获得剥脱成像图案的方法技术

一种得到剥脱成像图案的方法，包括下列步聚：（ａ）提供第一层等离子体可腐蚀材料，上述材料的膜厚小于０．５μｍ；（ｂ）提供包括光成像材料的第二层置于第一层上面；（ｃ）在上述第二层上形成一种图形，包括有选择地曝光和使第二层显影；（ｄ）用有机硅材料与第二层起反应；（ｅ）在氧气氛中各向同性地腐蚀第一层。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
在图形装置如半导体晶片和硬驱动器记录磁头的制造中，一个决定性步骤是把限定图形的金属沉积到基片上。这种金属沉积方法的精确性和相容性对于装置的制造产量和性能是关键性因素。现已有几种金属沉积方法，其中之一是剥脱(lift off)方法。在这种剥脱方法中，在基片上限定一个光刻图形，因此，在金属沉积区不含抗光蚀材料，基片其他部分由一层抗光蚀材料保护。然而，为在沉积金属后剥离这层抗光蚀材料，要求金属膜中有一个不连续性，以便由抗光蚀材料剥离剂除去这层保护层。现已有几种金属版印刷法来获得这种剥脱图案。一种剥脱光刻图案通常没有连续的垂直侧壁。最佳光阻材料侧壁应使基片零件防止金属沉积。用于金属沉积的典型剥脱图案示于图I～图3。附图说明图1的图案是把具有成像抗蚀剂的基片浸入氯苯中并经图像显影而得到的。在抗光蚀剂的表面形成一个保护罩。沉积金属时，这个保护罩使沉积在抗蚀剂和基片上的金属膜形成一种不连续性，因此，允许抗光蚀材料随后除去。图2是按美国专利US 4885 232和US 5399 456叙述的在此引为参考的，经由图像反转方法得到的一个底切图像。金属沉积时，抗光蚀材料层表面较宽线的宽度遮盖住基片界面处较窄的抗光蚀材料线宽度。因此，在抗光蚀材料和基片上的金属膜之间形成一个空隙，便于除去抗光蚀材料。图3中的剥脱方案是一种双水平工艺。在基片上形成一层厚的预亚胺的聚酰亚胺底层，一层重氮型抗光蚀材料作为顶层。这个顶层参照美国专利US 4782 008(结合作为本申请的参考)所述进行成像，显影和甲硅烷基化。底层在活性离子腐蚀氧气系统中腐蚀。在甲硅烷基化时，在顶层掺入硅使顶层耐腐蚀，而聚酰亚胺底层由反应离子腐蚀工艺除去。因此，形成一层在顶部比在基底宽的保护顶层。沉积金属时，在抗光蚀材料和金属之间形成一个空隙，因此可以除去抗光蚀材料。图IV示出由于各向同性氧等离子体腐蚀在底层形成的具有空腔形图案的一个基片。这几类剥脱图案的缺点是为在基片上得到不连续性的保护是在顶部抗光蚀材料成像，远离基片，因此，由于金属沉积方法的非定向性，金属线宽度及其尺寸的控制降低。此外，在抗光蚀材料侧壁发生金属沉积，除去这种抗光蚀材料后，有剩余金属遗留在基片上。从理论上讲，不连续性越接近金属层最终厚度，对金属结构尺寸控制性越强。制造集成电路时，任何的或所有的工艺步骤的清洁度和高的可控制性将使这个工艺步骤更为有效。本专利技术的目的是提供一种可克服上述缺点的获得剥脱抗光蚀材料图案的方法。本专利技术提供了一种由双水平成像系统得到剥脱抗光蚀材料图案的方法，这个方法包括在基片上涂复膜厚度小于0.5μm(微米)的一薄层等离子体可腐蚀材料，和在底层的顶部涂复第二层可光成像材料。用有机硅化合物使第二层成像，显影和甲硅烷基化。然后底层在氧气氛中由各向异性等离子体侵蚀。对底层的基本要求是这一层的厚度仅稍大于沉积金属的厚度，就是说，底层的厚度大约在0.07～0.5μm(微米)的范围，最好为0.1～0.3μm(微米)。在一个最佳实施例中，底层厚度比金属层厚度至少大0.1μm，最好为0.1～0.4μm。在另一个实施例中，底层可在氧等离子体中腐蚀，在其顶层抗光蚀材料甲硅烷基化的条件下不会甲硅烷基化。底层最好是一种有机抗反射涂层。在一个最佳实施例中，抗反射涂层包括至少是氨基芳香族发色团并有酐聚合物的一种成像反应产物。第二层包括一种碱溶性树脂和一种光敏化合物。在一个最佳实施例中，第二层包括一种合成酚醛树脂，以及重氮型萘醌和多羟基苯酚的反应产物，膜厚度约为0.25～1μm。按照现有技术，例如US 4782 008，对抗光蚀材料层进行甲硅烷基化。这种甲硅烷基化方法仅使硅渗入到顶部抗光蚀材料成像的表面和侧壁。甲硅烷基化步骤在各向同性氧等离子体腐蚀后进行。这种腐蚀方法除去没有顶部抗光蚀材料区域的底层。甲硅烷基化时，硅渗入这种抗光蚀材料能防止氧等离子体腐蚀这种抗光蚀材料层，在等离子体腐蚀时起着掩盖作用。由于底层的各向同性腐蚀，在底层形成一个腔形型面。这个腔提供了必要的不连续性型面。然后可以沉积金属，并除去这层抗光蚀材料。由于腔的厚度非常接近沉积金属的厚度，因此达到对金属图形较高的尺寸控制，这对电子装置的制造非常有利。此外，在抗光蚀材料侧壁沉积的任何金属都在抗光蚀材料剥离过程中完全除去，基片上没有金属剩余物。下面详细说明最佳实施例。本专利技术提供了一种获得剥脱成像图案新型方法。基片上涂有一薄层聚合物材料，经烘烤充分除去溶剂。然后把一层抗光蚀材料涂在第一层的顶部，并烘烤充分除去溶剂。抗光蚀材料通过掩膜而暴光，潜像在顶层显影出。保留在基片上的成像抗光蚀材料然后进行甲硅烷基化。甲硅烷基化工艺使硅渗入抗光蚀材料表面和侧壁。本专利技术的一个基本要求是在甲硅烷基化过程中，第一层成分中不得掺入硅，可在氧等离子体中迅速腐蚀。因此，在抗光蚀材料甲硅烷基化时，没有硅掺入到第一层中。然后在一种各向同性的氧等离子体中，腐蚀这个多水平系统，它快速腐蚀通过第一层，而甲硅烷基化的抗光蚀材料层能极好地耐氧等离子体腐蚀。由于这种各向同性腐蚀，如图IV所示，在底层形成一个腔形型面。腔的形成是本专利技术的要求，有几个原因要求形成这种腔。这种腔使不连续性接近基片，因而加大了对金属层的尺寸控制。此外，腔的形状使抗光蚀材料剥离剂实际上与底层接触，起释放层作用以除去这层材料。另一个要求是金属厚度小于第一层厚度。一旦这种双水平系统成像完毕，金属就沉积在基片上，抗光蚀材料则去除。涂复在基片上的第一层材料一般很薄，厚度约为0.07～0.5μm，最好为0.1～0.3μm。这一层的厚度至少必须大于沉积金属层厚度0.1μm。第一层的成分由其性能确定，它不能在抗光蚀材料顶层甲硅烷基化的条件进行甲硅烷基化。此外，它必须在氧等离体中可腐蚀。比较典型的这一层可以是如EP(欧洲专利)583 205所述的一种有机抗反射涂层。这里叙述的并结合作为参考的抗反射涂层是一层成分中至少有一种氨基芳香族发色团并有酐聚合物的酰亚胺反应产物的成膜成分。这种氨基芳香族发色团可以是任何具有伯氨键或仲氨键的芳香族化合物，可以是一种N-芳香基氨基化合物，一种苄胺，或其他氨基团借助中间基团键合到芳香族化合物的氨基芳香族化合物。优选的氨基芳香族发色团有伯氨基团。更优选的氨基芳香族发色团有借助N-芳香基键键合到这种芳香族化合物的一个伯氨基团。最优选的氨基芳香族发色团从由下列化合物组成的基团中选择1-氨基蒽，2-氨基蒽，1-氨基萘，2-氨基萘，N-(2，4-二硝基苯酚)-1，4-苯联氨，P-(2，4-二硝基苯偶氮基)苯胺，P-(4-N，N二甲氨苯偶氮基)苯胺，4-氨基-2-(9-(6-羟基-3-呫吨酚)-苯甲酸，2，4-二硝基苯基肼，二硝基苯胺，氨基苯并噻唑，和氨基芴酮。可用于与氨基芳香族发色团起反应的聚合物包括具有酐基团的任何聚合物。非限制性的特殊例子包括聚二甲基戊二酰亚胺，聚(马来酐-共异丁烯酸甲酯)，聚(马来酐-共-乙烯基·甲基醚)，聚(苯乙烯-共-马来酐)和聚(丙烯酐)，以及其改型，共聚物，共其组合。此外，第一层可以是一种非吸收非芳香族聚合物，如聚丙烯酸酯，聚醋酸乙烯酯，等，可以包含添加剂，如染料。用于把光成像层旋转涂复到第一层顶部的抗光蚀溶液包括一种碱溶性不溶于水的树脂膜，一种光敏化合物和一种溶剂。典型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种得到剥脱成像图案的方法，包括下列步骤：（ａ）提供第一层等离子体可腐蚀材料，上述材料的膜厚小于０．５μｍ；（ｂ）提供包括光成像材料的第二层置于第一层上面；（ｃ）在上述第二层上形成一种图形，包括有选择地暴光和使第二层显影；（ ｄ）用有机硅材料与第二层起反应；（ｅ）在氧气氛中各向同性地腐蚀第一层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马克A斯帕克，拉尔夫R达默尔，迈克尔德普瑞德，
申请(专利权)人：克拉里安特国际有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]