フォトリソグラフィーによるリフトオフ

リフトオフは、基板上にフォトレジスト層を形成する一連のフォトリソグラフィ工程後に行われることが多い。ケミカル・リフトオフやメタル・リフトオフの方法は、表面に特徴的なパターンを形成するために用いられる。どちらのタイプのリフトオフも、ウェットエッチングに比べて時間がかかることがありますが、リフトオフは生産コストを下げ、処理能力を向上させる、より安全な方法です。

メタルリフトオフは、パターン化されたフォトレジストの上に金属膜を堆積させてパターンを形成するために使用される。フォトレジストは溶剤によって除去され、パターン化された領域の金属はそのまま基板上に残る。メタルリフトオフの一般的なタイプには、二層リフトオフとイメージリバーサルがあります。

ダブルレイヤー・リフトオフ

二層リフトオフでは、2つの異なるタイプのレジストが互いに蒸着される。上層はしばしばパターン化され、下層はリフトオフプロファイルを提供するためにアンダーカットされる。異なる層は、フォトレジストの混合を防ぐ能力に基づいて選択されます。このリフトオフ法には、露光領域が可溶性で未露光領域が保護されるポジ型レジストと、リフトオフレジスト（LOR）があります。LORレジストはフォトレジスト溶剤に不溶で、ほとんどのフォトレジスト現像液に可溶です。さらに、LORレジストは溶解速度を制御でき、リフトオフに理想的なアンダーカットを形成するために調整できます。

ダブルレイヤー・リフトオフの利点は、複数の層を一度に成膜できるため、リフトオフ処理が簡素化されることである。さらに、二層リフトオフは、二層構造を必要とする半導体デバイスの製造に使用することができる。

イメージ反転

フォトリソグラフィにおけるイメージ反転（IR）は、露光されたフォトレジストの傾斜プロファイルを反転させ、リフトオフに理想的なアンダーカットを形成することで機能する。反転されたトーンのフォトマスクを通して、ネガパターンが基板表面に定義されます。IRでは、レジスト像を形成するために、反転ベークとフラッド露光という工程が追加されます。リバーサルベークでは、露光されたレジストが現像中に不溶化する。ベーク時間と温度を上げると、現像速度は低下する。現像速度は、フォトレジストのアンダーカットの程度に影響する。フラッド露光では、フォトレジストの未露光領域が現像可能になる。フォトマスクがないため、露光レベルは一般的に最初の露光の2倍になる。水分のある表面を維持するため、水による再水和が行われ、これが高い現像速度を維持するのに役立っている。

ケミカルリフトオフは減法的プロセスであり、多くの場合バッチ浸漬で行われる：

バッチ浸漬

バッチ浸漬は、フォトレジストでパターン化された基板を化学エッチング液に浸漬する。エッチングレートは、基板を浸漬する時間やエッチング液の加熱温度を決定するために使用される。不要な金属片が基板表面に再付着しないようにするのは難しい。これは、金属片が表面から離れ、下方に落下するように基板を吊り下げることで回避できる。

ケミカル・リフトオフは、加工中に不要な残留物や化学汚染を引き起こす可能性がある。また、不要な金属領域を効果的に除去するには、しばしば高温が必要となる。バッチ浸漬法によるリフトオフでは、酸のような危険な化学薬品が一般的に使用されます。このため、処理中にさらなる安全対策を講じる必要があります。

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