻膠的單層或雙層工藝都被涂在硅片上，以達到優的涂膜厚度，然后預烤。對于雙層光刻膠，第二層也再次涂覆和預烘烤。曝光采用i線步進器進行。在開發之前，負色光刻膠在95℃下烘烤120秒。實驗結果表明，用2.38wt%的TMAH水溶液制備了光刻膠膜。

英思特研究了不同交聯劑加載量下的圖案分布變化（圖5）。我們通過調整暴露劑量，以獲得幾乎相同的下切寬度的可比模式輪廓。交聯劑加載量較低的樣品呈漸傾斜，加載量較高的樣品頂部坡度較陡，底部為深凹陷。

由于交聯劑的數量會影響這些性能，因此還評估了耐熱性和可剝離性。交聯劑量較高的樣品在達到100℃時耐熱性較高，且不影響剝離性。結果表明，足夠的交聯密度需要獲得合適的欠切輪廓和良好的耐熱性。

圖2：不同交聯劑加載量的樣品橫截面掃描電鏡觀察

結論

英思特研制了兩種新型剝離光致膠，一種是單層負色調光致膠，另一種是雙層正色調光致膠。這兩種光阻劑都表現出獨特的和良好控制的“下切割”輪廓，并能在剝離后形成指定的金屬配置。

通過選擇適當的暴露劑量和顯影時間，獲得了所需的光阻劑的模式輪廓。特別是單層負音類型具有較高的耐熱性，雙層正音具有較好的剝離性。新開發的光刻膠有望為各種電子器件制造過程中金屬圖案化的進展做出貢獻。

審核編輯 黃宇