一种高效剥离光刻胶掩膜的光刻工艺方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于半导体集成电路领域，具体涉及一种高效剥离光刻胶掩膜的光刻工艺 方法。
【背景技术】
[0002] 上世纪 80 年代末（1988)(D?GriselAnintegratedlow-powerthinfilmCO gassensoronsilicon.SensorsandActuators, 1988 13 301 - 313)(不用惨杂）西欧 首次试图用晶体管工艺中的Si微电子技术在薄膜气敏元件研制中的移植。由于这种工艺 的自动化、集成化、微型化化生产，还可以发展气敏元件集成电路，而气敏层在衬底上的 生成可用高能粒子的薄膜溅射技术而有利于广泛开发基材料，同时这类薄膜元件与TGS元 件相比，在性能上有灵敏、快速、低功耗、小的热惯性等优点，于是在国内外掀起了波澜 壮阔和持续不断的工艺探索。但由于晶体管的微电子工艺与研制薄膜元件技术不同，光刻 工艺的成品率很低，同时用一般的溅射工艺气敏层掺杂不稳，元件不能实用化，所以，目前 用这种工艺的薄膜元件有研有产(美国，西欧，韩国等）而无流行产品。
[0003] 在薄膜气敏元件研制中有两次光刻，第一次光刻要溅射Pt，第二次光刻要溅射气 敏层（SnO2,ZnO,Fe203)，所以光刻胶掩膜已被高能的Pt粒子或高能的氧化物粒子打击而 变质，现有技术中，去胶方法主要有：（一）溶剂去胶，去胶剂常用含氯的烃化物；该方法易 造成环境污染，且含有挥发性溶剂，易对人体健康造成损害，损伤薄膜；（二）氧化去胶；如 H2S04+H202〈沸〉，剥离不彻底且易造成腐蚀，影响产品的质量及可靠性，导致成品率低；（三） 等离子体去胶：氧气在强电场作用下电离使光刻胶氧化，该方法工艺步骤繁琐，条件控制严 格，因此，研发一种能够彻底去除光刻胶掩膜，且能够提高薄膜气敏元件的成品率，操作简 单易行的光刻工艺方法，具有广阔的市场前景及社会价值。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种与溅射相结合的光刻工艺方法， 解决了现有技术中通过烧结结合气敏层与衬底，结合能低以及利用剥离剂等剥离光刻胶掩 膜，剥离效果差，成品率低等问题。
[0005] 本发明为了实现上述目的所采用的技术方案为： 本发明提供了一种高效剥离光刻胶掩膜的光刻工艺方法，包括以下步骤： (1) 一次光刻：在衬底AL2O3上形成图形化的光刻胶，高能溅射Pt，制备加热器和电极， 利用酒精灯进行一次烧胶剥离变质光刻胶掩膜，一次烧胶时间为2_5s，超声清洗去除胶 灰； (2) 二次光刻：先二次涂胶，再前烘，光刻、腐蚀、坚膜，最后在电极区利用粉末溅射气敏 层之后，利用酒精灯进行二次烧胶剥离变质光刻胶掩膜，二次烧胶时间为2_5s，超声清洗去 除胶灰。
[0006] 进一步的，本发明步骤（1)中，所述光刻胶的粘度为450MPaS。
[0007] 进一步的，本发明步骤（2)中，所述二次涂胶中光刻胶的粘度为60MPaS。
[0008] 本发明进行一次涂胶及二次涂胶时，所述光刻胶的涂胶转速均为4000转/分，涂 胶时间为15-20s。
[0009] 进一步的，所述一次烧胶及二次烧胶的条件为：利用酒精灯火焰的外焰进行烧胶。
[0010] 本发明所使用的酒精灯为实验室常规酒精灯。
[0011] 本发明的优点为： (1) 本发明结合光刻胶的粘度及涂胶转速、时间，利用酒精灯烧胶剥离光刻胶掩膜，剥 离效率高，剥离后的成品率高； (2) 本发明提供的方法简单易行，成本大幅度降低，具有广阔的市场前景及社会价值。
【附图说明】
[0012] 图1为"金属氧化物薄膜气敏元件"工艺流程。
【具体实施方式】
[0013] 下面通过实施例对本发明进行进一步的阐述，应该明白的是，下述说明仅是为了 解释本发明，并不对其内容进行限定。
[0014] 实施例1 一种高效剥离光刻胶掩膜的光刻工艺方法，包括以下步骤： (1) 一次光刻：在衬底AL2O3上形成图形化的光刻胶，光刻胶的涂胶转速为4000转/分， 涂胶时间为17s，光刻胶的粘度为450MPaS，然后高能溅射Pt，制备加热器和电极，利用酒精 灯火焰的外焰进行一次烧胶剥离变质光刻胶掩膜，烧胶时间为4s，超声清洗去除胶灰； (2) 二次光刻：先二次涂胶，所涂光刻胶的粘度为60MPaS，涂胶转速为4000转/分，涂 胶时间为18s，再前烘，光刻、腐蚀、坚膜，然后在电极区利用粉末溅射气敏层（SnO2)之后，利 用酒精灯火焰的外焰进行二次烧胶剥离变质光刻胶掩膜，烧胶时间为4s，超声清洗去除胶 灰。
[0015] 实施例2 一种高效剥离光刻胶掩膜的光刻工艺方法，包括以下步骤： (1) 一次光刻：在衬底AL2O3上形成图形化的光刻胶，光刻胶的涂胶转速为4000转/分， 涂胶时间为20s，光刻胶的粘度为450MPaS，然后高能溅射Pt，制备加热器和电极，利用酒精 灯火焰的外焰进行一次烧胶剥离变质光刻胶掩膜，烧胶时间为5s，超声清洗去除胶灰； (2) 二次光刻：先二次涂胶，所涂光刻胶的粘度为60MPaS，涂胶转速为4000转/分，涂 胶时间为15s，再前烘，光刻、腐蚀、坚膜，然后在电极区利用粉末溅射气敏层之后，利用酒精 灯火焰的外焰进行二次烧胶剥离变质光刻胶掩膜，烧胶时间为2s，超声清洗去除胶灰。
[0016] 实施例3 一种高效剥离光刻胶掩膜的光刻工艺方法，包括以下步骤： (1) 一次光刻：在衬底AL2O3上形成图形化的光刻胶，光刻胶的涂胶转速为4000转/分， 涂胶时间为15s，光刻胶的粘度为450MPaS，然后高能溅射Pt，制备加热器和电极，利用酒精 灯火焰的外焰进行一次烧胶剥离变质光刻胶掩膜，烧胶时间为2s，超声清洗去除胶灰； (2) 二次光刻：先二次涂胶，所涂光刻胶的粘度为60MPaS，涂胶转速为4000转/分，涂 胶时间为20s，再前烘，光刻、腐蚀、坚膜，然后在电极区利用粉末溅射气敏层之后，利用酒精 灯火焰的外焰进行二次烧胶剥离变质光刻胶掩膜，烧胶时间为5s，超声清洗去除胶灰。
[0017] 对比例1 一种高效剥离光刻胶掩膜的光刻工艺方法，包括以下步骤： (1) 一次光刻：在衬底AL2O3上形成图形化的光刻胶，光刻胶的涂胶转速为4000转/分， 涂胶时间为17s，光刻胶的粘度为450MPaS，然后高能溅射Pt，制备加热器和电极，利用酒精 灯火焰的外焰进行一次烧胶剥离变质光刻胶掩膜，烧胶时间为6s，超声清洗去除胶灰； (2) 二次光刻：先二次涂胶，所涂光刻胶的粘度为60MPaS，涂胶转速为4000转/分，涂 胶时间为20s，再前烘，光刻、腐蚀、坚膜，然后在电极区利用粉末溅射气敏层之后，利用酒精 灯火焰的外焰进行二次烧胶剥离变质光刻胶掩膜，烧胶时间为6s，超声清洗去除胶灰。
[0018] 对比例2 一种高效剥离光刻胶掩膜的光刻工艺方法，包括以下步骤： (1) 一次光刻：在衬底AL2O3上形成图形化的光刻胶，光刻胶的涂胶转速为4000转/分， 涂胶时间为15s，光刻胶的粘度为450MPaS，然后高能溅射Pt，制备加热器和电极，利用酒精 灯火焰的外焰进行一次烧胶剥离变质光刻胶掩膜，烧胶时间为ls，超声清洗去除胶灰； (2) 二次光刻：先二次涂胶，所涂光刻胶的粘度为60MPaS，涂胶转速为4000转/分，涂 胶时间为15s，再前烘，光刻、腐蚀、坚膜，然后在电极区利用粉末溅射气敏层之后，利用酒精 灯火焰的外焰进行二次烧胶剥离变质光刻胶掩膜，烧胶时间为ls，超声清洗去除胶灰。
[0019] 效果试验： 1.利用实施例1-2的光刻工艺方法同现有技术中溶剂去胶、氧化去胶及等离子体去胶 的方法进行剥离率及成品率进行比较，具体结果见表1。
[0020] 表 1
通过表1可以看出，本发明提供的方法剥离率高，且成品率高，本发明的方法简单易操 作，成本大幅度降低，同时，烧胶时间过短导致光刻胶掩膜的剥离率低；烧胶时间过长则会 对产品造成损坏，导致成品率较低。
[0021] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受实施例的限 制，其它任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、组合、替代、简化均应为 等效替换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种高效剥离光刻胶掩膜的光刻工艺方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 一次光刻：在衬底AL2O3上形成图形化的光刻胶，高能溅射Pt，制备加热器和电极， 利用酒精灯进行一次烧胶剥离变质光刻胶掩膜，一次烧胶时间为2-5s，超声清洗去除胶 灰； (2) 二次光刻：先二次涂胶，再前烘，光刻、腐蚀、坚膜，最后在电极区利用粉末溅射气敏 层之后，利用酒精灯进行二次烧胶剥离变质光刻胶掩膜，二次烧胶时间为2-5s，超声清洗去 除胶灰。2. 根据权利要求1所述的光刻工艺方法，其特征在于，步骤（1)中，所述光刻胶的粘度 为 450MPaS。3. 根据权利要求1所述的光刻工艺方法，其特征在于：步骤（2)中，所述二次涂胶中光 刻胶的粘度为60MPaS。4. 根据权利要求2或3所述的光刻工艺方法，其特征在于：所述光刻胶的涂胶转速为 4000转/分，涂胶时间为15-20s。5. 根据权利要求1所述的光刻工艺方法，其特征在于：所述一次烧胶及二次烧胶的条 件为：利用酒精灯火焰的外焰进行烧胶。
【专利摘要】本发明属于半导体集成电路领域，具体涉及一种高效剥离光刻胶掩膜的光刻工艺方法，该方法是通过以下步骤实现的：首先在衬底AL2O3上形成图形化的光刻胶，高能溅射Pt，制备加热器和电极，利用酒精灯进行一次烧胶剥离变质光刻胶掩膜，超声清洗去除胶灰；然后在电极区利用粉末溅射气敏层之后，利用酒精灯进行二次烧胶剥离变质光刻胶掩膜，超声清洗去除胶灰。本发明提供的方法剥离光刻胶掩膜的剥离效率高，剥离后的成品率高且简单易行，成本大幅度降低，具有广阔的市场前景及社会价值。
【IPC分类】G03F7/42
【公开号】CN105223788
【申请号】CN201510643359
【发明人】潘英飞, 耿宁宁
【申请人】济南市半导体元件实验所
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月8日