如果要涂覆的襯底的類型或尺寸既不適合旋涂也不適合噴涂，或者對單襯底上消耗光刻膠成本有嚴格要求的情況下， 通?？煽紤]使用浸涂工藝 。

本文將介紹浸涂工藝，并對浸涂技術(shù)中常見的問題進行了說明和解答。

浸涂工藝的基本原理

浸涂的基本原理

在浸涂過程中，基材通常垂直地從一個充滿光刻膠的液池中提出來。富含溶劑的光刻膠膜從飽和溶劑的氣氛中形成。

光刻膠液池正上方的飽和溶劑氣氛中(圖1所示)，形成的光刻膠膜首先向下流動。

只有當足夠的溶劑從光刻膠膜中揮發(fā)后，才會使膠層變薄。因此，可以通過光刻膠膜在飽和溶劑氣氛中的停留時間以及襯底的拉伸速度來調(diào)節(jié)光刻膠的厚度 (高拉伸速度=高抗蝕膜厚度)。

圖1 光刻膠浸涂示意圖

優(yōu)點

當襯底的尺寸、重量或幾何形狀難以通過旋涂實現(xiàn)時，浸涂是一種合適的涂膠技術(shù)。

如果光刻膠的消耗是一個重要的成本因素，那么浸涂工藝的光刻膠具有極高的產(chǎn)率(100%，如果只需要在襯底的一面涂上光刻膠，則分別為50%)。然而，人們必須考慮這樣一個事實，即一定的抗蝕劑體積是需要填補液池第一次。由于極高的產(chǎn)率，當光刻膠在使用前耗盡時，也有必要替換掉槽內(nèi)的所有光刻膠。

缺點

浸涂工藝不適合雙面涂布或涂布孔或溝槽的光刻膠要求，這在技術(shù)上是很難避免的。

帶有圖形的襯底或者有宏觀三維結(jié)構(gòu)的樣品，其上有大量的光刻膠可以在剛被涂覆的襯底上流動，因此襯底上很難獲得均勻厚度的膠膜。

浸涂技術(shù)

在分離的剛性的襯底的情況下，從液池中垂直拉伸是一種選擇。

一種連續(xù)的輥對輥涂膠技術(shù)也可用于薄膜膠層，在這種技術(shù)，基材從一卷中經(jīng)過一個充滿光刻膠的容器，并在隨后的干燥后重新卷繞到另一卷上。

設(shè)備要求

液池

為了使所需的光刻膠體積最小化，并在液體光刻膠上方保持恒定的溶劑氣氛，包含光刻膠的液池-光刻膠的容器-應(yīng)比襯底(在三個方向上)大一丁點。 因此，針對平坦的襯底如金屬板或者晶圓襯底液池需要扁平的設(shè)計。增加液池的尺寸并不會影響涂層的結(jié)果，但會增加初始所需的光刻膠的量以及每次填充的光刻膠的壽命。

如果沒有計劃大規(guī)模系列生產(chǎn)，也必須考慮到這一點，因此在有效質(zhì)保期到來前必須替換掉原有的光刻膠。

在輥對輥涂層的情況下，出于成本原因，建議提前估算光刻膠的失效日期內(nèi)所需的光刻膠的體積。

液池的側(cè)壁和密封件必須選用對光刻膠溶劑具有永久的化學(xué)穩(wěn)定性材料如聚四氟乙烯、HD-PE或不銹鋼等材料。

如果兩次浸涂工藝之間需要暫停一定的時間的情況下，需要使用蓋子封閉液池，以最大限度地減少溶劑的揮發(fā)和其他顆粒污染物的進入。

光刻膠填充和質(zhì)保期

在填滿光刻膠后，需要等待至少幾個小時(例如一夜的時間)方可使用，以排出光刻膠中的氣體和氣泡。如果第一次浸涂后發(fā)現(xiàn)的襯底上仍然顯示許多缺陷，則說明可能仍然有氣泡在光刻膠中。

浸涂光刻膠通常會被高度稀釋，特別是在室溫下，會降低其保質(zhì)期。3 – 6個月后，液池中需要填充新光刻膠，而且是全部替換，以避免過期的光刻膠進入下一輪新的光刻膠中。

在一定的循環(huán)中對低沸點、揮發(fā)性較強的溶劑的濃度需要進行測量，可以及時補充蒸發(fā)損失的量。這種測量也可通過光刻膠的粘度或其密度來進行，因為低沸點的溶劑，如丙酮或MEK，其密度通常比抗蝕劑的原始組成要低得多。

襯底懸掛

襯底懸掛的上部分不應(yīng)浸入液池內(nèi)光刻膠中。否則，光刻膠將會從上流下來并破壞已經(jīng)成膜的區(qū)域，從而造成光刻膠薄膜厚度的強烈不均勻性。

電機和電機控制

提升基材的電機應(yīng)連續(xù)、無振動運轉(zhuǎn)。否則，光刻膠膜厚度將表現(xiàn)出典型的水平線狀不均勻。出于同樣的原因，整個浸漬涂設(shè)備應(yīng)該是無振動的，周圍的空氣流保持恒定?？蓪崿F(xiàn)的提拉速度應(yīng)該在~1 – 20mm/s，典型的提拉速度3 – 10mm/s下可獲得膠厚為微米級別。

操作避免顆粒污染

浸涂機放置的房間內(nèi)的空氣應(yīng)盡可能無顆粒污染物，因為任何雜質(zhì)在液池內(nèi)可累積數(shù)周或數(shù)月，即使在不太關(guān)鍵的工藝中，也會由于膠膜中的缺陷而降低產(chǎn)量。

在涂層之間，蓋上可以蓋子最大限度地減少了溶劑從試管的蒸發(fā)或顆粒污染物的進入。

浸涂光刻膠

當選擇最適合于特定應(yīng)用的浸涂光刻膠時，最基本的標準是選擇正膠、負膠或圖形反轉(zhuǎn)膠，以及對應(yīng)工藝下的分辨率和顯影后的應(yīng)用類型。

光刻膠的溶劑成分決定可浸涂膠層的質(zhì)量：低沸點的溶劑會在幾秒鐘內(nèi)揮發(fā)從而增加剛形成的光刻膠膜的粘度，防止光刻膠在襯底上的流動，獲得的膠厚較厚。高沸點的溶劑可以防止溶劑快速揮發(fā)，從而使光刻膠膜在室溫下幾分鐘內(nèi)變得更平滑。

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