一种基于正性光刻胶的光刻方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种基于正性光刻胶的光刻方法。

背景技术

光刻是半导体器件制造过程中的一个重要步骤，该步骤利用曝光和显影在光刻胶层上刻画几何图形结构，然后通过刻蚀工艺将光掩模上的图形转移到所在衬底上。光刻工艺所采用的光刻胶分为正性光刻胶(正胶)和负性光刻胶(负胶)。采用负性光刻胶进行光刻存在精度较低、工艺较复杂、需要采用特殊的腐蚀液、成本较高等问题。采用正性光刻胶进行光刻具有精度高、光刻胶可以溶于显影液等优点，但是目前市场上使用的正性光刻胶以及与之配套使用的显影液和刻蚀液的价格都比较昂贵，成本高，且底片加工后便无法再次使用，进一步增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于正性光刻胶的光刻方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种基于正性光刻胶的光刻方法，包括以下步骤：

1)将RZJ-301-10正性光刻胶旋涂在ITO玻璃上，进行前烘，形成光刻层；

2)进行光刻，再进行碱洗和水洗；

3)进行图形固化；

4)进行湿法刻蚀，再进行水洗；

5)进行碱洗脱除光刻层，再进行水洗，即得到电极图形。

优选的，步骤1)所述旋涂的具体操作为：将ITO玻璃放入旋涂机，再在ITO玻璃上滴加RZJ-301-10正性光刻胶，调节旋涂机的转速至400rpm～500rpm，并控制旋涂机的加速度为80rpm/s～120rpm/s，甩胶5s～15s，再调节旋涂机的转速至900rpm～1100rpm，并控制旋涂机的加速度为250rpm/s～350rpm/s，甩胶35s～45s。

优选的，步骤1)所述前烘在85℃～95℃下进行，时间为40s～60s。

优选的，步骤2)所述光刻采用的光刻机为无掩模数字光刻机。

优选的，步骤2)所述光刻的单图曝光时间为1s～2s。

优选的，步骤2)所述碱洗采用的碱液为质量分数0.5％～1％的氢氧化钠溶液、质量分数0.5％～1％的氢氧化钾溶液中的一种。

进一步优选的，步骤2)所述碱洗采用的碱液为质量分数0.5％～1％的氢氧化钠溶液。

优选的，步骤3)所述图形固化在105℃～115℃下进行，固化时间为80s～100s。

优选的，步骤4)所述湿法刻蚀采用的刻蚀液为氯化铁溶液。

优选的，所述氯化铁溶液的浓度为0.03mol/L～0.04mol/L。

优选的，所述氯化铁溶液为氯化铁的HCl-水混合溶液。

优选的，步骤4)所述湿法刻蚀的时间为3min～7min。

优选的，步骤5)所述碱洗采用的碱液为质量分数5％～10％的氢氧化钠溶液、质量分数5％～10％的氢氧化钾溶液中的一种。

进一步优选的，步骤5)所述碱洗采用的碱液为质量分数5％～10％的氢氧化钠溶液。

本发明的有益效果是：本发明采用RZJ-304-10型正性光刻胶，光刻操作简单，不需要使用金属底片，采用碱液便可以进行显影、脱胶，且底片可以进行重复利用，光刻的图形不容易出现断裂或缺损，图形的成功率高，成本低。

附图说明

图1为实施例1～3的电极图形的示意图。

图2为实施例1的电极图形的金相显微镜照片。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。

RZJ-301-10正性光刻胶：苏州瑞红电子化学品有限公司；RZJ-301-10正性光刻胶具有良好的涂布性能，采用的溶剂安全环保，适用膜厚0.5μm～3μm，分辨率1μm。

实施例1：

一种基于正性光刻胶的光刻方法，包括以下步骤：

1)将2英寸大的正方形ITO玻璃放入旋涂机，再在ITO玻璃上滴加1mL的RZJ-301-10正性光刻胶，调节旋涂机的转速至450rpm，并控制旋涂机的加速度为100rpm/s，甩胶9s，再调节旋涂机的转速至1000rpm，并控制旋涂机的加速度为300rpm/s，甩胶40s，再将ITO玻璃片取出后放入烘烤机，90℃烘烤50s，在ITO玻璃片上形成光刻层；

2)采用无掩模数字光刻机进行光刻，单图曝光1.3s，再将ITO玻璃片浸入质量分数0.5％的氢氧化钠溶液中，浸泡20s，再水洗；

3)将ITO玻璃片放入烘烤机中，110℃烘烤90s，进行图形固化；

4)将20mL浓度0.035mol/L的氯化铁溶液(由15mL的HCl溶液、5mL的水和0.1125g的氯化铁配制而成)滴加到ITO玻璃片表面，进行湿法刻蚀，刻蚀时间为5min，再进行水洗；

5)将ITO玻璃片浸入质量分数5％的氢氧化钠溶液中，浸泡25s，脱除光刻层，再进行水洗，即得到电极图形(电极图形的示意图如图1所示)。

性能测试：

1)电极图形的金相显微镜照片如图2所示。

由图2可知：本实施例在ITO玻璃片上形成的电极图形未出现断裂或缺损，说明光刻的效果好。

2)采用万用表对ITO玻璃片上形成的2个电极图形的头部和尾部的电阻值进行测量，结果如下表所示：

表1电极图形的电阻值测试结果

由表1可知：本实施例在ITO玻璃片上形成的2个电极图形各部分的电阻值差别很小。

实施例2：

一种基于正性光刻胶的光刻方法，包括以下步骤：

1)将1mL的RZJ-304-10正性光刻胶滴加到2英寸大的正方形ITO玻璃片上，再将ITO玻璃片放入旋涂机，先控制旋涂速率为450rpm，旋涂9s，再控制旋涂速率为1000rpm，旋涂40s，再将ITO玻璃片放入烘烤机中，85℃烘烤55s，在ITO玻璃片上形成光刻层；

2)进行光刻，曝光1.3s，再将ITO玻璃片浸入质量分数0.5％的氢氧化钠溶液中，浸泡20s，再水洗；

3)将ITO玻璃片放入烘烤机中，105℃烘烤85s，进行图形固化；

4)将20mL浓度0.035mol/L的氯化铁溶液(由15mL的HCl溶液、5mL的水和0.1125g的氯化铁配制而成)滴加到ITO玻璃片表面，进行湿法刻蚀，刻蚀时间为5min，再进行水洗；

5)将ITO玻璃片浸入质量分数5％的氢氧化钠溶液中，浸泡25s，脱除光刻层，再进行水洗，即得到电极图形(电极图形的示意图如图1所示)。

性能测试：

1)通过金相显微镜观察发现本实施例在ITO玻璃片上形成的电极图形未出现断裂或缺损，说明光刻的效果好。

2)采用万用表对ITO玻璃片上形成的2个电极图形的头部和尾部的电阻值进行测量，结果如下表所示：

表2电极图形的电阻值测试结果

由表2可知：本实施例在ITO玻璃片上形成的2个电极图形各部分的电阻值差别很小。

实施例3：

一种基于正性光刻胶的光刻方法，包括以下步骤：

1)将1mL的RZJ-304-10正性光刻胶滴加到2英寸大的正方形ITO玻璃片上，再将ITO玻璃片放入旋涂机，先控制旋涂速率为450rpm，旋涂9s，再控制旋涂速率为1000rpm，旋涂40s，再将ITO玻璃片放入烘烤机中，95℃烘烤45s，在ITO玻璃片上形成光刻层；

2)进行光刻，曝光1.2s，再将ITO玻璃片浸入质量分数1％的氢氧化钠溶液中，浸泡20s，再水洗；

3)将ITO玻璃片放入烘烤机中，115℃烘烤95s，进行图形固化；

4)将20mL浓度0.035mol/L的氯化铁溶液(由15mL的HCl溶液、5mL的水和0.1125g的氯化铁配制而成)滴加到ITO玻璃片表面，进行湿法刻蚀，刻蚀时间为5min，再进行水洗；

5)将ITO玻璃片浸入质量分数5％的氢氧化钠溶液中，浸泡25s，脱除光刻层，再进行水洗，即得到电极图形(电极图形的示意图如图1所示)。

性能测试：

1)通过金相显微镜观察发现本实施例在ITO玻璃片上形成的电极图形未出现断裂或缺损，说明光刻的效果好。

2)采用万用表对ITO玻璃片上形成的2个电极图形的头部和尾部的电阻值进行测量，结果如下表所示：

表3电极图形的电阻值测试结果

由表3可知：本实施例在ITO玻璃片上形成的2个电极图形各部分的电阻值差别很小。

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上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。