[其他]金屬層制版印刷術中作抗反射涂層用的無定形硅

無效

• 申請號: 85107650
• 申請日: 1985-10-17
• 公開（公告）號: CN85107650A
• 公開（公告）日: 1986-07-16
• 發明（設計）人: 湯志
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/44;G03G5/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 陶令靄

本發明涉及與半導體有關的在金屬層制版印刷術中用的抗反射涂層問題。

先有技術：

在半導體器件制造中，需要在器件表面形成導電回路。先有技術實現這一目標的辦法是在半導體表面形成一金屬層，并用標準光學掩膜技術在其上制作圖案。采用這種先有技術的問題之一是金屬膜的反射性較高。在圖案制作過程中，要在金屬層上先涂一層光刻膠，然后曝光，使導體的圖案固定。該方法的缺點是受曝光的光刻膠比需要曝光的多。入射光以各種角度從金屬層向外反射，結果使需要曝光部位附近的光刻膠受到曝光。后來在光刻膠顯影時，光刻膠會發生凹陷，使開口比需要的寬。

先有技術試圖通過采用抗反射涂層（ARC）來解決這一問題。對于抗反射涂層所用的材料，包括聚酰亞胺、Si₃N₄和多晶硅。這些物質均可吸收半導體器件上的入射光而使光刻膠層免于凹陷，因而可防止入射光到達金屬層而被反射。然而，這些材料在制板印刷過程中又帶來其它缺點。如Si₃N₄和多晶硅的沉積需要高溫（350-400℃），并且會促使金屬層上產生凸起。另外，由這些材料生成涂層時厚度不均勻，并產生過量的顆粒。

已試驗了各種繞自身旋轉的聚酰亞胺抗反射涂層，這是因為這些方法簡單，操作溫度較低。然而繞自身旋轉的抗反射涂層的烘烤步驟要求嚴，溫度必須精確到正負2℃，顯影處理要求也嚴，而對噴淋顯影機的密封控制要求更高。另外，繞自身旋轉抗反射涂層也不能適應各種外形表面。

本發明的目的之一就在于通過采用噴鍍無定形硅作為抗反射涂層來有效解決上述問題。

在阿拉梅?。ˋlameddine）等人的美國專利4239810號中，提出在太陽能電池制造過程中，向金屬襯底上噴鍍無定形硅的方法。然而阿拉梅丁提出的方法是先沉積滲氮的無定形硅層，再鍍上一層鋁和一層硅。其中，無定形硅層不是被當作抗反射涂層，也不是用來改進金屬制版印刷過程。

西加史（Higashi）等人在美國專利4297392號中，提出在薄膜光導體制造中，采用無定形硅薄膜。雖然文件提到了無定形硅會吸收光，但是沒有公開它作為抗反射涂層在金屬制版印刷過程中的應用。

本發明中，采用薄噴鍍硅作抗反射涂層，可以避免在金屬層制版印刷術中由光刻膠凹陷問題引起的缺口和頸縮。在光刻膠涂層形成之前先形成一薄層噴鍍硅層（如約50-500埃厚）可得到完整的保護膜圖案和外形。這一方法不但溫度不高，而且對表面條件和表面形狀也要求不嚴。而且，還具有噴鍍硅層和金屬層一步完成的優點。本發明的最佳實施例中，用無定形硅作為抗反射涂層。

圖1是先有技術關于帶金屬沉積層和光刻膠涂層的半導體器件的剖面圖。

圖2是圖1的器件在光刻膠層上形成開口后的透視圖。

圖3是帶一層金屬層和一層噴鍍硅層的半導體器件的剖面圖。

圖4是圖1的帶一層沉積光刻膠的器件圖。

圖5是圖4的器件在光刻膠的開口形成之后的圖形。

圖6是圖5的器件在其光刻膠層和噴鍍硅層除去以后的透視圖。

本發明要敘述的是采用金屬層制版印刷術在半導體上刻制導體圖案的過程中所作的一種改進，這種方法可抑制光刻膠層凹陷的產生，同時保持加工的窗口較寬。以下的敘述是為透徹了解本發明而提供的對諸如層厚等許多特殊細節作的說明。然而這些細節對該技術領域中有經驗的人員是顯而易見的，不了解這些特殊細節也可以實施這一發明。在其它例子中，對熟知的加工步驟未作詳述，以免不必要的嚕會影響對本發明的介紹。

照相平板印刷方面的先有技術

圖1和圖2顯示了先有技術中所用的照相平板印刷工藝。圖1中在襯底11上形成一層金屬層12。再在該金屬層上形成一層光刻膠層。然后，為了形成一種圖案，將光照射在光刻膠層13的某些部位，這樣金屬層12某些部位就受到選擇性的蝕刻，器件上便得到了所需的導體圖案。然而，如圖1所示，射入光刻膠13的光遇到金屬層12后，就被多種角度反射出來進入鄰近的光刻膠13中，而使這些部位曝光。

顯影后，光刻膠層13的曝光部分就被除去（如圖2所示）。由圖可以看到，是開口15的邊緣，而不是金屬層的正常部位受到蝕刻。這是由于入射光從金屬層12上反射出來的緣故。當金屬層12進行蝕刻時，形成的金屬條就以光刻膠層13同樣的方式受到蝕刻。因為電流密度與傳導表面的面積有關，形成的導電金屬條可提供的電流密度比所要求的高一個量級。這就可能會引起器件性能變差，甚至使器件毀壞。

本發明的工藝