负胶的Undercut在lift-off工艺中的应用

光刻工艺中负胶因为粘度偏大，和正胶相反的曝光模式，被广泛应用，但是负胶精度没有正胶好，容易显影变形，价格也普遍相对较贵。

负胶：聚合物的短链分子因光照而交联成为长链分子的为负胶（cross linking）。或者说，光刻过程中被的光照的区域在显影过程中留下来，未被光照区域的光刻胶被显影液腐蚀的光刻胶称之为负胶（negative photoresist），

在lift-off工艺中，负胶（negative resist）通常被推荐用于形成undercut结构。这种结构有助于在后续的剥离过程中实现更清晰和精确的图案化。以下是详细的解释：

负胶相比于正胶，在接触式紫外光刻中更容易获得undercut结构，因此常用于lift-off工艺。负胶设计用于lift-off时，可以达到可重复的底切效果，防止光刻胶侧壁被涂覆，使后续的lift-off过程更加容易。

在lift-off工艺中，通过优化工艺参数，如曝光剂量和显影时间，可以获得明显的底切形态，从而消除毛刺。例如，适当过曝点有利于获得undercut结构。此外，使用图形反转或负胶的情况下，通过这些参数的调整可以显著改善undercut的效果。

在某些研究中，双层胶（如LOR光刻胶和AZ6130或S1813）被用来构建undercut结构。首先涂覆第一层光刻胶，在一定温度下烘烤、冷却后，再旋涂第二层光刻胶，并经过曝光、显影、定影后形成undercut结构。这种双层胶系统能够有效地控制undercut的长度和深度，提供可靠的工艺。

如下图，如果没有Undercut的话，且没有倒梯形结构，很容易形成金属毛刺，反映到晶圆表面就是线条有“黑线”残留。

最简单的是通过曝光时间可以控制倒梯形角度，曝光剂量越大角度越大越接近90°。

下面是曝光4.5s和曝光5.5秒的Undercut的区别，明显5.5s的更小一些。

另外负胶的角度受前烘温度的影响较大，前烘越高，角度越小。

而如何使角度变大（减小亮边）：

1、降低前烘温度，也就是曝光前的烤胶

2、提高曝光能量，延长显影

3、提高后烘温度和时间

4、减少曝光间距

单层胶的倒梯形有时很难满足厚膜的需求，就需要做双层光刻胶结构。如下图。

双层就比较麻烦一些。