非感光性聚酰亞胺鈍化層的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非感光性聚酰亞胺鈍化層的制作方法，包括步驟：提供一基片；對基片表面進行通氧氣的等離子體處理；或者在基片表面生長一層二氧化硅層或氮氧化硅層；在基片表面上旋涂一層非感光性聚酰亞胺；對非感光性聚酰亞胺進行兩段式軟烘；光刻膠涂布和軟烘；進行曝光；進行顯影；用光刻膠剝離工藝去除光刻膠；對非感光性聚酰亞胺進行固化。本發(fā)明能消除非感光性聚酰亞胺的掀起問題，能提高生產(chǎn)效率，減少顯影過程中顯影液對金屬腐蝕的風(fēng)險。
【專利說明】非感光性聚酰亞胺鈍化層的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種非感光性聚酰亞胺鈍化層的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚酰亞胺因其具有優(yōu)異的耐熱性、抗化學(xué)腐蝕性、電絕緣性及力學(xué)機械性能，被廣泛地應(yīng)用于微電子器件中的芯片保護鈍化膜，以減少各種自然環(huán)境和工作環(huán)境對半導(dǎo)體器件造成的影響，提高芯片的成品率，增強器件的可靠性和穩(wěn)定性，隨著高壓器件耐壓性能的提高，其對非感光性聚酰亞胺的厚度也是要求越來越高。
[0003]如圖1所示，是現(xiàn)有非感光性聚酰亞胺鈍化層的制作方法中非感光性聚酰亞胺顯影后的示意圖。現(xiàn)有非感光性聚酰亞胺鈍化層的制作方法包括如下步驟為:
[0004]提供需要制作非感光性聚酰亞胺鈍化層的基片101。
[0005]在基片101上旋涂超厚非感光性聚酰亞胺102。該非感光性聚酰亞胺102的厚度要根據(jù)高壓器件耐壓性能進行設(shè)置，高壓器件耐壓性能越高，非感光性聚酰亞胺102的厚度也要求越高。
[0006]進行一步較高溫度、時間較長的軟烘。該軟烘的溫度和時間要求能夠?qū)⒎歉泄庑跃埘啺?02中的溶劑大部分揮發(fā)，避免溶劑過多時造成后續(xù)顯影過程中形成掀起(Peeling)問題。。
[0007]進行光刻膠103的涂布、軟烘。
[0008]進行曝光。
[0009]進行曝光后烘烤(PEB)。
[0010]顯影，形成所需要的光刻膠103和非感光性聚酰亞胺102圖形。
[0011]用光刻膠剝離工藝去除光刻膠103。
[0012]對非感光性聚酰亞胺102進行固化形成非感光性聚酰亞胺鈍化層。
[0013]由上可知，現(xiàn)有方法中，非感光性聚酰亞胺102的厚度增加時，非感光性聚酰亞胺102中所含的溶劑也增加，現(xiàn)有方法必須要增加非感光性聚酰亞胺102的軟烘溫度和時間來將大部分溶劑揮發(fā)掉，從而避免后續(xù)顯影中出現(xiàn)掀起問題。如當非感光性聚酰亞胺厚度大于15 μ m時，通常需要4分鐘?20分鐘的軟烘時間才能避免非感光性聚酰亞胺在顯影過程中出現(xiàn)掀起的問題。但是非感光性聚酰亞胺102的軟烘時間不能太長，因為長時間的烘烤會使得聚酰亞胺的顯影速率降低，需要更長時間的顯影，這種情況增加了非感光性聚酰亞胺在顯影液中的浸泡時間，從而使其更容易出現(xiàn)掀起問題。當非感光性聚酰亞胺厚度大于20 μ m時，將很難單純的通過增加軟烘時間來解決這一問題。如圖2所示，是現(xiàn)有非感光性聚酰亞胺鈍化層的制作方法形成的非感光性聚酰亞胺鈍化層照片，在虛線框104所示的區(qū)域處，非感光性聚酰亞胺出現(xiàn)了掀起。
[0014]另外，較長的軟烘時間和顯影時間，一方面降低了相關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)效率，同時也增加了顯影液對金屬腐蝕的風(fēng)險。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種非感光性聚酰亞胺鈍化層的制作方法，能消除非感光性聚酰亞胺的掀起問題，能提高生產(chǎn)效率，減少顯影過程中顯影液對金屬腐蝕的風(fēng)險。
[0016]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的非感光性聚酰亞胺鈍化層的制作方法包括如下步驟:
[0017]步驟一、提供一需要在表面制作非感光性聚酰亞胺鈍化層的基片。
[0018]步驟二、對所述基片表面進行等離子體處理，在所述等離子體處理過程中通入氧氣；或者在所述基片表面生長一層二氧化硅層或氮氧化硅層，并采用光刻刻蝕工藝對所述二氧化硅層或所述氮氧化硅層進行處理形成圖形結(jié)構(gòu)，刻蝕后所述二氧化硅層或所述氮氧化硅層僅位于需要形成所述非感光性聚酰亞胺鈍化層的區(qū)域。
[0019]步驟三、在所述基片表面上旋涂一層非感光性聚酰亞胺。
[0020]步驟四、采用兩段式軟烘法對所述非感光性聚酰亞胺進行軟烘，所述兩段式軟烘法包括主烘和輔烘，所述輔烘的溫度高于所述主烘的溫度。
[0021]步驟五、在所述非感光性聚酰亞胺的表面上涂布光刻膠，對所述光刻膠進行軟烘。
[0022]步驟六、對所述光刻膠進行曝光，該曝光定義出所述非感光性聚酰亞胺鈍化層的形成區(qū)域的圖形結(jié)構(gòu)。
[0023]步驟七、進行顯影，該顯影工藝將所述非感光性聚酰亞胺鈍化層的形成區(qū)域外的所述光刻膠以及所述非感光性聚酰亞胺去除，僅保留所述非感光性聚酰亞胺鈍化層的形成區(qū)域的所述光刻膠以及所述非感光性聚酰亞胺。
[0024]步驟八、用光刻膠剝離工藝去除顯影后的所述光刻膠。
[0025]步驟九、對去除光刻膠后的所述非感光性聚酰亞胺進行固化并形成所述非感光性聚酰亞胺鈍化層。
[0026]進一步的改進是，步驟一中的所述基片中形成有半導(dǎo)體器件且所述半導(dǎo)體器件的頂層金屬連線已經(jīng)制作完畢，所述非感光性聚酰亞胺鈍化層用于形成在所述頂層金屬連線上方并作為所述半導(dǎo)體器件的鈍化層；或者，步驟一中的所述基片中形成有半導(dǎo)體器件且所述半導(dǎo)體器件的頂層金屬連線已經(jīng)制作完畢、且在所述頂層金屬連線上形成有介質(zhì)層鈍化層，所述非感光性聚酰亞胺鈍化層用于形成在所述介質(zhì)層鈍化層上方并和所述介質(zhì)層鈍化層一起作為所述半導(dǎo)體器件的鈍化層。
[0027]進一步的改進是，步驟二中所述等離子體處理中通入氧氣的流量為50?3000標準狀態(tài)的立方厘米/分鐘，源射頻功率為100瓦?1500瓦，氣體壓強為20毫托?3000毫托。
[0028]進一步的改進是，步驟二中所述二氧化硅層或所述氮氧化硅層的厚度為大于OA且小于等于2000 A;步驟二中的所述二氧化硅層或所述氮氧化硅層含有摻雜雜質(zhì)。
[0029]進一步的改進是，步驟三中的所述非感光性聚酰亞胺對波長436nm的G_line、365nm的I_line、248nm的KrF和193nm的ArF中的任意一種或多種光不具有光敏性；所述非感光性聚酰亞胺涂布的厚度為15 μ m?50 μ m。
[0030]進一步的改進是，步驟四中所述主烘的溫度不高于110°C、時間不少于2分鐘，所述輔烘的溫度不高于130°C、時間不高于5分鐘。
[0031]進一步的改進是，步驟四中所述主烘的溫度為110°C、時間為3分鐘，所述輔烘的溫度為120°C、時間為1.5分鐘。
[0032]進一步的改進是，步驟五中涂布的所述光刻膠為曝光波長為波長436nm的G_line、365nm的I_line、248nm的KrF和193nm的ArF中的任意一種或多種的正性或負性光刻膠。
[0033]進一步的改進是，步驟六的所述曝光和步驟七的所述顯影之間不包括曝光后烘烤工藝。
[0034]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0035]1、本發(fā)明通過在旋涂非感光性聚酰亞胺之前對基片進行通氧氣的等離子體處理，或者在基片表面形成較薄的二氧化硅層或氮氧化硅層，能夠增加后續(xù)形成的非感光性聚酰亞胺和基片之間的粘附力，從而能消除現(xiàn)有技術(shù)中當非感光性聚酰亞胺較厚時的掀起問題，尤其是解決了非感光性聚酰亞胺的厚度為15 μ m以上尤其是20 μ m以上現(xiàn)有工藝方法中很難解決的非感光性聚酰亞胺掀起問題。
[0036]2、本發(fā)明通過增加非感光性聚酰亞胺和基片之間的粘附力，消除了非感光性聚酰亞胺掀起問題對軟烤溫度及時間的依賴，減少了工藝參變量，穩(wěn)定了工藝條件。
[0037]3、本發(fā)明采用兩段式軟烘法對非感光性聚酰亞胺進行軟烘，從而能夠降低非感光性聚酰亞胺的高溫烘烤時間，高溫烘烤時間的降低，能夠大大提高非感光性聚酰亞胺的顯影速率。如對于22μπι厚度的非感光性聚酰亞胺，其顯影時間能有由現(xiàn)有工藝中360秒降低到本發(fā)明中的180秒。
[0038]4、本發(fā)明中非感光性聚酰亞胺的顯影時間的降低能夠減少顯影過程中顯影液對金屬腐蝕的風(fēng)險。
[0039]5、本發(fā)明中非感光性聚酰亞胺的軟烘時間的降低、顯影時間的降低以及不需要曝光后烘烤工藝，能夠提高能提高制備非感光性聚酰亞胺的生產(chǎn)效率，同時也提高了顯影設(shè)備的生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明:
[0041]圖1是現(xiàn)有非感光性聚酰亞胺鈍化層的制作方法中非感光性聚酰亞胺顯影后的示意圖；
[0042]圖2是現(xiàn)有非感光性聚酰亞胺鈍化層的制作方法形成的非感光性聚酰亞胺鈍化層照片；
[0043]圖3是本發(fā)明實施例非感光性聚酰亞胺鈍化層的制作方法的流程圖；
[0044]圖4是本發(fā)明實施例方法形成的非感光性聚酰亞胺鈍化層照片。
【具體實施方式】
[0045]如圖3所示，是本發(fā)明實施例非感光性聚酰亞胺鈍化層的制作方法的流程圖；本發(fā)明實施例非感光性聚酰亞胺鈍化層的制作方法包括如下步驟:
[0046]步驟一、提供一需要在表面制作非感光性聚酰亞胺鈍化層的基片。[0047]所述基片中形成有半導(dǎo)體器件且所述半導(dǎo)體器件的頂層金屬連線已經(jīng)制作完畢，所述非感光性聚酰亞胺鈍化層用于形成在所述頂層金屬連線上方并作為所述半導(dǎo)體器件的鈍化層；或者，所述基片中形成有半導(dǎo)體器件且所述半導(dǎo)體器件的頂層金屬連線已經(jīng)制作完畢、且在所述頂層金屬連線上形成有介質(zhì)層鈍化層，所述非感光性聚酰亞胺鈍化層用于形成在所述介質(zhì)層鈍化層上方并和所述介質(zhì)層鈍化層一起作為所述半導(dǎo)體器件的鈍化層。
[0048]步驟二、對所述基片表面進行等離子體處理，在所述等離子體處理過程中通入氧氣，所述等離子體處理中通入氧氣的流量為50?3000標準狀態(tài)的立方厘米/分鐘，源射頻功率為100瓦?1500瓦,氣體壓強為20暈托?3000暈托。
[0049]或者，在所述基片表面生長一層二氧化硅層或氮氧化硅層，即在所述基片表面可以為二氧化硅層或氮氧化硅層中的一種或兩種的組合。采用光刻刻蝕工藝對所述二氧化硅層或所述氮氧化硅層進行處理形成圖形結(jié)構(gòu)，刻蝕后所述二氧化硅層或所述氮氧化硅層僅位于需要形成所述非感光性聚酰亞胺鈍化層的區(qū)域。所述二氧化硅層或所述氮氧化硅層的厚度為大于(1A且小于等于2000 A;所述二氧化硅層或所述氮氧化硅層能夠通過摻雜而含有慘雜雜質(zhì)。
[0050]在所述基片表面進行了通氧氣的等離子體處理、或形成了二氧化硅層或氮氧化硅層之后，能夠增加后續(xù)形成的非感光性聚酰亞胺和所述基片之間的粘附力。從而能夠
[0051]步驟三、在所述基片表面上旋涂一層非感光性聚酰亞胺。
[0052]所述非感光性聚酰亞胺對波長436nm的G_line、365nm的I_line、248nm的KrF和193nm的ArF中的任意一種或多種光不具有光敏性。
[0053]所述非感光性聚酰亞胺的厚度要滿足形成于所述基片中的半導(dǎo)體器件的耐壓需要，所述基片中的半導(dǎo)體器件的耐壓性能越高，非感光性聚酰亞胺的厚度也要求越高。較佳為，所述非感光性聚酰亞胺涂布的厚度為15μπι?50μπι。
[0054]步驟四、采用兩段式軟烘法對所述非感光性聚酰亞胺進行軟烘，所述兩段式軟烘法包括主烘和輔烘，所述輔烘的溫度高于所述主烘的溫度。所述主烘的溫度不高于110°C、時間不少于2分鐘，所述輔烘的溫度不高于130°C、時間不高于5分鐘；更優(yōu)選擇為，所述主烘的溫度為110°C、時間為3分鐘，所述輔烘的溫度為120°C、時間為1.5分鐘。
[0055]步驟五、在所述非感光性聚酰亞胺的表面上涂布光刻膠，對所述光刻膠進行軟烘。所述光刻膠為曝光波長為波長436nm的G_line、365nm的I_line、248nm的KrF和193nm的Ar F中的任意一種或多種的正性或負性光刻膠。
[0056]步驟六、對所述光刻膠進行曝光，該曝光定義出所述非感光性聚酰亞胺鈍化層的形成區(qū)域的圖形結(jié)構(gòu)。
[0057]步驟七、進行顯影，該顯影工藝將所述非感光性聚酰亞胺鈍化層的形成區(qū)域外的所述光刻膠以及所述非感光性聚酰亞胺去除，僅保留所述非感光性聚酰亞胺鈍化層的形成區(qū)域的所述光刻膠以及所述非感光性聚酰亞胺。在所述曝光和所述顯影之間不包括曝光后烘烤工藝(PEB)。
[0058]步驟八、用光刻膠剝離工藝去除顯影后的所述光刻膠。
[0059]步驟九、對去除光刻膠后的所述非感光性聚酰亞胺進行固化并形成所述非感光性聚酰亞胺鈍化層。[0060]本發(fā)明實施例方法良好的解決了現(xiàn)有方法中存在的非感光性聚酰亞胺的掀起問題，如圖4所示，是本發(fā)明實施例方法形成的非感光性聚酰亞胺鈍化層照片，在虛線框105所示區(qū)域中沒有出現(xiàn)非感光性聚酰亞胺的掀起。
[0061]以上通過具體實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，但這些并非構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種非感光性聚酰亞胺鈍化層的制作方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一、提供一需要在表面制作非感光性聚酰亞胺鈍化層的基片； 步驟二、對所述基片表面進行等離子體處理，在所述等離子體處理過程中通入氧氣；或者在所述基片表面生長一層二氧化硅層或氮氧化硅層，并采用光刻刻蝕工藝對所述二氧化硅層或所述氮氧化硅層進行處理形成圖形結(jié)構(gòu)，刻蝕后所述二氧化硅層或所述氮氧化硅層僅位于需要形成所述非感光性聚酰亞胺鈍化層的區(qū)域； 步驟三、在所述基片表面上旋涂一層非感光性聚酰亞胺； 步驟四、采用兩段式軟烘法對所述非感光性聚酰亞胺進行軟烘，所述兩段式軟烘法包括主烘和輔烘，所述輔烘的溫度高于所述主烘的溫度； 步驟五、在所述非感光性聚酰亞胺的表面上涂布光刻膠，對所述光刻膠進行軟烘； 步驟六、對所述光刻膠進行曝光，該曝光定義出所述非感光性聚酰亞胺鈍化層的形成區(qū)域的圖形結(jié)構(gòu)； 步驟七、進行顯影，該顯影工藝將所述非感光性聚酰亞胺鈍化層的形成區(qū)域外的所述光刻膠以及所述非感光性聚酰亞胺去除，僅保留所述非感光性聚酰亞胺鈍化層的形成區(qū)域的所述光刻膠以及所述非感光性聚酰亞胺； 步驟八、用光刻膠剝離工藝去除顯影后的所述光刻膠； 步驟九、對去除光刻膠后的所述非感光性聚酰亞胺進行固化并形成所述非感光性聚酰亞胺鈍化層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟一中的所述基片中形成有半導(dǎo)體器件且所述半導(dǎo)體器件的頂層金屬連線已經(jīng)制作完畢，所述非感光性聚酰亞胺鈍化層用于形成在所述頂層金屬連線上方并作為所`述半導(dǎo)體器件的鈍化層；或者，步驟一中的所述基片中形成有半導(dǎo)體器件且所述半導(dǎo)體器件的頂層金屬連線已經(jīng)制作完畢、且在所述頂層金屬連線上形成有介質(zhì)層鈍化層，所述非感光性聚酰亞胺鈍化層用于形成在所述介質(zhì)層鈍化層上方并和所述介質(zhì)層鈍化層一起作為所述半導(dǎo)體器件的鈍化層。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟二中所述等離子體處理中通入氧氣的流量為50~3000標準狀態(tài)的立方厘米/分鐘，源射頻功率為100瓦~1500瓦，氣體壓強為20暈托~3000暈托。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟二中所述二氧化硅層或所述氮氧化硅層的厚度為大于OA且小于等于2000 A;步驟二中的所述二氧化硅層或所述氮氧化硅層含有慘雜雜質(zhì)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟三中的所述非感光性聚酰亞胺對波長436nm的G_line、365nm的I_line、248nm的KrF和193nm的ArF中的任意一種或多種光不具有光敏性；所述非感光性聚酰亞胺涂布的厚度為15 μ m~50 μ m。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟四中所述主烘的溫度不高于110°C、時間不少于2分鐘，所述輔烘的溫度不高于130°C、時間不高于5分鐘。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:步驟四中所述主烘的溫度為110°C、時間為3分鐘，所述輔烘的溫度為120°C、時間為1.5分鐘。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟五中涂布的所述光刻膠為曝光波長為波長436nm的G_line、365nm的I_line、248nm的KrF和193nm的ArF中的任意一種或多種的正性或負性光刻膠。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟六的所述曝光和步驟七的所述顯影之間不包括曝光后烘 烤工藝。
【文檔編號】G03F7/00GK103871869SQ201210550519
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月18日
【發(fā)明者】程晉廣, 郭曉波, 童宇鋒 申請人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司