[發(fā)明專利]一種懸架結(jié)構(gòu)光刻膠的涂膠方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010144358.3
• 申請(qǐng)日: 2010-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102213919A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳紫陽(yáng);楊恒;李昕欣;王躍林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G03F7/16
• 分類號(hào): G03F7/16
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光刻膠的涂膠方法，尤其是一種懸架結(jié)構(gòu)光刻膠的涂膠方法，涉及微電子制造中的光刻領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，光刻膠的涂敷工藝主要有提拉法、滾涂法、噴涂法和旋涂法四種。其中提拉法和旋涂法容易獲得均勻性好、厚度可低至亞微米級(jí)的光刻膠，滾涂法和噴涂法容易獲得厚度至10μm以上的光刻膠，噴涂法還特別適用于對(duì)三位結(jié)構(gòu)的涂覆和懸空結(jié)構(gòu)的填充。這些涂膠方法在涂覆時(shí)避免了空氣和水分的包覆，都是光刻膠和襯底緊密接觸和貼合的，然而在應(yīng)對(duì)特殊工藝要求的懸架涂覆時(shí)，傳統(tǒng)涂膠方法遇到了難以逾越的困難。

隨著微電子工業(yè)的發(fā)展，各種功能特別、結(jié)構(gòu)特異的器件和元件層出不窮，特別是在微機(jī)械(MEMS)領(lǐng)域，器件中常包含大跨度的溝槽、高深寬比的孔洞、高而細(xì)窄的柱墻等結(jié)構(gòu)，有時(shí)在實(shí)現(xiàn)特殊工藝，如犧牲層上材料的平坦化沉積、三維結(jié)構(gòu)上表面的選擇性涂膠保護(hù)、互聯(lián)通孔的膠封口時(shí)會(huì)遇到很多麻煩，而涂覆一層懸架結(jié)構(gòu)的光致抗蝕膠膜是解決這些問(wèn)題的捷徑。目前，業(yè)界能夠?qū)崿F(xiàn)這種懸架光刻膠結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品主要是被廣泛應(yīng)用于印制電路制造的光致抗蝕干膜。光致抗蝕干膜(由美國(guó)杜邦公司于1954年首先推出)是由聚醋薄膜、感光層和聚乙烯薄膜三層組成的夾心式結(jié)構(gòu)，使用時(shí)作為一層薄膜貼覆于襯底材料的表面后再進(jìn)行光刻，這種具有一定的強(qiáng)度的固態(tài)薄膜能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)較大尺寸的溝槽和孔洞的跨越。然而，光致抗蝕干膜的厚度通常都在幾十微米以上，無(wú)法適用于當(dāng)今飛速發(fā)展的微電子工業(yè)微型化、集約化的趨勢(shì)。本方法提供了一種懸架光刻膠的涂覆方法，光刻膠作為平整的膠膜結(jié)構(gòu)貼覆于刻蝕有圖形的硅片表面，能夠在溝槽、孔洞、微柱等結(jié)構(gòu)上形成懸架結(jié)構(gòu)，并光刻圖形。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種懸架結(jié)構(gòu)光刻膠的涂膠方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種懸架結(jié)構(gòu)光刻膠的涂膠方法，包括以下步驟：

1)使光刻膠在極性溶液表面自組裝形成光刻膠膜；

2)將所述光刻膠膜轉(zhuǎn)移至已刻蝕有圖形的半導(dǎo)體材料上；

3)晾干水份，之后對(duì)所述光刻膠膜依次進(jìn)行前烘、曝光、顯影、后烘。

其中，所述光刻膠為固化后具有曝光顯影特性的混合液體，其包括樹脂、感光劑和有機(jī)溶劑。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，所述極性溶液包括去離子水。

進(jìn)一步地，所述半導(dǎo)體材料上刻蝕有溝槽、孔洞、凹坑、微柱或其組合。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，步驟2)將所述光刻膠膜轉(zhuǎn)移至所述半導(dǎo)體材料上的方法為：從上向下將所述半導(dǎo)體材料緩慢接觸所述光刻膠膜，使所述光刻膠膜粘貼在所述半導(dǎo)體材料上，再脫離所述極性溶液表面。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，步驟2)將所述光刻膠膜轉(zhuǎn)移至所述半導(dǎo)體材料上的方法為：將所述半導(dǎo)體材料置于所述極性溶液中，待所述光刻膠膜在所述極性溶液表面形成后，緩慢排液以使所述光刻膠膜下降并貼覆于所述半導(dǎo)體材料上，或從下向上將半導(dǎo)體材料緩慢接觸并粘黏所述光刻膠膜，然后取出并傾斜放置所述半導(dǎo)體材料以排干所述半導(dǎo)體材料和所述光刻膠膜之間的大部分水分。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，所述半導(dǎo)體材料上刻蝕有溝槽和與溝槽連通的排水孔。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，在步驟1)之前，添加有機(jī)溶劑稀釋所述光刻膠。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，在步驟1)之前，揮發(fā)所述光刻膠中的有機(jī)溶劑以濃縮所述光刻膠。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，重復(fù)利用步驟1)形成多層光刻膠膜后，再利用步驟2)將其轉(zhuǎn)移至所述半導(dǎo)體材料上，以得到更高的膜厚和機(jī)械強(qiáng)度。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，重復(fù)利用步驟1)、2)，在所述半導(dǎo)體材料上多次貼覆，得到多層光刻膠膜，以得到更高的膜厚和機(jī)械強(qiáng)度。

本發(fā)明提供的懸架光刻膠涂覆工藝，利用自組裝(self-assembly)的方法使光刻膠在極性溶液表面形成極薄的膠膜，即形成自組裝膜，再將該光刻膠自組裝膜貼覆轉(zhuǎn)移至已刻蝕圖形的半導(dǎo)體材料表面，能夠在溝槽、孔洞、凹坑、微柱等結(jié)構(gòu)上形成懸架結(jié)構(gòu)，之后再光刻出圖形。此懸架光刻膠結(jié)構(gòu)同樣具備一般光刻膠作為刻蝕掩膜和沉積層下?tīng)奚鼘拥鹊淖饔谩Ｔ摲椒ň哂泄に囘^(guò)程簡(jiǎn)單、用料節(jié)省、成本低廉等特點(diǎn)，為光刻工藝提供了新的思路和方法。

附圖說(shuō)明

圖1a-1e為本發(fā)明的一種懸架結(jié)構(gòu)光刻膠的涂膠方法的基本工藝流程示意圖。

圖2a-2d為實(shí)施例一的基本工藝流程示意圖。

圖3為實(shí)施例一中AZ5214光刻膠膜在溝槽上方形成的懸架結(jié)構(gòu)的金相顯微鏡照片。