[發明專利]一種非感光性聚酰亞胺鈍化層的制作方法

有效

• 申請號: 201110374966.8
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN103137469A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 郭曉波
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L21/312
• 分類號: H01L21/312
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 王函

技術領域

本發明屬于半導體集成電路制造工藝，涉及一種鈍化層制作方法，尤其涉及一種非感光性聚酰亞胺鈍化層的制作方法。

背景技術

非感光性polyimide(聚酰亞胺)材料由于其良好的耐高溫特性、機械性能、電學性能以及化學穩定性，已被廣泛的應用于半導體器件的鈍化層工藝中，以減少各種自然環境和工作環境對半導體器件造成的損害，從而提高器件的可靠性和穩定性。

一般傳統的非感光性聚酰亞胺鈍化層工藝流程如圖1所示，首先在需要制作非感光性聚酰亞胺鈍化層的基片上進行非感光性聚酰亞胺的旋涂和烘烤，再在非感光性聚酰亞胺上進行光刻膠的旋涂和烘烤，然后通過曝光顯影的方法將已曝光的光刻膠及其底部的非感光性聚酰亞胺同時顯影去除獲得所需的非感光性聚酰亞胺和光刻膠圖形，再將未曝光的光刻膠通過光刻膠剝離液去除，經固化后獲得非感光性聚酰亞胺鈍化層。但在實際研發和使用過程中，這種方法存在如圖2-4所示的一些缺點：缺點一是顯影過程中，為了保證非感光性聚酰亞胺的充分顯影，通常顯影時間較長，這樣在非感光性聚酰亞胺膜厚較小的地方會因為過顯影而使顯影液腐蝕非感光性聚酰亞胺底部的金屬鋁(如圖2所示)，進而影響半導體器件的性能；缺點二是在顯影過程中，由于顯影液顯影能力的各向同性的特征，因此在顯影液對非感光性聚酰亞胺的厚度方向進行顯影時，非感光性聚酰亞胺的側向也會受到來自顯影液的同樣程度的顯影(即顯影液對下層非感光性聚酰亞胺的縱向和橫向可同時顯影)，這就導致了非感光性聚酰亞胺的形貌會非常斜且不可控(如圖3所示)，這種很斜的形貌不僅影響最終器件的性能，同時也使得鈍化層的開孔(PAD)與開孔之見的距離不能太小，這不利于器件的小型化；缺點三是在非感光性聚酰亞胺的上面旋涂一層光刻膠后，由于通常的非感光性聚酰亞胺中的溶劑(例如：NMP，N-甲基吡咯烷酮)對光刻膠的溶解能力很強，因此在非感光性聚酰亞胺中就會混溶一部分光刻膠，這部分的光刻膠很難通過后續的光刻膠剝離液去除，因而會在非感光性聚酰亞胺圖形上發生光刻膠殘留現象(如圖4所示)。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種非感光性聚酰亞胺鈍化層的制作方法，以解決傳統非感光性聚酰亞胺工藝中金屬鋁被顯影腐蝕、非感光性聚酰亞胺的形貌差以及光刻膠殘留等問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種非感光性聚酰亞胺鈍化層的制作方法，包括如下步驟：

(1)提供一需制作非感光性聚酰亞胺鈍化層的基片；

(2)在基片上進行非感光性聚酰亞胺的旋涂、烘烤；

(3)采用低溫氧化法生長二氧化硅薄膜層；

(4)光刻膠的旋涂、烘烤；

(5)曝光及顯影獲得光刻膠圖形；

(6)以光刻膠圖形為刻蝕掩膜層，刻蝕二氧化硅薄膜層形成圖形；

(7)剝離去除光刻膠；

(8)以圖形化的二氧化硅薄膜層為刻蝕掩膜層，干法刻蝕非感光性聚酰亞胺以形成鈍化層圖形；

(9)用干法回刻的方法去除二氧化硅薄膜層；

(10)固化后獲得非感光性聚酰亞胺鈍化層。

在步驟(1)中，所述基片上的頂層金屬連線已經形成，或者所述基片上的頂層金屬連線以及介質層鈍化膜的圖形已經形成。

在步驟(2)中，所述的非感光性聚酰亞胺是指其對波長436納米的G-line，波長365納米的I-line，波長248納米的KrF和波長193納米的ArF中的任意一種或多種光不具有光敏性。所述的非感光性聚酰亞胺旋涂、烘烤后的薄膜厚度為1-50微米，其烘烤溫度為50-200℃，烘烤時間為30秒-5小時。優選地，所述烘烤溫度為130℃，烘烤時間為5分鐘。

在步驟(3)中，所述的低溫氧化法包括等離子體化學氣相淀積或光能化學氣相淀積方法，其反應溫度低于400℃，優選地是指一種高密度的等離子體化學氣相淀積(HDP?CVD)，反應氣體包括硅烷(SiH₄)，氧氣(O₂)和氬氣(Ar)，反應溫度為80-150℃，氣體壓力為0.5-20毫托，射頻功率為500-2000瓦，且所述的二氧化硅薄膜層5的厚度為50-5000埃。

在步驟(4)中，所述的光刻膠旋涂、烘烤后的厚度為0.5-10微米。

在步驟(5)中，所述的曝光光源是波長436納米的G-line，波長365納米的I-line，波長248納米的KrF和波長193納米的ArF中的任意一種。優選地，所述的曝光光源是波長365納米的I-line。