[發明專利]一種圖案化光敏BCB半導體結構的制備方法

在審

• 申請號: 202010106815.3
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111399350A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 黃鶴;張恩;李紫謙;許海明
• 申請（專利權）人: 武漢光安倫光電技術有限公司
• 主分類號: G03F7/42
• 分類號: G03F7/42;G03F7/20
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 胡建文

本發明提供了一種圖案化光敏BCB半導體結構的制備方法，包括S1，在外延結構的襯底表面生長第一層二氧化硅薄膜，并在第一層二氧化硅薄膜上制作第一個光刻膠圖形；S2，制作完成后，去除曝光區域的第一層二氧化硅薄膜，并采用堿溶液去除表面的光刻膠；S3，在剩余的第一層二氧化硅薄膜上涂覆光敏BCB，并光刻光敏BCB直至暴露出襯底，然后進行固化，并刻蝕光敏BCB；S4，在圖案化的光敏BCB表面沉積第二層二氧化硅薄膜，并在第二層二氧化硅薄膜上制作第二個光刻膠圖形；S5，制作完第二個光刻膠圖形后，去除曝光區域的第二層二氧化硅薄膜，并采用有機溶液去除表面的光刻膠。本發明解決了在半導體工藝制造過程中光敏BCB遇堿性溶液發生反應而破裂的問題。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，具體為一種圖案化光敏BCB半導體結構的制備方法。

背景技術

隨著高速通信技術的發展，對頻率和速率要求越來越高，對半導體芯片加工的尺寸、絕緣隔熱，寄生參數等方面的要求也越來越高。為提高芯片的高頻響應特性，一方面可以降低芯片的寄生電阻，另一方面可以降低芯片的寄生電容。降低寄生電容則可選用低介電常數的薄膜作為介質層，或者可以增加介質層的厚度。

BCB(苯并環丁烯)是一種性能優良的介質膜，具有高熱穩定性和化學穩定性，低的吸濕率，高的薄膜平整度和低的固化溫度，關鍵是在較寬的溫度和頻率范圍內，表現出較低的介電常數和損耗(介電常數為2.65(1KHz-20GHz))，良好的絕緣性，擊穿電壓為5.3MV/cm，被廣泛的應用于微電子制造領域。

BCB分光敏和干刻兩種，光敏BCB可通過普通光刻的方法得到特定圖形，制作相對簡單。但光敏BCB現有的加工工藝還需要優化，不光在光敏BCB圖案化過程本身，其后續還有數道工藝，更要避免其免受腐蝕和損壞。

半導體激光器芯片制作過程中有多次去膠工藝，常規的方法是采用堿性溶液清洗去膠，比較方便快捷。但若在制作了BCB的半導體表面還采用此方法去膠，會導致BCB薄膜開裂破損，影響了作為介質膜的BCB的穩定性和可靠性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種圖案化光敏BCB半導體結構的制備方法，采用有機溶液進行第二次去膠工藝，解決了在半導體工藝制造過程中光敏BCB遇堿性溶液發生反應而破裂的問題，保證了光敏BCB介質膜質量穩定可靠，同時減少了由光敏BCB破裂造成的芯片損壞，也較大程度提高了制品良率。

為實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：一種圖案化光敏BCB半導體結構的制備方法，包括如下步驟：

S1，在外延結構的襯底表面生長第一層二氧化硅薄膜，并在所述第一層二氧化硅薄膜上制作第一個光刻膠圖形；

S2，制作完成后，去除曝光區域的第一層二氧化硅薄膜，并采用堿溶液去除表面的光刻膠；

S3，在剩余的所述第一層二氧化硅薄膜上涂覆光敏BCB，并光刻所述光敏BCB直至暴露出襯底，然后進行固化，并刻蝕所述光敏BCB；

S4，在圖案化的光敏BCB表面沉積第二層二氧化硅薄膜，并在所述第二層二氧化硅薄膜上制作第二個光刻膠圖形；

S5，制作完所述第二個光刻膠圖形后，去除曝光區域的第二層二氧化硅薄膜，并采用有機溶液去除表面的光刻膠。

進一步，在所述S2步驟中，具體的，采用BOE濕法腐蝕或RIE刻蝕的方法去除曝光區域的第一層二氧化硅薄膜，并采用20％的KOH溶液去除表面的光刻膠。

進一步，在所述S3步驟中，在涂覆光敏BCB前，在襯底表面旋涂一層增粘劑，經過110℃烘烤并冷卻3min后在其上旋涂一層厚度為0.5-3um的光敏BCB。

進一步，在所述S3步驟中，在曝光機上將光敏BCB曝光，接著烘烤5min，然后分別在45℃和室溫下的顯影液里顯影，再烘烤1min，將掩膜版上的圖形轉移到光敏BCB上。