本發明屬于基板制造技術領域，尤其涉及一種高精度光刻膠面形控制方法。

背景技術：

傳統光刻技術在烘膠(包括：樣品預處理、前烘、后烘、堅膜)過程，尤其是堅膜過程中，由于較高的溫度(大于100℃，超過光刻膠玻璃化轉變溫度)易引起光刻膠發生塑性形變，導致光刻膠面形的不均勻，這將使得所制作出的光刻元件的表面輪廓嚴重失真，從而會引起器件性能明顯降低。但是，過低的烘焙溫度又會使光刻膠溶劑難以徹底揮發，膠層過早被破壞導致刻蝕能力降低，因此僅僅通過降低烘焙溫度也將無法提高光刻膠面形精度。

真空干燥是一種被廣泛應用的制藥、食品生產以及生化實驗室樣品制作與保存的干燥方式，其原理是將物料置于真空負壓條件下，使水的沸點降低，實現較低溫度下熱敏性物質的烘干。真空干燥技術在光刻技術中的應用有：成都京東方光電科技有限公司2013年申請的授權號為CN103353209B的發明專利提出了一種真空干燥裝置及光刻工藝，在前烘過程中對光刻膠進行真空干燥及加熱；北京京東方顯示技術有限公司2014年申請的授權號為CN203799174U的實用新型專利提出了一種減壓干燥裝置及陣列光刻工藝設備，用于光刻工藝中玻璃基板的減壓干燥，同時進行加熱，將減壓干燥工藝和前烘工藝同時進行。但是上述兩個專利都僅僅是在光刻膠前烘過程進行真空干燥，然而前烘后的烘膠技術仍然使用傳統的烘膠技術，因此也難以保持光刻膠面形在整個光刻工藝中的均一性。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種高精度光刻膠面形控制方法，用于對堅膜前后光刻膠面形的控制，提高光刻膠面形在整個光刻工藝中的保真度。

為了實現上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種高精度光刻膠面形控制方法，該方法將傳統光刻工藝中較高溫度的堅膜過程替換為使用低于光刻膠玻璃化轉變溫度的低溫真空堅膜方法，所述真空堅膜方法的工藝參數為：堅膜溫度為30-80℃，堅膜時間為30min-120min，真空度為0.02-10Pa。

其中，不同光刻膠因其玻璃化轉變溫度不同，所述真空堅膜溫度也不同，具體工藝中可根據光刻膠的玻璃化轉變溫度選擇低于該溫度的合適堅膜溫度。

進一步地，通過所述低溫真空堅膜方法，堅膜前后面形變化小于5％，刻蝕前后面形的變化小于5％，光刻膠刻蝕比與同等刻蝕條件下的傳統光刻工藝相同或有所提高。

本發明與現有技術相比的優點在于：本發明使用低溫真空堅膜技術，使光刻膠面形在整個光刻工藝中變化很小，同時光刻膠刻蝕比提高或不變，進而滿足了高精度圖形轉移以及對溫度敏感的特殊襯底光刻樣品的制作要求。

附圖說明

圖1為本發明采用低溫真空堅膜方法的光刻工藝流程圖；

圖2為本發明實施例1中采用低溫真空堅膜方法的光刻工藝堅膜前后的面形對比圖；

圖3為本發明實施例2中標準光刻工藝(樣品1)堅膜前后的面形對比圖；

圖4為本發明實施例2中采用低溫真空堅膜方法的光刻工藝(樣品2)堅膜前后的面形對比圖；

圖5為本發明實施例3中采用低溫真空堅膜方法的光刻工藝堅膜前后的面形對比圖。

具體實施方法

以下結合附圖，對本發明的實施進行詳細說明，但本發明的保護范圍并不僅限于下面的實施例，下面的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，應包括權利要求書中的全部內容；而且本領域技術人員從以下的一個實施例即可實現權力要求書中的全部內容，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明的宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發明的保護之內。

實施例1

如圖1所示，以光刻膠AZ3100為例，采用低溫真空堅膜方法的光刻工藝流程如下：

1.基片預處理；

2.旋涂光刻膠AZ3100，旋涂轉速3000rpm，旋涂時間30s；在烤箱中對光刻膠進行前烘，溫度為100℃，烘烤時間為10min；

3.曝光及顯影：曝光時間24s，顯影時間45s，氮氣吹干，并用臺階儀測量顯影后(堅膜前)高度數據并做標記，得到堅膜前面形圖(圖2黑色線)；

4.堅膜：在真空度為0.02Pa，堅膜溫度30℃，對樣品真空堅膜30min，并在低真空5000Pa保存18h，堅膜完成后用臺階儀測量堅膜后高度數據并做標記，得到堅膜后面形圖(圖2灰色線)。由圖2可知低溫真空堅膜后與堅膜前面形一致。

實施例2

首先選取2塊待光刻的樣品，其中樣品1為標準光刻工藝，所述標準光刻工藝中的烘膠過程均采用烘箱烘焙光刻膠，其中前烘溫度110℃，時間為5min，堅膜溫度120℃，時間為40min；樣品2為采用低溫真空堅膜方法的光刻工藝。

如圖1所示，以光刻膠AZ9260為例，采用低溫真空堅膜方法的光刻工藝流程如下：

5.基片預處理；

6.旋涂光刻膠AZ9260，旋涂轉速500rpm，旋涂時間1min30s；在烤箱中對光刻膠進行前烘，溫度為110℃，烘烤時間為5min；

7.曝光及顯影：曝光時間19s，顯影時間40s，氮氣吹干，并用臺階儀測量顯影后(堅膜前)高度數據并做標記，得到堅膜前面形圖(圖4黑色線)；

8.堅膜：在真空度為0.1Pa，選擇低于光刻膠AZ9260玻璃化轉變溫度的堅膜溫度40℃，對樣品2真空堅膜1.5h，并在低真空5000Pa保存16h，堅膜完成后用臺階儀測量堅膜后高度數據并做標記，得到堅膜后面形圖(圖4灰色線)；

9.刻蝕，去膠：在相同的刻蝕條件下對堅膜后的兩個樣品進行刻蝕，刻蝕后去除光刻膠；

10.數據處理，計算兩個樣品的刻蝕速率，比較兩個樣品的堅膜前后的面形變化。

根據上述實驗過程得到圖3和圖4兩個樣品堅膜前后的面形對比圖，從面形對比圖來看，標準光刻工藝樣品(圖3)堅膜后在臺階上表面出現了明顯的凸起，這是由于溫度過高超過光刻膠玻璃化轉變溫度點，導致其面形發生變化；而采用低溫真空堅膜方法的樣品堅膜后與堅膜前面形一致，這是因為溫度并沒有達到玻璃化轉變溫度附近。因而，從面形均一性上來說，低溫真空堅膜方法要優于傳統堅膜方法。

刻蝕速率比較：標準工藝樣品1：光刻膠刻蝕速率＝1.60：1；低溫真空堅膜樣品2：光刻膠刻蝕速率＝2.12：1，刻蝕比提高了32.5％。

實施例3

如圖1所示，以光刻膠AZ3100為例，采用低溫真空堅膜方法的光刻工藝流程如下：

1.基片預處理；

2.旋涂光刻膠AZ3100，旋涂轉速4000rpm，旋涂時間30s；在烤箱中對光刻膠進行前烘，溫度為105℃，烘烤時間為8min；

3.曝光及顯影：曝光時間29s，顯影時間42s，氮氣吹干，并用臺階儀測量顯影后(堅膜前)高度數據并做標記，得到堅膜前面形圖(圖5黑色線)；

4.堅膜：在真空度為10Pa，堅膜溫度80℃，對樣品真空堅膜120min，并在低真空4000Pa保存10h，堅膜完成后用臺階儀測量堅膜后高度數據并做標記，得到堅膜后面形圖(圖5灰色線)。由圖5可知低溫真空堅膜后與堅膜前面形一致。