气泡的产生及消除措施

在使用光刻胶时,我们往往会遇到气泡的问题,而且气泡的存在往往会直接影响光刻质量,因此我们需要搞清楚气泡产生的原因和怎样消除气泡带来的不良影响。光刻胶的气泡产生的因素是多种多样的,想要搞清楚气泡产生的原因,我们需要按照出现(或者发现)气泡产生的环节进行分析,接下来我们按照涂胶烘烤过程、曝光过程来介绍几种常见的气泡产生原因和消除方法:

旋涂光刻胶时发现气泡

在涂布光刻胶前如果光刻胶瓶子有摇动或移动时,或者自己稀释光刻胶时,通常会出现气泡。如果在打开光刻胶试剂瓶后立即执行涂覆步骤,特别是如果冲冰箱中取出的光刻胶未等待温度调节到室温就打开瓶盖,则气泡也可能会出现。此外,使用移液管或移液器取光刻胶时不正确的操作方式也会造成了气泡以及由此导致的光刻胶膜的不均匀性(如果将移液管拉得太快,负压会太大,引入气泡)。

如果在涂布前几个小时将光刻胶至于室温下待光刻胶温度调节至室温,则可以避免此问题。晃动或者稀释后的光刻胶瓶的盖子应在涂覆前几个小时打开,以平衡压力差,此后应保持瓶子不受干扰。较厚的光刻胶需要几个小时才能完成此过程,较薄的抗蚀剂则需要更少的时间。超声波可能有助于去除厚胶中的气泡。在此,更重要的是洁净室条件的影响,因为高湿度也可能导致气泡的形成。

上述气泡多为空气气泡或者水汽形成的气泡,当然还有可能是氮气气泡,这种气泡是由于液态光刻胶中光活性化合物的逐渐分解产生的N2-气泡。这种气泡往往出现在光刻胶经过一段时间的储存然后在光刻胶瓶子打开的时候N2溶解于光刻胶中形成气泡。在涂胶前的根据光刻胶的黏度情况静置几个小时(厚胶甚至1 – 2天)将有助于释放气泡。另一个氮源是使用分配系统将光刻胶从瓶子中分配至衬底过程中引入的。

烤过程中出现气泡

有些光刻胶产品(特别是厚胶)含有挥发性树脂或溶剂化合物,会在常规的前烘温度下挥发,从而在光刻胶膜中形成大到肉眼可见的气泡。在这种情况下,加热到最后的前烘温度应该足够缓慢,以允许挥发性化合物在不形成气泡的情况下释放。这可以通过带有顶针式热板来实现。因为接触热板上的温度上升通常为60、80、100°C,不利于气体的释放。或者利用设置烤箱里的温度升速来实现。当然,我们一般不建议厚胶使用烘箱来处理前烘。

某些聚合物底物在前烘过程中会释放挥发性气体,这些挥发性气体在上述光刻胶膜中形成气泡。因此在涂布光刻胶之前加热基材可能会有所帮助。

当然,也有可能在前烘之前,那些小得看不见的气泡已经被加入到光刻胶膜中,而在前烘过程中,它们聚集在一起形成了更大可见的气泡。

曝光过程中或之后产生气泡

过高的曝光剂也是导致气泡的重要因素。优化合适的曝光剂量则可以避免此类气泡的产生。另外,前烘过程中溶剂没有完全烘干烘透,则在曝光过程中及曝光后释放出来也有可能会形成气泡。当然,超过质保期的光刻胶在曝光过程中还有可能是其中的光敏物质释放含N的气体释放形成气泡。这种情况下,我们需要注意使用合适的曝光剂量、充分的烘烤温度和时间,避免使用过期太久的光刻胶即可有效避免气泡的产生。

如果您在工艺过程中有类似情况发生,不妨观察一下气泡产生的工艺环节,分析一下有可能是什么因素导致的气泡,并尝试改善一下吧!您有任何心得与想法,欢迎您在下面留言给我们。谢谢! 了解更多光刻及光刻胶知识库,欢迎关注Litho+wiki,获取更多信息……

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