一种提高平面光波导分路器光刻图形分辨率的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光波导分路器在生产过程中的加工工艺，尤其是涉及一种提高平面光波导分路器光刻图形分辨率的方法。
【背景技术】
[0002]平面波导型光分路器(PLC Splitter)是一种基于石英基板的集成波导光功率分配器件，具有体积小，工作波长范围宽，可靠性高，分光均匀性好等特点，特别适用于无源光网络(EPON，BPON，GPON等)中连接局端和终端设备并实现光信号的分路。
[0003]现阶段的平面光波导分路器生产工艺，是生产光波导器件的核心技术之一。随着市场上对平面光波导分路器性能需求的提升，设计版图中光波导分叉尺寸也在逐渐缩小。这同时也带来了生产工艺上光刻问题。这是因为需要高分辨率的光刻图形来保证光波导分路器器件的可靠性，普通的光刻胶以及通常的光刻方法都无法满足日益缩小的设计版图中光波导分叉尺寸。从而导致器件失效，最终造成器件损耗的增加。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了解决普通光刻方法后图形分辨率偏低，进而导致刻蚀后图形尺寸偏大，影响PLC器件性能，提供的一种提高平面光波导分路器光刻图形分辨率的方法。
[0005]一种提高平面光波导分路器光刻图形分辨率的方法，其特征在于包括以下步骤:
101、将表面带有二氧化硅薄膜的晶圆在110-120摄氏度环境下预烘15-30分钟去除表面残留的水汽；
102、按照光刻胶与正胶稀释剂为为3:1-5:1的比例将光刻胶进行适当的稀释；
103、采用分阶段旋涂的方式对晶圆进行涂胶，分别为1500rpm-2500rpm的低速阶段，持续12-18秒，以及4500rpm-5500rpm的高速阶段，持续18-25秒，先进行低速阶段，再进行高速阶段；
104、将带胶的晶圆至于85-95摄氏度的环境中进行前烘，持续时间90-110秒；
105、采用高光强短时间的接触式曝光实现图形的转移，即采用6-10毫瓦每平方厘米的光强，对6寸的晶圆进行短时间的曝光,如曝光时间为4-5秒；
106、采用喷涂的方式将晶圆表面光刻胶显影，即将液体喷淋于晶圆表面，根据显影情况持续30-60秒；
107、将晶圆至于110-120摄氏度的环境中，持续100-180秒。
[0006]所述的光刻胶的主要成分为感光树脂、增感剂和溶剂；所述的正胶稀释剂，主要成分为脂肪烃类溶剂。
[0007]所述的显影为通过显影液溶解已经曝光的光刻胶从而实现图形的转移。
[0008]本发明的工作原理是:
将表面带有二氧化硅薄膜的晶圆预烘去除表面残留的水汽，提高光刻胶与晶圆表面能够亲和性，避免掉胶、浮胶的情况；将光刻胶进行适当的稀释，可适当的降低胶的粘附性，减小胶厚，利于曝光时图形的转移；采用分阶段旋涂的方式对晶圆进行涂胶，低速阶段有利于光刻胶旋转涂布到整片晶圆，高速阶段则是保证光刻胶厚度的均匀性以及一定程度上控制胶厚；将带胶的晶圆进行前烘，可蒸发一部分光刻胶当中的溶剂，便于后续曝光过程中图形的转移；采用高光强短时间的接触式曝光实现图形的转移，一方面保证了光刻胶充足的曝光量，另一方面也很好的保证了图形的分辨率；采用喷涂的方式将晶圆表面光刻胶显影，喷涂的显影方式很好的保证了光刻图形的完好，也保证了显影的均匀性，避免了中心区域过显，边缘区域未显的问题；将晶圆进一步去除光刻胶的水分，使得掩膜稳定成型，为下一步刻蚀阻挡等离子体的刻蚀做好铺垫。
[0009]本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明对平面光波导分路器的光刻图形分辨率有明显的提闻，从而提闻工艺稳定性和广品的合格率。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的方法流程图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合图1和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0012]实施例1
按照平面光波导分路器的分叉的间隔为1.3微米，波导的内侧深度为6.5微米的设计要求。
[0013]101、将表面带有二氧化硅薄膜的晶圆在120摄氏度环境下预烘30分钟去除表面残留的水汽；
102、按照光刻胶:正胶稀释剂=3:1将光刻胶进行适当的稀释；
103、采用分阶段旋涂的方式对晶圆进行涂胶，分别为1700rpm低速阶段以及5000rpm的高速阶段，低速阶段持续17秒，高速阶段持续20秒；
104、将带胶的晶圆至于90摄氏度的环境中进行前烘；
105、采用高光强短时间的接触式曝光实现图形的转移，光强8毫瓦每平方厘米，时间5
秒；
106、采用喷涂的方式将晶圆表面光刻胶显影，喷涂的显影方式，持续55秒；
107、将晶圆至于120摄氏度的环境中进一步去除光刻胶的水分，持续180秒。
[0014]实施例2
按照平面光波导分路器的分叉的间隔为1.6微米，波导的内侧深度为7.0微米的设计要求。
[0015]101、将表面带有二氧化硅薄膜的晶圆在120摄氏度环境下预烘30分钟去除表面残留的水汽；
102、按照光刻胶:正胶稀释剂=4:1将光刻胶进行适当的稀释；
103、采用分阶段旋涂的方式对晶圆进行涂胶，分别为2000rpm低速阶段以及4500rpm的高速阶段，低速阶段持续15秒，高速阶段持续25秒；
104、将带胶的晶圆至于90摄氏度的环境中进行前烘； 105、采用高光强短时间的接触式曝光实现图形的转移，光强10毫瓦每平方厘米，时间4.5 秒；
106、采用喷涂的方式将晶圆表面光刻胶显影，喷涂的显影方式，持续35秒；
107、将晶圆至于120摄氏度的环境中进一步去除光刻胶的水分，持续180秒。
[0016]当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种提高平面光波导分路器光刻图形分辨率的方法，其特征在于包括以下步骤: 101、将表面带有二氧化硅薄膜的晶圆在110-120摄氏度环境下预烘15-30分钟去除表面残留的水汽； 102、按照光刻胶与正胶稀释剂为为3:1-5:1的比例将光刻胶进行适当的稀释； 103、采用分阶段旋涂的方式对晶圆进行涂胶，分别为1500rpm-2500rpm的低速阶段，持续12-18秒，以及4500rpm-5500rpm的高速阶段，持续18-25秒，先进行低速阶段，再进行高速阶段； 104、将带胶的晶圆至于85-95摄氏度的环境中进行前烘，持续时间90-110秒； 105、采用高光强短时间的接触式曝光实现图形的转移，即采用6-10毫瓦每平方厘米的光强，对6寸的晶圆进行短时间的曝光,如曝光时间为4-5秒； 106、采用喷涂的方式将晶圆表面光刻胶显影，即将液体喷淋于晶圆表面，根据显影情况持续30-60秒； 107、将晶圆至于110-120摄氏度的环境中，持续100-180秒。
2.根据权利要求1所述的一种提高平面光波导分路器光刻图形分辨率的方法，其特征在于，所述的光刻胶的主要成分为感光树脂、增感剂和溶剂；所述的正胶稀释剂，主要成分为脂肪烃类溶剂。
3.根据权利要求1所述的一种提高平面光波导分路器光刻图形分辨率的方法，其特征在于，所述的显影为通过显影液溶解已经曝光的光刻胶从而实现图形的转移。
【专利摘要】本发明公开了一种提高平面光波导分路器光刻图形分辨率的方法，其特征在于包括以下步骤：101、将表面带有二氧化硅薄膜的晶圆在110-120摄氏度环境下预烘15-30分钟去除表面残留的水汽；102、按照光刻胶与正胶稀释剂为为3:1-5:1的比例将光刻胶进行适当的稀释；103、采用分阶段旋涂的方式对晶圆进行涂胶，分别为1500rpm-2500rpm的低速阶段，持续12-18秒，以及4500rpm-5500rpm的高速阶段，持续18-25秒，先进行低速阶段，再进行高速阶段。本发明对平面光波导分路器的光刻图形分辨率有明显的提高，从而提高工艺稳定性和产品的合格率。
【IPC分类】G02B6-138, G03F7-00
【公开号】CN104865640
【申请号】CN201410062949
【发明人】吕耀安, 翟继鑫
【申请人】无锡宏纳科技有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2014年2月22日