碱性湿法蚀刻抗蚀剂的评价及应用

引言

本文主要报道了ProTEK PSB在实际应用条件下的图形化特性、抗蚀性和去除特性。研究发现了ProTEK PSB的两个问题:不可接受的大侧刻和有机溶剂或氧化灰难以去除引物。为了制造一个lsi集成的触觉传感器，我们使用了带有低温氧化物底层的ProTEK PSB。这种组合解决了ProTEK PSB的侧面刻蚀问题和低温氧化物的针孔问题，提供了可以在低温下制备的实用碱性刻蚀掩膜。

实验

首先，在Si基板上适量滴加底漆，在3000pm下旋转涂布1分钟。 涂布底漆后，使用热板在110C下280°℃分钟 用加热1分钟。 然后，滴下ProTEKPSB，与底漆相同，在3000 rpm下旋涂1分钟。 涂上ProTEK PSB后，用热板在110℃下加热1分钟加热。加热后，用I线以1000mJ/cm2的曝光量进行曝光。 曝光后，用热板在110℃下加热2分钟。 影时，在乳酸乙酯中浸泡5分钟，充分搅拌， 显影后，用异丙醇( IPA )清洗，用旋转干燥器干燥。 最后，用热板在220C下加热3分钟使之硬化。

作为能够低温形成的碱性湿法蚀刻用掩模，与单独使用低温氧化膜和ProTEK PSB的掩模相比，低温氧化膜和ProTEK PSB组合的掩模能够抑制侧面蚀刻，为了更容易理解而进行的比较实验的结果。 作为掩膜，显示了使用(a)ProTEK PSB、(b)通过等离子CVD堆积的低温氧化膜、(c)通过等离子CVD堆积的低温氧化膜和ProTEK PSB的组合、以及(d)通过高频磁控溅射堆积的低温氧化膜和ProTEK PSB的组合的结果。 这里，蚀刻深度为200µm。 仅将低温氧化膜用于掩模时，针孔不仅会产生蚀刻坑，特别是在掩模端通过针孔进行侧面蚀刻。 另一方面，如果将低温氧化膜与ProTEK组合，则可以得到良好的结果。

结论

对新型碱性湿法蚀刻用负型光敏性抗蚀剂ProTEK PSB和非光敏性的ProTEK B3进行了评价。 使用ProTEK PSB可以形成4µm的线和空间。 另外，侧面蚀刻相对于蚀刻深度的比例约为30%，与蚀刻宽度无关。 另外，ProTEK PSB可以用O2灰化除去，残留的底漆可以用1%HF完全除去。 侧面蚀刻较大，以及底漆剥离需要HF，这是ProTEK PSB实际应用于器件时的问题。 本论文提出了回避这些问题的方法。

将涂有ProTEK B3的Si基板在TMAH(25%，80°C)中浸泡24小时后，通过侧面蚀刻从晶圆端剥离了1 mm。 另外，ProTEK B3可以用丙酮和O2灰化除去，残留的引物可以用1%HF完全除去，将LSI和MEMS传感器集成化的触觉传感器的制作工艺适用于ProTEK PSB。 在从LSI晶圆背面取出器件的电线的工序中，通过TMAH对LSI晶圆背面进行蚀刻，但由于工艺温度的限制，无法在LSI晶圆上形成热氧化膜和高温氮化膜作为掩模材料。

因此，在利用等离子CVD在350°C下沉积，或者利用高频磁控溅射沉积的低温氧化膜上对ProTEK PSB进行图案化，利用HF对低温氧化膜进行蚀刻，直接利用TMAH进行了蚀刻。 因此防止了低温氧化膜从针孔中的蚀刻，如果使用通过等离子体CVD在350℃下沉积的低温氧化膜，则侧蚀刻可以控制在9µm，如果使用通过高频磁控溅射沉积的低温氧化膜，则侧蚀刻可以控制在15µm。

审核编辑：汤梓红