集成电路工艺原理

实验五图形化剥离工艺实验

樊敬尧1100012788 一、实验目的：

1、掌握图形化剥离工艺的基本原理

2、掌握图形化剥离工艺的工艺步骤

3、学习利用图形化剥离工艺制备实验样品

二、实验原理

剥离法是一种采用牺牲光刻胶的图形化工艺方法。它的优点是有效地避免了

干湿法刻蚀中衬底基片损伤和离子污染的问题，且工艺简单非常适合于金属图形

化。剥离工艺可以分为单层光刻胶剥离工艺和多层光刻胶剥离工艺，而多层光刻

胶剥离工艺必须采用多种光源的光刻胶，使用常规工艺和设备很难实现，因此，

通常减少使用。单层光刻胶剥离工艺是指在衬底基片表面涂上一层光刻胶，经过

涂胶、前烘、曝光、显影形成光刻掩模图形，要求在需要金属膜的区域没有光刻

胶，而在不需要金属膜的区域留有光刻胶，然后用镀膜的方法在其表面镀上一层

金属膜，这样金属膜只在需要的区域与衬底基片相接触。最后通过浸泡于制备的

剥离液中（要求剥离液不与金属层发生反应），随着光刻胶的溶解，其上的金属

也随之一起被剥落，从而留下我们所需要的金属图形。剥离工艺的简易示意图如

图所示。

剥离工艺技术的关键是使光刻胶与基底上的金属膜断开，从而易于剥离液渗

透进去溶解光刻胶，使光刻胶上面的金属薄膜浮起而被除去。如德国Allresist公

司生产的AR-U4030，通过软烘、掩膜曝光、反转烘烤、泛曝光等工艺过程可以

实现图形镜像反转，产生易于剥离的倒八字形侧壁。

为了获得良好的剥离效果，剥离掩膜层需要满足一下几点要求：

（1）首先要让好的金属层沉积在光刻胶掩膜空白区域内，而掩膜上金属

层与掩膜断开区域内金属层相互是分离的。这就需要掩膜层厚度一

定要比形成图形的金属层厚。

（2）剥离掩膜需要易形成光刻掩膜版上图形，且有高的分辨率，在烘烤、

蒸发金属等环境下，掩膜材料的膨胀率要小，掩膜图形热稳定性要

高，形变小。为了能有效地形成剥离图形，所用光刻胶也需要能很

容易被剥离掉。

（3）光刻掩膜层图形侧剖面呈倒“八”字形，这是剥离成功的关键因素。

（4）通常使用脆性金属材料（如Al）比延展性好的金属材料（如Au）更容易得到好的剥离金属图形。

（5）各道工序中不能损伤晶片材料或对基片表面金属微电极图形产生有害的影响。

三、工艺实验步骤：

1、准备样品：准备好已经溅射了金属薄膜的待剥离的样品；

2、准备试剂：准备好剥离使用的试剂丙酮、酒精、去离子水；

3、浸泡：把待剥离的样品放入丙酮中浸泡10分钟；

4、丙酮超声剥离：把待剥离的样品放入丙酮中超声剥离5分钟，观察样品变化；

5、酒精超声剥离：把待剥离的样品放入酒精中超声剥离5分钟，观察样品变化；

6、去离子水超声清洗：把待剥离的样品放入去离子水中超声清洗5分钟；

7、把清洗好的实验样品烘干；

8、显微观察：利用显微镜观察分析剥离好的实验样品。

四、思考题：

1、超声剥离之前进行浸泡的作用什么？

浸泡的作用是让丙酮和待剥离样品充分接触。

2、剥离工艺中丙酮的作用是什么？

丙酮作用是剥离金属。

3、获得良好的剥离效果还应注意哪些方面？

剥离时间的把控，时间过长和过短都对样品有影响。