CN107664926A - 一种无毛刺的光刻方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种无毛刺的光刻方法，包括以下步骤：S1、对晶圆进行预处理后在晶圆上涂覆一层负型光刻胶，通过光刻版对负型光刻胶进行选择性曝光，光刻机曝光剂量为100mj‑150mj，焦距偏差值小于1μm；S2、对曝光后的晶圆进行第一次旋覆浸没式显影，显影时间为40‑60s；S3、在步骤S2后对晶圆进行第二次旋覆浸没式显影，显影时间为40‑60s。本发明根据负型光刻胶的特性，通过限定曝光量、曝光焦距及2‑3次旋覆浸没式显影的时间，可以使负型光刻胶很好地形成上宽下窄、下层向内凹陷的图形，使金属在蒸镀过程中不会连续性布满在光刻胶上，从而避免光刻胶下层与金属粘连，使去胶后的金属层光滑无毛刺，提高器件电性，提升器件良率。

Description

一种无毛刺的光刻方法
技术领域
本发明属于半导体制造技术领域，具体涉及一种无毛刺的光刻方法。
背景技术
在传统lift-off光刻工艺中，将负型光刻胶涂覆在晶圆1表面上，负型光刻胶在光学曝光方式下具有如下特性：上层接收能量较下层高，则上层曝光多的部分不容易被显掉，而下层曝光少的部分很容易溶解在显影液中，使得负型光刻胶成像为上宽下窄的倒梯形。如图1-2所示，该倒梯形角度斜坡较大，不易调整，这样蒸镀金属后，光刻胶2侧壁上形成的金属容易与填充区3内的金属粘连在一起，在去胶时，光刻胶2侧壁上的金属会被一同带起，导致与光刻胶2侧壁金属粘连在一起的一部分填充区3的金属也一同被带走，使留下的填充区3金属层4出现金属毛刺5，既影响美观又影响产品良率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使去胶后的金属层光滑无毛刺的光刻方法。
为达到上述要求，本发明采取的技术方案是：提供一种无毛刺的光刻方法，包括以下步骤：
S1、对晶圆进行预处理后在晶圆上涂覆一层负型光刻胶，通过光刻版对负型光刻胶进行选择性曝光，光刻机曝光剂量为100mj-150mj，焦距偏差值小于1μm；
S2、对曝光后的晶圆进行第一次旋覆浸没式显影，显影时间为40-60s；
S3、在步骤S2后对晶圆进行第二次旋覆浸没式显影，显影时间为40-60s。
显影的时间均控制在40-60s，如果显影时间太久，会使负型光刻胶下层被显掉的太多，形成的光刻胶图形底部太尖，有倒塌风险；显影的次数控制在2-3次，次数太多也会造成光刻胶图形底部太尖，有倒塌风险。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)根据负型光刻胶的特性，通过限定曝光量、曝光焦距及2-3次旋覆浸没式显影的时间，可以使负型光刻胶很好地形成上宽下窄、下层向内凹陷的图形，使金属在蒸镀过程中不会连续性布满在光刻胶上，从而避免光刻胶下层与金属粘连，使去胶后的金属层光滑无毛刺，提高器件电性，提升器件良率；
(2)采用旋覆浸没式显影，该方式显影液用量少，且晶圆显影均匀。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1-2为现有光刻方法得到的金属层的结构示意图；
图3为本发明的流程图；
图4为本发明得到的光刻胶图形；
图5为本发明蒸镀金属时得到的图形；
图6为本发明得到的金属层的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。
如图3所示，本实施例提供一种无毛刺的光刻方法，包括以下步骤：
S11、对晶圆11进行预处理，采用去离子水清洗晶圆11表面，清洗后在氮气保护下采用热板去除晶圆11表面的水汽，热板温度为150～250℃，烘烤时间为1～2min；
S12、在晶圆11上旋涂一层负型光刻胶，负型光刻胶的厚度和待蒸发金属的厚度要匹配，一般选择光刻胶厚度与金属厚度的比例大于2:1；并采用真空热板对光刻胶进行软烘，热板温度为85～120℃，烘烤时间为30～60s；
S13、通过光刻版对负型光刻胶进行选择性曝光，本实施例中光刻机为投影式光刻机，包含步进式光刻机和扫描式光刻机，使用的光源可以是波长为365nm的I-线，也可以是波长为248nm或193nm的深紫外线；光刻机曝光剂量要与所选光刻胶的类型与厚度匹配，本实施例中光刻机曝光剂量为120mj，焦距偏差值为0.5μm；
S14、采用热板对曝光后的晶圆11进行后烘，热板温度为110～130℃，烘烤时间为1～2min；
S2、对曝光后的晶圆11进行第一次旋覆浸没式显影，即喷覆足够的显影液到晶圆11表面，并形成水坑形状，显影液的流动保持较低，以减少边缘显影速率的变化；显影液为二甲苯，显影时间为60s；
S3、在步骤S2后对晶圆11进行第二次旋覆浸没式显影，显影时间为60s；本次步骤采用新的二甲苯显影液；本步骤后形成的图形如图4所示，显影后的光刻胶12形成上宽下窄、下层向内凹陷的图形；如图5所示，金属在蒸镀过程中，光刻胶12侧壁上形成的金属不会与填充区13内的金属粘连在一起，在去胶时，光刻胶12侧壁上的金属被带走时不会将填充区3的金属带走，因此填充区13内的金属层14不会出现金属毛刺，如图6所示。
S5、采用清洗液对显影后的晶圆11进行清洗，清洗液可以为乙酸丁脂、乙醇或三氯乙烯；
S6、采用热板对清洗后的晶圆11进行硬烘，热板温度为100～130℃，烘烤时间为1～2min。
以上实施例仅表示本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能理解为对本发明范围的限制。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，这些都属于本发明保护范围。因此本发明的保护范围应该以权利要求为准。

Claims (4)

1.一种无毛刺的光刻方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对晶圆进行预处理后在晶圆上涂覆一层负型光刻胶，通过光刻版对负型光刻胶进行选择性曝光，光刻机曝光剂量为100mj-150mj，焦距偏差值小于1μm；
S2、对曝光后的晶圆进行第一次旋覆浸没式显影，显影时间为40-60s；
S3、在步骤S2后对晶圆进行第二次旋覆浸没式显影，显影时间为40-60s。
2.根据权利要求1所述的无毛刺的光刻方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
S11、对晶圆进行预处理，清洁晶圆表面并去除晶圆表面的水汽；
S12、在晶圆上旋涂一层负型光刻胶，并对光刻胶进行软烘；
S13、通过光刻版对负型光刻胶进行选择性曝光；
S14、对曝光后的晶圆进行后烘。
3.根据权利要求1或2所述的无毛刺的光刻方法，其特征在于，所述步骤S3之后还包括步骤S4：在步骤S3后对晶圆进行第三次旋覆浸没式显影，显影时间为40-60s。
4.根据权利要求3所述的无毛刺的光刻方法，其特征在于，所述步骤S4后还包括：
S5、采用清洗液对显影后的晶圆进行清洗；
S6、对清洗后的晶圆进行硬烘。
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