CN1214469A - 碱性无显影气相光刻胶及其刻蚀氮化硅的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用碱性无显影气相光刻胶及其刻蚀氮化硅的工艺,无显影光刻胶由成膜物质、增感剂、有机碱、溶剂组成,各组分的配比为∶成膜物质∶增感剂∶有机碱∶溶剂为(8－9)∶(0.5－1.0)∶(0.8－1.0)∶90。采用上述光刻胶刻蚀氮化硅的工艺是首先在表面沉积有氮化硅的样品上涂上光刻胶,烘干,掩膜曝光,然后用稀释氢氟酸对其进行腐蚀,最后洗去样品表面的光刻胶,即得正性光刻图形。
Description
本发明涉及一种碱性无显影气相光刻胶及其刻蚀氮化硅的工艺，属于半导体器件及光刻技术领域。
氮化硅因其良好的掩蔽性能、力学性能、电学性能及光学性能，近年来在微电子领域及微机械制造领域得到越来越广泛的应用。在传统的光刻工艺中，刻蚀氮化硅较快的腐蚀剂为热磷酸，但因其工艺条件较为苛刻，而且一般的有机抗蚀剂不能抗热磷酸的刻蚀，必须在氮化硅表面再生长一层二氧化硅作为间接掩膜，工艺较为复杂。等离子体腐蚀技术发展起来以后，可以在氮化硅表面腐蚀得到合适的窗口，但等离子体腐蚀对氮化硅/硅的选择性差，刻蚀时对硅的损伤影响到产品的性能和成品率。
本发明的目的是研制一种碱性无显影气相光刻胶及其刻蚀氮化硅的工艺，不用显影进行腐蚀，用稀释的氢氟酸气体代替氢氟酸溶液作为腐蚀剂，解决了常规光刻的很多问题，而且它不会腐蚀氮化硅和二氧化硅下层的硅，有很好的选择性。
本发明研究的酸性无显影气相光刻胶，其组成(重量百分比)为：
成膜物质： 8～9％
增成剂： 0.5～1.0％
光敏有机碱：0.5～1.0％
溶剂： 90％
上述的成膜物质为肉桂酸类树脂或丙烯酸类树脂，增感剂为5-硝基苊、二苯甲酮或安息香二甲醚，光敏有机碱为2-苄基-2-二甲氨基-1-(对吗啉苯基)丁酮-1、2-甲基-1-(对甲硫基苯基)-2-吗啉代丙酮、丙烯酸二烷氨基乙酯、乙烯基吡啶中的任何一种，溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或乙酸乙二醇乙醚，将上述物质按比例混合，待聚合物完全溶解后，即为酸性无显影气相光刻胶。
用上述光刻胶刻蚀氮化硅的工艺包括以下各步骤：
(1)在沉积有氮化硅膜的硅片样品上涂上光刻胶，60℃～90℃下烘干5～30分钟；
(2)对样品进行掩膜曝光；
(3)用稀释氢氟酸气体对曝光后的样品进行腐蚀；
(4)腐蚀后，除去样品表面的光刻胶，即得到正性光刻图形。
上述第三步中的腐蚀方法可为用氮气或空气鼓泡经氢氟酸溶液进入刻蚀设备，氮气流量为0.3～8l/min，反应器内压力为0.05～0.15Mpa，反应温度为110℃～160℃，刻蚀10～50分钟。
使用本发明研制的光刻胶，光敏性高，曝光时间短，腐蚀速度快，腐蚀深度深。可以同时用于低压气相沉积氮化硅和等离子气体增强沉积氮化硅薄膜的刻蚀。
下面介绍本发明的实施例：
实施例一
1、碱性无显影气相光刻胶的配制
取聚肉桂叉基丙二酸乙二醇酯1.7g,2-甲基-1-(对甲硫基苯基)-2-吗啉代丙酮0.1g,5-硝基苊0.05g，再加入N,N-二甲基甲酰胺2ml、乙酸乙二醇乙醚18ml，待聚合物完全溶解后，过滤即为光刻胶。
2、无显影气相光刻工艺。
用旋转甩胶法在表面具低压气相沉积氮化硅膜的硅片上涂上上述配制的光刻胶，膜厚300～500nm，在70℃下供10分钟后，放在125W高压汞灯下曝光45～75秒。然后放在无显影气相刻蚀设备中进行刻蚀，控制氮气流量0.6l/min，反应温度为120±5℃，反应器内压力保持在0.1Mpa。刻蚀25分钟后，可以刻蚀100nm厚的低压气相沉积氮化硅膜。取出硅片，用清洗液(氨水∶双氧水∶去离子水=1∶2∶4)去除光刻胶，即得到正性光刻图形。
实施例二
1、无显影气相光刻胶的配制同实施例1。
2、光刻工艺
涂胶、前烘、曝光同前。将表面具等离子增强气相沉积氮化硅膜的硅片放在刻蚀设备中，控制氮气流量为0.2l/min，反应温度在120±5℃，反应器内压力保持在0.1Mpa。刻蚀5分钟后，可以刻蚀400nm厚的等离子体增强气相沉积氮化硅膜并得到正性光刻图形。
实施例三
(1)光刻胶配制
聚乙烯醇肉桂酸酯2.0g，丙烯酸二甲氨基乙酯0.2g,5-硝基苊0.1g,2-苄基-2-二甲氨基-1-(对吗啉苯基)丁酮-10.1g，及N,N二甲基甲酰胺2ml，乙酸乙二醇乙醚18ml，溶解后，过滤使用。
(2)光刻工艺同实施例1。
实施例四。
1、光刻胶配制
取聚肉桂义基丙二酸乙二醇酯1g，聚乙烯醇肉桂酸酯0.7g，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，乙烯基吡啶0.4g，二苯甲酮0.1g，安息香二甲醚0.1g，及N,N二甲基酸胺2ml，乙酸乙二醇酯18ml，溶解后，过滤使用。
2、光刻工艺同实施例1。
Claims (3)
1、一种碱性无显影气相光刻胶，其组成(重量百分比)为：
成膜物质： 8～9％
增感剂： 0.5～1.0％
光敏有机碱：0.5～1.0％
溶剂： 90％
上述的成膜物质为肉桂酸类树脂或丙烯酸类树脂，增感剂为5-硝基苊、二苯甲酮或安息香二甲醚，光敏有机碱为2-苄基-2-二甲氨基-1-(对吗啉苯基)丁酮-1、2-甲基-1-(对甲硫基苯基)-2-吗啉代丙酮、丙烯酸二烷氨基乙酯或乙烯基吡啶中的任何一种，溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或乙酸乙二醇乙醚，将上述物质按比例混合，待聚合物完全溶解后，即为酸性无显影气相光刻胶。
2、一种用权利要求1所述的光刻胶刻蚀氮化硅的工艺，其特征在于，该工艺包括以下各步骤：
(1)在沉积有氮化硅膜的硅片样品上涂上光刻胶，在60℃～90℃下烘干5～30分钟；
(2)对样品加掩膜进行曝光；
(3)用稀释氢氟酸气体对曝光后的样品腐蚀；
(4)腐蚀后，除去样品表面的光刻胶，即得到正性光刻图形。
3、如权利要求2所述的工艺，其特征在于，第三步的腐蚀步骤为：用氮气鼓泡经氢氟酸溶液进入刻蚀设备，氮气流量为0.3～8l/min，反应内压力为0.05～0.15Mpa，反应温度为110℃～160℃，蚀刻10～50分钟。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100422854C (zh) * | 2004-09-08 | 2008-10-01 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 使用t型光刻胶图案来形成缩小导线图形的方法 |
| CN101738861B (zh) * | 2008-11-10 | 2012-07-25 | 日立化成工业株式会社 | 感光性树脂组合物以及使用其的印刷电路板的制造方法 |
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1998
- 1998-09-11 CN CN 98117969 patent/CN1214469A/zh active Pending
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