CN103576445A - 作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法，包括下列步骤：对晶圆进行涂胶；对涂覆了光刻胶的所述晶圆进行软烘；对所述光刻胶进行曝光及显影；对曝光及显影后的光刻胶进行热坚膜，所述热坚膜步骤完成后所述晶圆上的光刻胶厚度为7.2~7.8微米；以热坚膜后的所述光刻胶为掩膜对硅槽进行刻蚀；所述光刻方法中不包含对光刻胶进行光学稳定处理的步骤。本发明通过形成大于7微米的厚胶，提高了硅的选择比。同时由于不包含对光刻胶进行光学稳定处理的步骤，可以使用干法去胶工艺，也就不会有去胶后甩干的步骤，避免了甩干导致的碎片问题。

Description

作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法
技术领域
本发明涉及半导体工艺，特别是涉及一种作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法。
背景技术
通常硅槽刻蚀多使用SiO2，SiN等介质作为硬掩膜（hardmask），可以解决正常的几μm~十几μm的刻蚀问题。但是对于微机电系统（MEMS）麦克风产品，需要在薄片（380μm厚度）上刻蚀出300μm深硅槽。若使用SiO2等介质作为硬掩膜，在干法去除掩膜的同时也会腐蚀硅，影响硅槽形貌。若采用湿法去除掩膜，则之后需要甩干，已经形成深硅槽的薄片容易碎片。
基于此，发明人尝试使用在线4.8μm厚的光刻胶作为刻蚀的阻挡层。但是在使用中发现该工艺硅的选择比较小，会导致部分被光刻胶覆盖的硅也被腐蚀，形成粗糙的表面。
发明内容
基于此，有必要针对采用光刻胶作为掩膜进行深硅槽刻蚀时会导致部分被光刻胶覆盖的硅也被腐蚀的问题，提供一种作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法。
一种作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法，包括下列步骤：对晶圆进行涂胶；对涂覆了光刻胶的所述晶圆进行软烘；对所述光刻胶进行曝光及显影；对曝光及显影后的光刻胶进行热坚膜，所述热坚膜步骤完成后所述晶圆上的光刻胶厚度为7.2~7.8微米；以热坚膜后的所述光刻胶为掩膜对硅槽进行刻蚀；所述光刻方法中不包含对光刻胶进行光学稳定处理的步骤。
在其中一个实施例中，所述对晶圆进行涂胶的步骤包括：对所述晶圆进行第一次涂胶；对所述晶圆进行第二次涂胶；所述第一次涂胶和第二次涂胶之间不进行软烘。
在其中一个实施例中，所述光刻胶为AZ6130。
在其中一个实施例中，所述第一次涂胶和第二次涂胶步骤喷涂的光刻胶经甩胶后均为4.8微米厚。
在其中一个实施例中，所述软烘的烘烤温度为95摄氏度，烘烤时间为60秒。
在其中一个实施例中，所述软烘采用热平板烘烤工艺。
在其中一个实施例中，所述热坚膜的温度为120摄氏度，时间为30分钟。
在其中一个实施例中，所述硅槽的槽深为晶圆厚度的一半以上。
在其中一个实施例中，所述晶圆厚度为380微米，所述槽深为300微米。
上述作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法，通过形成大于7微米的厚胶，提高了硅的选择比。同时由于不包含对光刻胶进行光学稳定处理的步骤，可以使用干法去胶工艺，也就不会有去胶后甩干的步骤，避免了甩干导致的碎片问题。
附图说明
图1是一实施例中作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
图1是一实施例中作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法的流程图，包括下列步骤：
S10，对晶圆进行涂胶。
涂胶之前可以先在晶圆表面涂上一层六甲基二硅胺烷（HMDS），或者其它能增强光刻胶与晶圆之间附着力的化合物。将光刻胶喷洒到晶圆表面后经过甩胶得到一层预期厚度的光刻胶。
S20，对涂覆了光刻胶的晶圆进行软烘。
软烘可以将光刻胶中的一部分溶剂挥发，增强光刻胶的黏附性。
S30，对光刻胶进行曝光及显影。
S40，对曝光及显影后的光刻胶进行热坚膜。
步骤S40完成后应使得晶圆上的光刻胶厚度为7.2~7.8微米，这样可以获得较大的硅的选择比（可以达到70：1），在后续的刻蚀深硅槽工艺中被光刻胶覆盖的硅不易被腐蚀。
本发明的步骤S40中不应包含对光刻胶进行光学稳定处理的步骤。这是因为光学稳定工艺（例如紫外线固胶）会导致光刻胶在去胶时需要使用湿法去胶工艺，对于深硅槽的器件，在甩干时容易造成碎片。可以理解的，虽然在传统工艺中紫外线固胶步骤都是在坚膜步骤中进行，但本发明的整个光刻过程中都不应包含对光刻胶进行光学稳定处理的步骤。本发明中的深硅槽指硅槽深度占晶圆厚度很大一部分的深槽，例如硅槽的槽深为晶圆厚度的一半以上。在一个实施例中为制造MEMS麦克风产品的晶圆，晶圆厚度为380微米，槽深为300微米。
上述作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法，通过形成大于7微米的厚胶，提高了硅的选择比。同时由于不包含对光刻胶进行光学稳定处理的步骤，可以使用干法去胶工艺，也就不会有去胶后甩干的步骤，避免了甩干导致的碎片问题。在优选的实施例中，采用AZ6130光刻胶。
在一个实施例中，步骤S10具体包括对晶圆进行第一次涂胶和第二次涂胶的步骤。第一次涂胶和第二次涂胶之间不进行烘烤，在第二次涂胶后才进行步骤S20所述的软烘，这样在第二次涂胶前使得第一次涂的光刻胶能够保持原质，在第一次涂胶后能和第二次涂的光刻胶融合成一体，并在步骤S20的软烘后获得胶厚均匀性良好的光刻胶层。
在一个实施例中，第一次涂胶和第二次涂胶步骤喷涂的光刻胶经甩胶后均为4.8微米厚。
除上述实施例中所采用的两次涂胶工艺之外，还可以一次涂7微米厚以上的光刻胶。但所述一次涂胶工艺所要求胶的黏度很大，也需要较为昂贵的涂胶设备配合，例如高压力罐式喷胶的涂胶机。因此目前采用两次涂胶工艺利于控制生产成本。
在其中一个实施例中，步骤S20采用热平板烘烤工艺，烘烤温度为95摄氏度，烘烤时间为60秒。
在其中一个实施例中，步骤S40热坚膜的温度为120摄氏度，时间为30分钟。在保证光刻胶不碳化的同时增加胶的抗腐蚀性。
上述作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法，光刻胶容易去除，不会引起胶残留；可以使用干法去胶，避免了湿法去胶后刻蚀深硅槽后的薄片甩干容易引起碎片的问题。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法，包括下列步骤：
对晶圆进行涂胶；
对涂覆了光刻胶的所述晶圆进行软烘；
对所述光刻胶进行曝光及显影；
对曝光及显影后的光刻胶进行热坚膜，所述热坚膜步骤完成后所述晶圆上的光刻胶厚度为7.2~7.8微米；
以热坚膜后的所述光刻胶为掩膜对硅槽进行刻蚀；所述光刻方法中不包含对光刻胶进行光学稳定处理的步骤。
2.根据权利要求1所述的作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法，其特征在于，所述对晶圆进行涂胶的步骤包括：
对所述晶圆进行第一次涂胶；
对所述晶圆进行第二次涂胶；所述第一次涂胶和第二次涂胶之间不进行软烘。
3.根据权利要求2所述的作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法，其特征在于，所述光刻胶为AZ6130。
4.根据权利要求2或3所述的作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法，其特征在于，所述第一次涂胶和第二次涂胶步骤喷涂的光刻胶经甩胶后均为4.8微米厚。
5.根据权利要求4所述的作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法，其特征在于，所述软烘的烘烤温度为95摄氏度，烘烤时间为60秒。
6.根据权利要求4所述的作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法，其特征在于，所述软烘采用热平板烘烤工艺。
7.根据权利要求5或6所述的作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法，其特征在于，所述热坚膜的温度为120摄氏度，时间为30分钟。
8.根据权利要求1所述的作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法，其特征在于，所述硅槽的槽深为晶圆厚度的一半以上。
9.根据权利要求8所述的作为硅槽刻蚀掩膜的光刻胶的光刻方法，其特征在于，所述晶圆厚度为380微米，所述槽深为300微米。
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