SU-8 2000 永 久性環(huán)氧負(fù)性光刻膠:SU-8 2025,SU-8 2035,SU-8 2050,SU-8 2075
 

SU-8 2000是一種高對比度的環(huán)氧樹脂基光刻膠，適用于微加工和其他微電子應(yīng)用領(lǐng)域，需要厚、化學(xué)和熱穩(wěn)定的圖像。SU-8 2000是SU-8的改進配方，多年來被MEMS生產(chǎn)廠家廣泛使用。采用更快的干燥速度，更極性的溶劑體系，可改善涂層質(zhì)量，提高工藝吞吐量。SU-8 2000有12種標(biāo)準(zhǔn)粘度可供選擇。薄膜厚度0.5到>200微米,可以通過一個單一的涂層工藝實現(xiàn)。暴露的和隨后的熱交聯(lián)部分的薄膜是不溶性的液體顯影液。SU-8 2000具有良好的成像特性，能夠產(chǎn)生非常高的展弦比結(jié)構(gòu)。SU-8 2000在360納米以上具有非常高的光學(xué)傳輸能力，這使得它非常適合在非常厚的薄膜中近垂直側(cè)壁成像。SU-8 2000最適合yong久應(yīng)用，它是成像，固化和留在設(shè)備上。

SU-8 2000 特性

?高縱橫比成像

?0.5 > 200 ?m 膜 厚度 在 一 個 外套

?改善涂層性能

?加快干燥速度，提高產(chǎn)量

?近UV (350-400 nm)加工

?胎側(cè)垂直

處理指南

SU-8 2000光刻膠最常用的是傳統(tǒng)的UV (350-400 nm)輻射，盡管i-line (365 nm)是推薦的波長。SU-8 2000也可以用電子束或x射線照射。在曝光后，交聯(lián)過程分為兩個步驟(1)在曝光過程中形成強酸，接著是(2)在曝光后烘烤(PEB)過程中酸催化、熱驅(qū)動環(huán)氧交聯(lián)。正常的工藝是:旋涂、軟烤、曝光、PEB，然后顯影。當(dāng)SU-8 2000結(jié)構(gòu)仍將作為設(shè)備的一部分時，建議使用受控硬烘焙技術(shù)進一步交叉連接這些結(jié)構(gòu)。整個過程應(yīng)針對具體應(yīng)用進行優(yōu)化.

襯底制備

為了獲得最大的工藝可靠性，在使用SU-8 2000抗蝕劑之前，基板應(yīng)保持清潔和干燥。為了達(dá)到zui佳效果，底物應(yīng)該用食人魚濕蝕刻(使用H2SO4和H2O2)清洗，然后用去離子水沖洗。基片也可以用反應(yīng)離子蝕刻法清洗(RIE)或任何裝有氧氣的桶式裝置。通常不需要附著力促進劑。對于包括電鍍在內(nèi)的應(yīng)用，推薦使用MCC引物80/20 (HMDS)對基體進行預(yù)處理。

COAT

SU-8 2000有12種標(biāo)準(zhǔn)粘度。本加工指南文件涉及四種產(chǎn)品:SU-8 2025、SU-8 2035、SU-8 2050和SU-8 2075。圖1所示。提供所需的信息，以選擇合適的SU- 8 2000抗蝕劑和旋轉(zhuǎn)條件，以達(dá)到所需的薄膜厚度。

推薦項目

1)。為每英寸(25mm)的襯底直徑分配1ml的抗蝕劑。

2)。以每分鐘500轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)5-10秒，加速度為每秒鐘100轉(zhuǎn)。

3)。以每分鐘2000轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)30秒，加速度為每秒鐘300轉(zhuǎn)。

邊緣去除(EBR)

在自旋涂覆過程中，光刻膠可能在基板邊緣形成。為了最大限度地減少熱板的污染，應(yīng)該去除這個厚珠。這可以通過在晶圓片頂部或底部邊緣使用少量溶劑(MicroChem的EBR PG)來實現(xiàn)。大多數(shù)自動旋轉(zhuǎn)涂布機現(xiàn)在都有這個功能，可以通過編程自動完成。

通過移除任何邊緣珠，掩模可以與晶圓片緊密接觸，從而提高分辨率和長寬比。

軟烤

建議在軟烘烤過程中使用具有良好熱控制和均勻性的水平熱板。不建議使用對流烤箱。在對流烤箱烘烤過程中，抗蝕劑上可能會形成一層表皮。這種皮膚可以YZ溶劑的進化，導(dǎo)致薄膜不完全干燥和/或延長烘烤時間。表2。顯示各種SU-8 2000產(chǎn)品在選定薄膜厚度下的推薦軟烘焙溫度和時間。

注意:要優(yōu)化烘烤時間/條件，請在規(guī)定時間后將晶圓片從熱板中取出，并將其冷卻到室溫。然后，將晶圓片返回到熱板。如果薄膜“起皺”，將晶圓片放在熱板上幾分鐘。重復(fù)冷卻和加熱循環(huán)，直到“皺紋”不再出現(xiàn)在影片中。

光學(xué)參數(shù)

色散曲線和柯西系數(shù)如圖3所示。這一信息對于基于橢圓度和其他光學(xué)測量的薄膜厚度測量是有用的。

曝光

為了在SU-8 2000抗蝕劑中獲得垂直側(cè)壁，我們建議使用長通濾波器來消除350NM以下的紫外線輻射。歐米茄光學(xué)公司(www.omegafilters.com)或旭硝子科技玻璃公司(AsahiTechnoglass)推薦的V-42型和UV-D35型濾鏡(www.atgc.co.jp)的推薦濾鏡(PL- 360-LP)需要增加約40%的曝光時間才能達(dá)到zui佳的曝光劑量。

注:在zui佳曝光條件下，將顯影潛影置于PEB熱板上后5-15秒內(nèi)，而不是之前。應(yīng)進行接觸矩陣實驗，以確定zui佳劑量。

 

曝光后烘烤(PEB)

PEB應(yīng)在暴露后直接進行。表5所示。顯示推薦的時間和溫度。

注:在95°C條件下，經(jīng)PEB處理1分鐘后，SU-8 2000光刻膠涂層應(yīng)能看到掩膜的圖像。如果在PEB期間或之后沒有看到可見的潛影，這意味著沒有足夠的曝光、加熱或兩者兼?zhèn)洹?/span>

發(fā)展

SU-8 2000型光刻膠已與MicroChem公司的SU-8顯影劑一起被設(shè)計用于浸沒、噴霧或水坑工藝。其他溶劑型顯影劑，如乳酸乙酯和二丙酮醇也可以使用。當(dāng)發(fā)展高展弦比和/或厚膜結(jié)構(gòu)時，強烈攪拌是推薦的。表6給出了浸入式工藝的推薦開發(fā)時間。這些發(fā)展時間是近似的，因為實際溶解速率可能隨攪拌作用而變化很大

注:使用超聲波或megasonic浴可能有助于開發(fā)通過或孔的模式或結(jié)構(gòu)與緊密節(jié)距。

清洗和干燥

使用SU-8顯影劑時，噴洗顯影劑圖4。光學(xué)透過率圖像用新鮮溶液沖洗約10秒，然后用異丙醇(IPA)再噴/洗10秒。空氣干燥與過濾，加壓空氣或氮氣。
注:IPA沖洗過程中產(chǎn)生的白色薄膜表明未曝光的光刻膠發(fā)育不良。只需簡單地用額外的SU-8顯影劑浸沒或噴灑基板即可除去白色薄膜并完成顯影過程。重復(fù)清洗步驟。

使用超聲波或megasonic浴將激活溶劑，并允許更有效地開發(fā)未暴露的抗蝕劑。

物理性質(zhì)(近似值)

光學(xué)性質(zhì)

圖4的流程條件。軟烤:5分鐘，在95°C暴露:180 mJ/cm2

硬烘焙:300°C, 30分鐘

硬烤

SU-8 2000具有良好的機械性能。然而，對于那些將成像電阻作為設(shè)備的一部分保留的應(yīng)用程序，可以將硬烘焙加入到該過程中。這通常只有在設(shè)備或部件在常規(guī)操作中進行熱處理時才需要。一個硬烘焙或zui后的固化驟，以確保SU-8 2000的性質(zhì)不改變在實際使用。SU-8 2000是一種熱樹脂，因此，當(dāng)暴露在比以前更高的溫度下時，它的性能可以繼續(xù)變化。我們建議使用比設(shè)備最大運行溫度高10℃的烘烤溫度。根據(jù)需要的固化程度，通常使用的烘焙溫度范圍在150°C到250°C之間，時間在5到30分鐘之間。

注:硬烘烤步驟也適用于退火任何表面裂紋，可能是明顯的發(fā)展后。推薦的步驟是在150°C的溫度下烘烤幾分鐘。這適用于所有的薄膜厚度。

等離子體去除

SU-8 2000被設(shè)計為一種yong久性、高交聯(lián)的環(huán)氧樹脂材料，用傳統(tǒng)的溶劑型抗剝離劑很難去除。MicroChem的去除劑PG將膨脹，并發(fā)射最小交聯(lián)SU-8 2000。然而，如果使用OmniCoat (30-100 nm)，浸泡在去除劑PG中，可以使SU- 8 2000材料得到干凈徹底的提升。如果不使用OmniCoat，則不能完全固化或硬烘焙SU-8 2000。

去除最小交聯(lián)SU-8 2000，或使用Omnicoat時:將去除劑PG浴加熱到50-80℃，并將底物浸泡30-90分鐘。實際帶鋼時間將取決于抗蝕劑厚度和交聯(lián)密度。有關(guān)微化學(xué)Omnicoat和去除劑PG的更多信息，請參閱相關(guān)產(chǎn)品數(shù)據(jù)表。

重新工作完全交聯(lián)的SU-8 2000:晶圓片可以剝離氧化酸溶液，如食人魚蝕刻，等離子灰，RIE，激光燒蝕和熱解。
等離子體去除

RIE 200W, 80sccm O2, 8sccm CF4, 100mTorr, 10℃
 

存儲

在40-70°F(4-21°C)的溫度下，將SU-8 2000儲存在陰涼干燥的環(huán)境中，避免陽光直射。遠(yuǎn)離光、酸、熱和火源。保質(zhì)期為自生產(chǎn)之日起十二個月。
 

處理

根據(jù)當(dāng)?shù)氐闹莺吐?lián)邦法規(guī)，SU-8 2000的抗蝕劑可以和其他含有類似有機溶劑的廢物一起被丟棄銷毀或回收。客戶有責(zé)任確保處置符合所有聯(lián)邦、州和當(dāng)?shù)丨h(huán)境法規(guī)的SU-8 2000抗蝕劑和殘留物。

環(huán)境、健康和安全

在使用SU-8 2000抗阻劑前，請參閱產(chǎn)品材料安全數(shù)據(jù)表。小心輕放。在處理SU-8 2000耐藥時，應(yīng)戴上化學(xué)護目鏡、化學(xué)手套及適當(dāng)?shù)姆雷o服。不要進入眼睛、皮膚或衣服。使用時應(yīng)通風(fēng)良好，避免吸入蒸汽或薄霧。如與皮膚接觸，請用肥皂和清水沖洗患處。如不慎與眼睛接觸，應(yīng)立即用清水沖洗，并經(jīng)常提起眼瞼沖洗15分鐘。尋求緊急醫(yī)療援助。

這些信息基于我們的經(jīng)驗，我們認(rèn)為是可靠的，但可能不完整。對于這些產(chǎn)品的信息、使用、處理、存儲或擁有，或本協(xié)議中描述的任何過程的應(yīng)用或期望的結(jié)果，我們不作任何明示或暗示的擔(dān)保或保證，因為這些產(chǎn)品的使用和處理條件超出了我們的控制。

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