一種提高平面光波導(dǎo)分路器光刻圖形分辨率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光波導(dǎo)分路器在生產(chǎn)過程中的加工工藝，尤其是涉及一種提高平面光波導(dǎo)分路器光刻圖形分辨率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]平面波導(dǎo)型光分路器(PLC Splitter)是一種基于石英基板的集成波導(dǎo)光功率分配器件，具有體積小，工作波長范圍寬，可靠性高，分光均勻性好等特點，特別適用于無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON，BPON，GPON等)中連接局端和終端設(shè)備并實現(xiàn)光信號的分路。
[0003]現(xiàn)階段的平面光波導(dǎo)分路器生產(chǎn)工藝，是生產(chǎn)光波導(dǎo)器件的核心技術(shù)之一。隨著市場上對平面光波導(dǎo)分路器性能需求的提升，設(shè)計版圖中光波導(dǎo)分叉尺寸也在逐漸縮小。這同時也帶來了生產(chǎn)工藝上光刻問題。這是因為需要高分辨率的光刻圖形來保證光波導(dǎo)分路器器件的可靠性，普通的光刻膠以及通常的光刻方法都無法滿足日益縮小的設(shè)計版圖中光波導(dǎo)分叉尺寸。從而導(dǎo)致器件失效，最終造成器件損耗的增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了解決普通光刻方法后圖形分辨率偏低，進而導(dǎo)致刻蝕后圖形尺寸偏大，影響PLC器件性能，提供的一種提高平面光波導(dǎo)分路器光刻圖形分辨率的方法。
[0005]一種提高平面光波導(dǎo)分路器光刻圖形分辨率的方法，其特征在于包括以下步驟:
101、將表面帶有二氧化硅薄膜的晶圓在110-120攝氏度環(huán)境下預(yù)烘15-30分鐘去除表面殘留的水汽；
102、按照光刻膠與正膠稀釋劑為為3:1-5:1的比例將光刻膠進行適當(dāng)?shù)南♂專?br> 103、采用分階段旋涂的方式對晶圓進行涂膠，分別為1500rpm-2500rpm的低速階段，持續(xù)12-18秒，以及4500rpm-5500rpm的高速階段，持續(xù)18-25秒，先進行低速階段，再進行高速階段；
104、將帶膠的晶圓至于85-95攝氏度的環(huán)境中進行前烘，持續(xù)時間90-110秒；
105、采用高光強短時間的接觸式曝光實現(xiàn)圖形的轉(zhuǎn)移，即采用6-10毫瓦每平方厘米的光強，對6寸的晶圓進行短時間的曝光,如曝光時間為4-5秒；
106、采用噴涂的方式將晶圓表面光刻膠顯影，即將液體噴淋于晶圓表面，根據(jù)顯影情況持續(xù)30-60秒；
107、將晶圓至于110-120攝氏度的環(huán)境中，持續(xù)100-180秒。
[0006]所述的光刻膠的主要成分為感光樹脂、增感劑和溶劑；所述的正膠稀釋劑，主要成分為脂肪烴類溶劑。
[0007]所述的顯影為通過顯影液溶解已經(jīng)曝光的光刻膠從而實現(xiàn)圖形的轉(zhuǎn)移。
[0008]本發(fā)明的工作原理是:
將表面帶有二氧化硅薄膜的晶圓預(yù)烘去除表面殘留的水汽，提高光刻膠與晶圓表面能夠親和性，避免掉膠、浮膠的情況；將光刻膠進行適當(dāng)?shù)南♂專蛇m當(dāng)?shù)慕档湍z的粘附性，減小膠厚，利于曝光時圖形的轉(zhuǎn)移；采用分階段旋涂的方式對晶圓進行涂膠，低速階段有利于光刻膠旋轉(zhuǎn)涂布到整片晶圓，高速階段則是保證光刻膠厚度的均勻性以及一定程度上控制膠厚；將帶膠的晶圓進行前烘，可蒸發(fā)一部分光刻膠當(dāng)中的溶劑，便于后續(xù)曝光過程中圖形的轉(zhuǎn)移；采用高光強短時間的接觸式曝光實現(xiàn)圖形的轉(zhuǎn)移，一方面保證了光刻膠充足的曝光量，另一方面也很好的保證了圖形的分辨率；采用噴涂的方式將晶圓表面光刻膠顯影，噴涂的顯影方式很好的保證了光刻圖形的完好，也保證了顯影的均勻性，避免了中心區(qū)域過顯，邊緣區(qū)域未顯的問題；將晶圓進一步去除光刻膠的水分，使得掩膜穩(wěn)定成型，為下一步刻蝕阻擋等離子體的刻蝕做好鋪墊。
[0009]本發(fā)明和已有技術(shù)相比較，其效果是積極和明顯的。本發(fā)明對平面光波導(dǎo)分路器的光刻圖形分辨率有明顯的提聞，從而提聞工藝穩(wěn)定性和廣品的合格率。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合圖1和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0012]實施例1
按照平面光波導(dǎo)分路器的分叉的間隔為1.3微米，波導(dǎo)的內(nèi)側(cè)深度為6.5微米的設(shè)計要求。
[0013]101、將表面帶有二氧化硅薄膜的晶圓在120攝氏度環(huán)境下預(yù)烘30分鐘去除表面殘留的水汽；
102、按照光刻膠:正膠稀釋劑=3:1將光刻膠進行適當(dāng)?shù)南♂專?br> 103、采用分階段旋涂的方式對晶圓進行涂膠，分別為1700rpm低速階段以及5000rpm的高速階段，低速階段持續(xù)17秒，高速階段持續(xù)20秒；
104、將帶膠的晶圓至于90攝氏度的環(huán)境中進行前烘；
105、采用高光強短時間的接觸式曝光實現(xiàn)圖形的轉(zhuǎn)移，光強8毫瓦每平方厘米，時間5
秒；
106、采用噴涂的方式將晶圓表面光刻膠顯影，噴涂的顯影方式，持續(xù)55秒；
107、將晶圓至于120攝氏度的環(huán)境中進一步去除光刻膠的水分，持續(xù)180秒。
[0014]實施例2
按照平面光波導(dǎo)分路器的分叉的間隔為1.6微米，波導(dǎo)的內(nèi)側(cè)深度為7.0微米的設(shè)計要求。
[0015]101、將表面帶有二氧化硅薄膜的晶圓在120攝氏度環(huán)境下預(yù)烘30分鐘去除表面殘留的水汽；
102、按照光刻膠:正膠稀釋劑=4:1將光刻膠進行適當(dāng)?shù)南♂專?br> 103、采用分階段旋涂的方式對晶圓進行涂膠，分別為2000rpm低速階段以及4500rpm的高速階段，低速階段持續(xù)15秒，高速階段持續(xù)25秒；
104、將帶膠的晶圓至于90攝氏度的環(huán)境中進行前烘； 105、采用高光強短時間的接觸式曝光實現(xiàn)圖形的轉(zhuǎn)移，光強10毫瓦每平方厘米，時間4.5 秒；
106、采用噴涂的方式將晶圓表面光刻膠顯影，噴涂的顯影方式，持續(xù)35秒；
107、將晶圓至于120攝氏度的環(huán)境中進一步去除光刻膠的水分，持續(xù)180秒。
[0016]當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種提高平面光波導(dǎo)分路器光刻圖形分辨率的方法，其特征在于包括以下步驟: 101、將表面帶有二氧化硅薄膜的晶圓在110-120攝氏度環(huán)境下預(yù)烘15-30分鐘去除表面殘留的水汽； 102、按照光刻膠與正膠稀釋劑為為3:1-5:1的比例將光刻膠進行適當(dāng)?shù)南♂專? 103、采用分階段旋涂的方式對晶圓進行涂膠，分別為1500rpm-2500rpm的低速階段，持續(xù)12-18秒，以及4500rpm-5500rpm的高速階段，持續(xù)18-25秒，先進行低速階段，再進行高速階段； 104、將帶膠的晶圓至于85-95攝氏度的環(huán)境中進行前烘，持續(xù)時間90-110秒； 105、采用高光強短時間的接觸式曝光實現(xiàn)圖形的轉(zhuǎn)移，即采用6-10毫瓦每平方厘米的光強，對6寸的晶圓進行短時間的曝光,如曝光時間為4-5秒； 106、采用噴涂的方式將晶圓表面光刻膠顯影，即將液體噴淋于晶圓表面，根據(jù)顯影情況持續(xù)30-60秒； 107、將晶圓至于110-120攝氏度的環(huán)境中，持續(xù)100-180秒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高平面光波導(dǎo)分路器光刻圖形分辨率的方法，其特征在于，所述的光刻膠的主要成分為感光樹脂、增感劑和溶劑；所述的正膠稀釋劑，主要成分為脂肪烴類溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高平面光波導(dǎo)分路器光刻圖形分辨率的方法，其特征在于，所述的顯影為通過顯影液溶解已經(jīng)曝光的光刻膠從而實現(xiàn)圖形的轉(zhuǎn)移。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高平面光波導(dǎo)分路器光刻圖形分辨率的方法，其特征在于包括以下步驟：101、將表面帶有二氧化硅薄膜的晶圓在110-120攝氏度環(huán)境下預(yù)烘15-30分鐘去除表面殘留的水汽；102、按照光刻膠與正膠稀釋劑為為3:1-5:1的比例將光刻膠進行適當(dāng)?shù)南♂專?03、采用分階段旋涂的方式對晶圓進行涂膠，分別為1500rpm-2500rpm的低速階段，持續(xù)12-18秒，以及4500rpm-5500rpm的高速階段，持續(xù)18-25秒，先進行低速階段，再進行高速階段。本發(fā)明對平面光波導(dǎo)分路器的光刻圖形分辨率有明顯的提高，從而提高工藝穩(wěn)定性和產(chǎn)品的合格率。
【IPC分類】G02B6-138, G03F7-00
【公開號】CN104865640
【申請?zhí)枴緾N201410062949
【發(fā)明人】呂耀安, 翟繼鑫
【申請人】無錫宏納科技有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2014年2月22日