通常，光刻膠只是用作構(gòu)建圖形步驟中的臨時掩膜。因此，光刻工藝的最后一步通常是需要去除光刻膠，我們稱之為去膠或者除膠。并且對去膠過程的要求是：迅速去膠且沒有殘留，對襯底以及沉積在上面的材料無損傷，因此這并不是很容易實(shí)現(xiàn)的步驟。這里我們稱用于去除光刻膠的溶劑或者溶液為去膠劑或者去膠液、除膠劑，lift-off工藝中我們也稱之為剝離液。
光刻膠薄膜的溶解度
非交聯(lián)型的光刻通?？梢允褂闷胀ü饪棠z去膠劑進(jìn)行處理并且無殘留。如果去膠效果不良，應(yīng)考慮以下可能的原因:
正膠在140℃左右開始熱交聯(lián)(例如在堅(jiān)膜、干法刻蝕或涂膠階段)，這大大降低了它的溶解度。如果可以的話，應(yīng)降低處理溫度。
光學(xué)誘導(dǎo)交聯(lián)是通過深紫外光輻射(波長 < 250 nm)并結(jié)合高溫使得光刻膠不能溶解在去膠劑中，這種情況在蒸發(fā)鍍層(如金屬化、濺射或干法刻蝕)中很常見。由于超短波輻射的穿透深度較低，所以只有光刻膠的表面受到交聯(lián)的影響。
負(fù)膠在較高的溫度下處理其交聯(lián)可以通過后續(xù)的工藝步驟進(jìn)一步加強(qiáng)，這步會導(dǎo)致光刻膠的去除變得更加困難。另外，干法刻蝕過程中，重新沉積在光刻膠上的材料將會成為去膠過程中的障礙層，從而導(dǎo)致光刻膠的去除變得更加困難。
溶劑型去膠劑
丙酮
丙酮一般不推薦作為光刻膠的去膠劑，因?yàn)樗哂泻芨叩恼魵鈮毫ΑＨ绻褂昧吮?，?yīng)在丙酮蒸發(fā)和形成條紋前使用異丙醇清洗丙酮處理過的樣品。不建議對丙酮進(jìn)行加熱以增加其溶解度，因?yàn)槠湔羝麎毫Ω?，極易發(fā)生火災(zāi)危險。
NMP及NEP
NMP(1-甲基-2-吡咯烷酮)，NEP（氮乙基吡咯烷酮）是去除光刻膠層的一種普遍適用的溶劑。NMP的蒸氣壓非常低，可以加熱到80℃，以便能夠去除更多交聯(lián)的光刻膠薄膜。由于NMP已被列為對生殖有害物質(zhì)，應(yīng)考慮替代品，如DMSO。
DMSO
DMSO(二甲亞砜)加熱至60- 80℃時，作為光刻膠去膠劑的性能可與NMP的性能相媲美，是NMP的一種“安全溶劑”替代品。 DMSO容易從空氣中吸收水汽， 另外DMSO人體皮膚有滲透性 ，操作時注意防護(hù)。
原則上，其他溶劑也適合用作去膠劑：IPA，PGMEA（PMA），甲乙酮（MEK）或稀釋劑，可用于溶解穩(wěn)定性不是很強(qiáng)的光刻膠的殘留。但是，在大多數(shù)情況下，用這些溶劑作為去膠液則需要更長的時間。溶劑去除劑同樣適用于酚醛樹脂型光刻膠以及所有聚合物光刻膠（例如PMMA）。
堿性去膠劑
如果襯底材料的化學(xué)穩(wěn)定性允許，且不使用特殊的去除劑，那么可以使用最簡單高效的堿性去膠劑，最常見的是氫氧化鈉（NaOH）和氫氧化鉀（KOH）溶液。4％的KOH溶液將在幾秒鐘內(nèi)去除所有基于酚醛樹脂基的光刻膠以及電子束光刻膠，專門為耐堿而設(shè)計光科技啊除外。當(dāng)我們將NaOH或KOH的濃度增加到40％時，可用于去膠比較困難的穩(wěn)定性膠，特別是硬烘后的光刻膠結(jié)構(gòu)。堿性溶液通常不能完全去除光刻膠殘留物，但是在這種情況下會在光刻膠膜產(chǎn)生下蠕變。然后或多或少地將殘留物帶離襯底上，然后將其完全清除。但是，應(yīng)該考慮到，高濃度的堿性溶液也可能腐蝕硅晶圓，從而破壞表面。綜上所述 可以使用基于緩沖堿性鹽的濃縮顯影劑（堿當(dāng)量濃度1.1N）來替代堿性溶液實(shí)現(xiàn)去膠。這種顯影液在未稀釋狀態(tài)下可以迅速去除大多數(shù)光刻膠膜。
四甲基氫氧化銨（TMAH）溶液也用作去除劑，最大濃度為25％。在此濃度下，TMAH可與高濃度的NaOH和KOH溶液媲美。TMAH也會侵蝕硅，在使用過程中同樣需要小心。由于TMAH的消耗量較低，稀釋型的TMHA溶液更容易操作，而且對環(huán)境更友好。堿性水去膠劑不適用于所有聚合物（PMMA，聚苯乙烯，碳?xì)浠衔铮?。但是，我們可以利用此特點(diǎn)用于兩層膠系統(tǒng)（PMMA /光刻膠；碳?xì)?光刻膠）應(yīng)用，以選擇性去除上層光刻膠層。
通用去膠方案
通用去除劑
在去膠發(fā)生困難的情況下（例如在密集的等離子蝕刻或?yàn)R射之后），超聲或兆聲清洗會對去除光刻膠帶來很大的幫助。但是，在此過程中必須保護(hù)襯底上的敏感結(jié)構(gòu)，否則將其破壞如下圖1所示，所以我們建議這種帶有高深寬比的結(jié)構(gòu)的樣品最好使用兆聲輔助而不是超聲輔助處理。由于溶解的光刻膠的含量增加，去膠劑隨著長時間的發(fā)展其去膠效果在逐漸變?nèi)?。即使仍未達(dá)到理論上的飽和極限（遠(yuǎn)高于50％的固含量），使用過溶液會隨著顆粒的富集并變得不透明，因此不再適合進(jìn)行重復(fù)清洗。常見的做法是級聯(lián)清洗。在此過程中，去除劑用于三個不同的清洗步驟。將樣品放在第一個溶液池中，此步驟中幾乎完全去除光刻膠殘留物。然后將樣品轉(zhuǎn)移到第二個溶液池中，然后轉(zhuǎn)移到第三個槽中，在最后一個步驟后用去離子水沖洗干凈。一旦達(dá)到預(yù)定的溶解能力，就將第一個浴液丟棄，將第二個和第三個浴液向上移動一個位置。
除此之外的功能還可以通過強(qiáng)氧化酸來實(shí)現(xiàn)，例如王水，食人魚，硫酸或硝酸。這些酸用于最終清潔。但是除了環(huán)境保護(hù)方面（廢酸的處理），這些混合物通常不僅侵蝕光刻膠，而且也會腐蝕襯底表面的其他材料。
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審核編輯 黃宇