[发明专利]一种简化的钨钛合金薄膜光刻工艺

摘要

本发明公开的一种简化的钨钛合金薄膜光刻工艺，属于微机电系统制造工艺领域。本发明使用正光刻胶作为赋形层，取消了一般工艺中的铝赋形层，通过控制匀胶与烘胶参数与环境，将光刻胶层在紫外线下曝光显影，生成适用于双氧水刻蚀的赋形层。通过控制双氧水刻蚀液的温度，使钨钛合金薄膜在冷双氧水中完全刻蚀而不影响光刻胶层的保护能力。使用该工艺刻蚀生成的钨钛合金结构图形分辨率优于2微米。本发明公开的钨钛合金光刻工艺实现高精度的钨钛合金薄膜的光刻，提高了钨钛合金薄膜的适用范围，消除了传统钨钛合金光刻中的铝赋形层引入的精度误差与工艺复杂性，改善了光刻精度与可靠性。有助于提高使用钨钛合金结构的微机电系统器件制造的成功率。

主权项

一种简化的钨钛合金薄膜光刻工艺，其特征在于，包含以下步骤： 步骤一：全部工艺步骤在洁净室里实现。将覆盖有钨钛合金薄膜的包括但不限于硅片的衬底基片（以下简称为基片）使用丙酮，异丙醇与去离子水清洗，吹干。 步骤二：使用匀胶机将液态正光刻胶旋涂在待刻蚀的基片上。通过调节匀胶机转速以控制光刻胶达到特定厚度。将涂胶完成的基片在热板上加热固化胶层。待胶充分冷却后在对准曝光机上使用掩膜进行紫外线曝光。然后将曝光后的基片在显影液中完全显影。将显影后的基片在热板上加热，使胶层完全固化。匀胶与曝光过程在黄光区完成。 步骤三：将热固化胶层的基片在有空气循环过滤设备的通风橱中冷却，确保胶层中的溶剂充分挥发。冷却过程在黄光区完成。 步骤四：通过温度控制，将30%双氧水刻蚀液温度维持在20℃，将冷却完成的基片放入刻蚀液开始刻蚀。双氧水刻蚀合金中的钨的反应式为: W+2H2O2→WO2+2H2O WO2+H2O2→H2WO43H2WO4+2H2O2→H2W3O12+4H2O 而在20℃下双氧水对光刻胶膜的刻蚀作用被大大减缓，根据实验可知其刻蚀时间远大于钨钛合金薄膜需要的刻蚀时间。因此该反应可以在不破坏光刻胶赋形层的前提下实现钨钛合金薄膜的高精度刻蚀，而仅需要一步光刻。 步骤五：将刻蚀完成的基片使用丙酮与异丙醇洗掉光刻胶，完成工艺。