简版钨钛合金薄膜光刻工艺

钨钛合金（WTi）广泛应用于微机械制造中。使用溅射工艺沉积的钨钛合金薄膜具有高密度，适中的薄膜应力，优良的表面平整度，优良的热与化学稳定性，从而在MEMS制造中作为结构层与牺牲层材料的理想选择。

钨钛合金具有独特的优点，一方面，钨钛合金可以使用40℃双氧水(H₂O₂)快速而稳定地刻蚀，同时又不会破坏绝大多数诸如铝，铜等常用金属层。而大多数酸也不会刻蚀钨钛合金，这使钨钛合金与其他金属之间具有良好的刻蚀选择性。

但是通常使用的基于光刻胶赋形层的平面光刻工艺不能直接应用于钨钛合金薄膜的图形化刻蚀。因为用于钨钛合金刻蚀的40℃双氧水刻蚀液同样也会腐蚀光刻胶。作为强氧化剂的双氧水可以打开有机聚合物的分子键，从而破坏光刻胶膜，为了改善这一问题，有学者提出了一种简化的钨钛合金光刻工艺。工艺具体实现步骤如下：

步骤一：全部工艺步骤在洁净室里实现。将覆盖有钨钛合金薄膜的包括但 不限于硅片的衬底基片（以下简称为基片）使用丙酮，异丙醇与去离子水清洗，吹干。

步骤二：使用匀胶机将液态正光刻胶旋涂在待刻蚀的基片上。通过调节匀胶机转速以控制光刻胶达到特定厚度。将涂胶完成的基片在热板上加热固化胶层。待胶充分冷却后在对准曝光机上使用掩膜进行紫外线曝光。然后将曝光后的基片在显影液中完全显影。将显影后的基片在热板上加热，使胶层完全固化。匀胶与曝光过程在黄光区完成。

步骤三：将热固化胶层的基片在有空气循环过滤设备的通风橱中冷却，确保胶层中的溶剂充分挥发。冷却过程在黄光区完成。

步骤四：通过温度控制，将30%双氧水刻蚀液温度维持在20℃，将冷却完 成的基片放入刻蚀液开始刻蚀。在20℃下双氧水对光刻胶膜的刻蚀作用被大大减缓，根据实验可知其刻蚀时间远大于钨钛合金薄膜需要的刻蚀时间。因此该反应可以在不破坏光刻胶赋形层的前提下实现钨钛合金薄膜的高精度刻蚀，而仅需要一步光刻。

步骤五：将刻蚀完成的基片使用丙酮与异丙醇洗掉光刻胶，完成工艺。

这种简化的钨钛合金薄膜光刻工艺可以实现对钨钛合金薄膜结构的高精度光刻，光刻后钨钛合金结构表面平整，轮廓清晰，具有很高的光刻质量。

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