专利名称：集成电路反剥离光刻方法
技术领域：
本发明涉及一种集成电路光刻方法，尤其是涉及一种采用改进的反剥离工艺的集成电路光刻方法。
背景技术：
随着集成电路技术的飞速发展，对光刻技术提出了越来越高的要求。目前，传统的湿法蚀刻技术已经不能满足微细化和高级集成度的要求，随之而来的是剥离工艺的发展。
使用剥离工艺可以使得光刻精度达到1μm左右，这是湿法刻蚀技术所不能比拟的，普通剥离工艺存在着先天性的不足，由于在曝光过程中，光刻胶对于紫外线的吸收由表至里逐渐减弱，其显影速度也相应地由表至里逐渐降低，因此，显影后的光刻胶2(参见图1和2)的边缘很容易形成“斜坡”剖面(李淑琴，单层胶剥离工艺及其应用[J]，半导体技术，1988，(2)；24～26)，在真空镀膜后，衬底1上的金属3与抗蚀剂上的金属是连在一起的，这种情况对剥离工艺极为不利，剥离时会因此把图形边缘撕裂，甚至撕掉整个图形，所以，这种“斜坡”光刻胶剖面在剥离工艺中是不可取的。
剥离法的关键与光刻胶图形的侧墙与衬底平面之间所成的角度有极重要的关系。若线条的剖面呈“倒八字”形，则使得光刻胶与衬底上的金属是“断裂”的，而不是“连续”的，在浸泡丙酮时，丙酮就会从“断裂”处渗入，使光刻胶迅速溶解，从而使光刻胶膜能较快地溶解，将其上面的金属膜“浮起来”，而被除掉。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的集成电路反剥离工艺中，在剥离较厚的金膜时存在的问题，提供一种改进的集成电路反剥离光刻方法。
本发明的步骤如下1)在硅片表面涂增粘剂层，增粘剂可以是液态的2ZN-6200型增粘剂，气相的或液态的三甲基甲硅烷二乙基胺[trimethyl silyl diethelamine(TMSDEA)]，气相的或液态的六甲基环三硅氧烷[hexal ethyl cyclotrisilazane(HMCTS)]，气相的或液态的六甲基二硅亚胺[hexamethyl disilazane(HMDS)]等中的一种；2)在硅片表面增粘剂层上涂反转光刻胶层，反转光刻胶层厚度为1～1.5μm，优选1.2μm3)烘胶温度为90～100℃，最好为95℃，时间为5min～10min，最好为5min；4)烘胶后在硅片表面再次涂反转光刻胶，反转光刻胶厚度为1.7～1.9μm，涂胶后总的光刻胶厚度为2.7～3.4μm；5)前烘温度为92～100℃，最好为95℃，时间为10～12min，最好为10min；6)掩膜曝光曝光时间为9.8s，用掩膜板遮挡；7)反转烘温度为85～90℃，最好为85℃，时间为10～15min，最好为10min；8)泛曝光时间为10.1s；9)显影显影时间为60～80s，最好为75s；10)淀积金层金厚度为1.8～2.2μm，最好为2μm；11)将溅射好金的硅片用丙酮浸泡至少4h，最好浸泡至少10h；12)将浸泡过丙酮的硅片放入超声仪中进行超声剥离。
利用反剥离工艺剥离0.3μm以下厚度的金膜在技术上已经成熟，但是在一些器件的制造中需要比较厚的金膜，如果采用现有的反剥离工艺，在技术上还存在一些问题。
当表面淀积的金膜比较厚时，如果还采用以前的剥离工艺的话，那么所得到的光刻胶层相对于金膜比较薄，虽然光刻胶在曝光显影后呈现“倒八字形”，但是由于金膜较厚，可能金膜还是连续的，这样就不利于后面的剥离工艺了，因此在剥离较厚的金膜时，需要较厚的光刻胶。
本发明解决了业内一直没有解决的在金膜较厚情况下反剥离工艺技术问题，通过工艺流程与工艺条件的改进，尤其是在涂胶工艺中，采用先涂一层胶，然后烘干后再涂第二层的工艺，显著地加厚了光刻胶的厚度，使反剥离工艺得到改进。
图1为现有剥离工艺第一步掩膜曝光后形成的光刻胶图形。
图2为现有剥离工艺第二步淀积金属后形成的光刻胶图形。
图3为本发明反剥离工艺第一步掩膜曝光和泛曝光后形成的光刻胶图形。
图4为本发明反剥离工艺第二步淀积金属后形成的光刻胶图形。
图5为本发明反剥离工艺第三步剥离后形成的光刻胶图形。
图6为采用现有反剥离工艺形成的3000埃厚的金图形。
图7为采用本发明形成一层厚度达到2μm的金图形。
具体实施例方式
以下实施例将结合
RF开关所需的2μm金膜实现过程，并对本发明的内容及其突出效果作进一步的说明。
实施例1参见图3～5，在实验制作RF开关时，所需金膜厚度达到2μm(其中钛厚度为0.03μm)，为了获得平坦而均匀的光刻胶涂层并且使得光刻胶与圆片之间有良好的黏附性，在硅片4表面涂布液态的2ZN-6200型增粘剂，因为只起到黏附作用，所需厚度非常非常的薄，远小于1μm，自动涂胶机的转速为3500r/min；涂胶时间为20s。再涂布AZ5214E反转光刻胶层5，涂胶机转速为4000r/min，涂胶时间为30s；烘胶，温度为95℃，时间为5min；二次涂AZ5214E反转光刻胶，涂胶机转速为2000r/min，涂胶时间为30s；前烘，温度为92～100℃，时间为10～12min；掩膜曝光，时间为9.8s，用掩膜板遮挡；反转烘，温度为85～90℃，时间为10min；泛曝光，时间为10.1s；显影，时间为75s，显影完后，光刻胶层厚度可达到2.8μm；淀积金层6，金厚度为2μm；将溅射好金的硅片用丙酮浸泡10h以上；将浸泡过丙酮的硅片放入超声仪中进行超声剥离，超声功率为70％，超声时间为1min。
图6给出采用现有反剥离工艺形成的3000埃厚的金图形。图7给出采用本发明形成一层厚度达到2μm的金图形。通过显微镜对剥离后的芯片观察，可以看到用改进的工艺形成的2μm的金图形边缘非常整齐，达到了本发明预期的突出效果。改进工艺后对硅衬底上的金膜(Au/Ti/Si)做剥离，剥离的金的厚度可以达到2μm(其中钛厚度为0.03μm)，达到了原有的0.3μm以下厚度的剥离效果。
采用反剥离工艺可实现“倒八字”，由于AZ5214E反转光刻胶的特点是经过一次曝光可作为正胶使用，而加上曝光后反转烘和泛曝光两道工序又可作为负胶使用，利用它的这个特性，将以前普通剥离工艺的图形反转，就可以形成“倒八字”台面了，参见图3和4。
实施例2与实施例1类似，其区别在于在硅片4表面涂布气相三甲基甲硅烷二乙基胺[trimethylsilyl diethelamine(TMSDEA)]增粘剂，自动涂胶机的转速为3000r/min；涂胶时间为25s。再涂布AZ5214E反转光刻胶层5，涂胶机转速为3900r/min，涂胶时间为28s；烘胶，温度为90℃，时间为10min；二次涂AZ5214E反转光刻胶，涂胶机转速为1800r/min，涂胶时间为28s；前烘，温度为100℃，时间为12min；掩膜曝光，时间为9.8s，用掩膜板遮挡；反转烘，温度为90℃，时间为15min；泛曝光，时间为10.1s；显影，时间为60s，显影完后，光刻胶层厚度可达到2.8μm；淀积金层6，金厚度为1.8μm；将溅射好金的硅片用丙酮浸泡5h；将浸泡过丙酮的硅片放入超声仪中进行超声剥离，超声功率为70％，超声时间为1min。
实施例3与实施例1类似，其区别在于在硅片4表面涂布液态的三甲基甲硅烷二乙基胺增粘剂，自动涂胶机的转速为4000r/min；涂胶时间为20s。再涂布AZ5214E反转光刻胶层5，涂胶机转速为4100r/min，涂胶时间为32s；烘胶，温度为100℃，时间为8min；二次涂AZ5214E反转光刻胶，涂胶机转速为2200r/min，涂胶时间为32s；前烘，温度为92℃，时间为10min；掩膜曝光，时间为9.8s，用掩膜板遮挡；反转烘，温度为85℃，时间为12min；泛曝光，时间为10.1s；显影，时间为80s，显影完后，光刻胶层厚度可达到2.8μm；淀积金层6，金厚度为2.2μm；将溅射好金的硅片用丙酮浸泡8h；将浸泡过丙酮的硅片放入超声仪中进行超声剥离，超声功率为70％，超声时间为1min。
实施例4与实施例1类似，其区别在于在硅片4表面涂布气相的六甲基环三硅氧烷[hexal ethylcyclotrisilazane(HMCTS)]增粘剂，自动涂胶机的转速为3500r/min；涂胶时间为22s。再涂布AZ5214E反转光刻胶层5，涂胶机转速为4000r/min，涂胶时间为30s；烘胶，温度为95℃，时间为5min；二次涂AZ5214E反转光刻胶，涂胶机转速为2000r/min，涂胶时间为28s；前烘，温度为95℃，时间为12min；掩膜曝光，时间为9.8s，用掩膜板遮挡；反转烘，温度为90℃，时间为15min；泛曝光，时间为10.1s；显影，时间为70s，显影完后，光刻胶层厚度可达到2.8μm；淀积金层6，金厚度为2μm；将溅射好金的硅片用丙酮浸泡8h；将浸泡过丙酮的硅片放入超声仪中进行超声剥离，超声功率为70％，超声时间为1min。
实施例5与实施例1类似，其区别在于在硅片4表面涂布液态的六甲基二硅亚胺[hexamethyldisilazane(HMDS)]增粘剂，自动涂胶机的转速为3000r/min；涂胶时间为25s。再涂布AZ5214E反转光刻胶层5，涂胶机转速为3900r/min，涂胶时间为32s；烘胶，温度为100℃，时间为8min；二次涂AZ5214E反转光刻胶，涂胶机转速为2200r/min，涂胶时间为28s；前烘，温度为100℃，时间为10min；掩膜曝光，时间为9.8s，用掩膜板遮挡；反转烘，温度为85℃，时间为12min；泛曝光，时间为10.1s；显影，时间为75s，显影完后，光刻胶层厚度可达到2.8μm；淀积金层6，金厚度为2μm；将溅射好金的硅片用丙酮浸泡8h；将浸泡过丙酮的硅片放入超声仪中进行超声剥离，超声功率为70％，超声时间为1min。
权利要求
1.集成电路反剥离光刻方法，其特征在于其步骤如下1)在硅片表面涂增粘剂层；2)在硅片表面增粘剂层上涂反转光刻胶层；3)烘胶温度为90～100℃，时间为5min～10min；4)烘胶后在硅片表面再次涂反转光刻胶层，反转光刻胶层厚度为1.7～1.9μm；5)前烘温度为92～100℃，时间为10～12min；6)掩膜曝光曝光时间为9.8s，用掩膜板遮挡；7)反转烘温度为85～90℃，时间为10～15min；8)泛曝光时间为10.1s；9)显影时间为60～80s；10)淀积金层金厚度为1.8～2.2μm；11)将溅射好金的硅片用丙酮浸泡至少4h；12)将浸泡过丙酮的硅片放入超声仪中进行超声剥离。
2.如权利要求1所述的集成电路反剥离光刻方法，其特征在于所述的增粘剂选自液态的2ZN-6200型增粘剂，气相的或液态的三甲基甲硅烷二乙基胺，气相的或液态的六甲基环三硅氧烷，气相的或液态的六甲基二硅亚胺中的一种。
3.如权利要求1所述的集成电路反剥离光刻方法，其特征在于在步骤2)中，反转光刻胶层厚度为1～1.5μm。
4.如权利要求1所述的集成电路反剥离光刻方法，其特征在于所述的烘胶温度为95℃，时间为5min。
5.如权利要求1所述的集成电路反剥离光刻方法，其特征在于在步骤4)中，涂胶后总的光刻胶层厚度为2.7～3.4μm。
6.如权利要求1所述的集成电路反剥离光刻方法，其特征在于所述的前烘温度为95℃，时间为10min。
7.如权利要求1所述的集成电路反剥离光刻方法，其特征在于所述的反转烘温度为85℃，时间为10min。
8.如权利要求1所述的集成电路反剥离光刻方法，其特征在于所述的显影时间为75s。
9.如权利要求1所述的集成电路反剥离光刻方法，其特征在于所述的金厚度为2μm。
10.如权利要求1所述的集成电路反剥离光刻方法，其特征在于在步骤11)中，将溅射好金的硅片用丙酮浸泡至少10h。
全文摘要
集成电路反剥离光刻方法，涉及一种集成电路光刻方法，尤其是涉及一种采用改进的反剥离工艺的集成电路光刻方法。提供一种改进的集成电路反剥离光刻方法。其步骤为在硅片表面先后涂增粘剂层和反转光刻胶层后烘胶，烘胶后在硅片表面再次涂反转光刻胶层，前烘后掩膜曝光，用掩膜板遮挡；反转烘后泛曝光，再显影，淀积金层，金厚度为2μm；将溅射好金的硅片用丙酮浸泡至少4h；将浸泡过丙酮的硅片放入超声仪中进行超声剥离。解决了业内一直没有解决的在金膜较厚情况下反剥离工艺技术问题，通过工艺流程与工艺条件的改进，尤其是在涂胶工艺中，采用先涂一层胶，然后烘干后再涂第二层的工艺，显著地加厚了光刻胶的厚度，使反剥离工艺得到改进。
文档编号H01L21/02GK1800983SQ20051004836
公开日2006年7月12日 申请日期2005年12月31日 优先权日2005年12月31日
发明者钟灿, 林凡, 李静, 吴孙桃, 罗仲梓 申请人:厦门大学