一种利用光敏胶层制作空气桥的方法技术

本发明专利技术涉及半导体器件及集成电路制造工艺技术领域，公开了一种利用光敏胶层制作空气桥的方法，包括：Ａ、在基片上涂敷牺牲胶层覆盖基片上的金属，光刻、曝光、显影涂敷的牺牲胶层，形成空气桥支撑；Ｂ、对形成空气桥支撑的基片进行烘烤，使牺牲胶的边角圆滑并固化；Ｃ、在基片上涂敷二次光刻胶，光刻、曝光、显影涂敷的二次光刻胶，形成桥面；Ｄ、在基片上蒸发、溅射或电镀一层金属材料；Ｅ、剥离基片上的光刻胶，形成空气桥。利用本发明专利技术，简化了制作工艺，提高了制作的可控性和精度，并避免使用剧毒试剂，减少了制作过程中对器件的损伤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件及集成电路制造工艺
，尤其涉及一种 利用光敏胶层制作空气桥的方法。
技术介绍
现代半导体器件制作过程中，随着电路结构越来越复杂， 一次金属连 线不能满足要求，因此往往采用多次金属进行互联。但是当金属线相互交 叉或重叠时，就会存在寄生。由于空气的介电常数最小，以空气为介质的 交叉或重叠的金属线寄生最小，因此在微电子器件、电路的制造过程中， 一些关键金属线交叉或者重叠处，往往采用空气作为介质，由于一根金属 线横跨在另一条金属线上方的空气中，因此这种结构往往称为空气桥。目前常用的制作空气桥的方法一般有两种， 一是采用复合胶电镀制作 空气桥的方法，二是采用光刻胶将所需图形转移到另一种牺牲层上制作空 气桥的方法。其中，采用复合胶电镀制作空气桥的方法主要包括以下步骤1)在 基片上涂复合胶，光刻桥墩；2)高温烘烤，使复合胶边角圆滑；3)在复合 胶上溅射起镀层；4)在起镀层上涂二次光刻胶，光刻桥面；5)光刻桥面后 在起镀层上电镀金属；6)剥离去除光刻胶以下的起镀层，使之露出两侧的基片，形成空气桥。该方法可以制作很厚金属的空气桥，但是由于采用电镀，可控性差， 而且起镀层的去除困难，去除过程也常对器件造成损伤。采用光刻胶将所需图形转移到另一种牺牲层上制作空气桥的方法主 要包括以下步骤1)在衬底上涂两层光刻胶；2)在上层光刻胶上曝光、显影，获得桥模图形；3)对下层刻蚀和氯苯浸泡，将上层的桥模图形转移 到下层；4)泛曝光、显影去除剩余的上层胶；5)在已形成桥模的衬底上， 涂薄聚甲基丙烯酸甲酯-顺丁烯二酐光刻胶和厚正胶；经曝光、反转显影使 普通正性光刻胶形成布线图形，等离子刻蚀去除布线图形窗口内的聚甲基 丙烯酸甲酯-顺丁烯二酐光刻胶；6)蒸发金属、剥离后形成空气桥布线金属。 该方法制作的空气桥质量较好，但是制作支撑空气的牺牲胶块的过程 复杂，而且要使用氯苯(致癌物质)，而且氯苯浸泡过程可控性不好，空 气桥精度不高。
技术实现思路
(一) 要解决的技术问题有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种利用光敏胶层制作空气桥 的方法，以简化制作工艺，提高制作的可控性和精度，避免使用剧毒试剂， 减少制作过程中对器件的损伤。(二) 技术方案为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的，该方法包括A、 在基片上涂敷牺牲胶层覆盖基片上的金属，光刻曝光显影涂敷的 牺牲胶层，形成空气桥支撑；B、 对形成空气桥支撑的基片进行烘烤，使牺牲胶的边角圆滑并固化；C、 在基片上涂敷二次光刻胶，光刻曝光显影涂敷的二次光刻胶，形 成桥面；D、 在基片上蒸发、溅射或电镀一层金属材料；E、 剥离基片上的光刻胶，形成空气桥。所述步骤A包括在基片上涂敷一定厚度的牺牲胶层，覆盖基片上的 金属，在温度80至115t:下烘烤10至210秒；然后将涂敷有牺牲胶层的 基片在曝光机下曝光，将曝光后的基片置于显影液中显影，形成支撑空气 桥的牺牲胶块，并将显影后的基片置于干法刻蚀机中处理残胶。所述牺牲胶层为光敏的正胶、负胶、反转胶、PI胶或BCB;所述牺 牲胶层的厚度为0.2至5pm;所述曝光采用G、 H、 I线光源的接触式曝光 机或投影光刻机；所述显影时间以获得所需图形为准；所述处理残胶采用 RIE刻蚀机，刻蚀时间以去掉残胶为准。步骤B中所述烘烤采用烘箱或热板，将基片放入80 200摄氏度烘箱 烘烤3至120分钟或者在60 200摄氏度热板烘烤3至120分钟。所述步骤C包括在基片上涂敷一定厚度的二次光刻胶，然后在温度 80至115C下烘烤10至210秒，将涂敷有二次光刻胶的基片在曝光机下 曝光，并加热曝光后外延层结构一定时间使二次光刻胶变性；然后将基片 在曝光机下进行无掩模曝光，将泛曝光后的基片置于显影液中显影，将显影后的基片置于干法刻蚀机中处理残胶，形成桥面。所述二次光刻胶为正胶、负胶、反转胶、PI胶或BCB;所述二次光刻胶的厚度为0.2至5pm;所述曝光采用G、 H、 I线光源的接触式曝光机 或投影光刻机，曝光时间以能显影干净窗口中的光刻胶为准；所述显影时 间以获得所需图形为准；所述处理残胶采用RIE刻蚀机，刻蚀时间以去掉 残胶为准。所述步骤D包括将二次光刻胶光刻显影后的基片放入蒸发/溅射炉 中，抽真空，蒸发/溅射一定厚度和组分的金属。所述步骤E包括将基片浸泡在有机溶剂中一定时间，将剥离液加热至80至250摄氏度，使光刻胶脱落基片，形成空气桥。当二次光刻胶为AZ5214时，所述有机溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮或丙 酮，加热100摄氏度，浸泡至少60分钟，然后依次用丙酮、乙醇和去离子水沖洗，完成剥离。步骤E中所述剥离基片上的光刻胶采用加热、冷却、超声或兆声方法 实现，并采用剥离液喷射基片使不需要的金属和光刻胶去掉后，用溶剂和 去离子水冲洗基片，然后氮气吹干。(三)有益效果 从上述技术方案可以看出，本专利技术具有以下有益效果 1、本专利技术提供的这种利用光敏胶层制作空气桥的方法，在制作发空气桥过程中，用于支撑空气桥的牺牲胶层只有一层，而且通过光刻就可以直接完成，工艺操作简单，可控性好。2、 本专利技术提供的这种利用光敏胶层制作空气桥的方法，在制作发空 气桥过程中，用于支撑空气桥的牺牲胶层只有一层，该层可以采用分辨率 高的光刻胶，从而提高空气桥的精度，制作很窄或者很小桥墩的空气桥。3、 本专利技术提供的这种利用光敏胶层制作空气桥的方法，在制作发空 气桥过程中，不使用剧毒化学试剂，保护操作人员的身体健康，保护环境。4、 本专利技术提供的这种利用光敏胶层制作空气桥的方法，在制作发空 气桥过程中，不需要制作起镀层，因此避免了起镀层的去除过程中的超声 或化学腐蚀过程，减少了对器件带来的损伤，提高了性能。附图说明图1为本专利技术提供的利用光敏胶层制作空气桥的方法流程图；图2为依照本专利技术实施例利用光敏胶层制作空气桥的工艺流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实 施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。如图1所示，图1为本专利技术提供的利用光敏胶层制作空气桥的方法流程图，该方法包括以下步骤步骤101:在基片上涂敷牺牲胶层覆盖基片上的金属，光刻曝光显影 涂敷的牺牲胶层，形成空气桥支撑；步骤102:对形成空气桥支撑的基片进行烘烤，使牺牲胶的边角圆滑 并固化；步骤103:在基片上涂敷二次光刻胶，光刻曝光显影涂敷的二次光刻 胶，形成桥面；步骤104:在基片上蒸发、溅射或电镀一层金属材料； 步骤105:剥离基片上的光刻胶，形成空气桥。上述步骤101包括在基片上涂敷一定厚度的牺牲胶层，覆盖基片上的金属，在温度80至115。C下烘烤10至210秒；然后将涂敷有牺牲胶层的基片在曝光机下曝光，将曝光后的基片置于显影液中显影，形成支撑空 气桥的牺牲胶块，并将显影后的基片置于干法刻蚀机中处理残胶。所述牺牲胶层为光敏的正胶、负胶、反转胶、PI胶或BCB;所述牺 牲胶层的厚度为0.2至5pm;所述曝光采用G、 H、 I线光源的接触式曝光 机或投影光刻机；所述显影时间以获得所需图形为准；所述处理残胶采用 RIE刻蚀机，刻蚀时间以去掉残胶为准。上述步骤102中所述烘烤采用烘箱或热板，将基片放入80 200摄氏 度烘箱烘烤3至120分钟或者在60 200摄氏度热板烘烤3至120分钟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用光敏胶层制作空气桥的方法，其特征在于，该方法包括：Ａ、在基片上涂敷牺牲胶层覆盖基片上的金属，光刻曝光显影涂敷的牺牲胶层，形成空气桥支撑；Ｂ、对形成空气桥支撑的基片进行烘烤，使牺牲胶的边角圆滑并固化；Ｃ、在基片上涂敷二次光刻胶，光刻曝光显影涂敷的二次光刻胶，形成桥面；Ｄ、在基片上蒸发、溅射或电镀一层金属材料；Ｅ、剥离基片上的光刻胶，形成空气桥。

【技术特征摘要】
1. 一种利用光敏胶层制作空气桥的方法，其特征在于，该方法包括A、在基片上涂敷牺牲胶层覆盖基片上的金属，光刻曝光显影涂敷的牺牲胶层，形成空气桥支撑；B、对形成空气桥支撑的基片进行烘烤，使牺牲胶的边角圆滑并固化；C、在基片上涂敷二次光刻胶，光刻曝光显影涂敷的二次光刻胶，形成桥面；D、在基片上蒸发、溅射或电镀一层金属材料；E、剥离基片上的光刻胶，形成空气桥。2、 根据权利要求1所述的利用光敏胶层制作空气桥的方法，其特征 在于，所述步骤A包括-在基片上涂敷一定厚度的牺牲胶层，覆盖基片上的金属，在温度80 至115。C下烘烤10至210秒；然后将涂敷有牺牲胶层的基片在曝光机下曝 光，将曝光后的基片置于显影液中显影，形成支撑空气桥的牺牲胶块，并 将显影后的基片置于干法刻蚀机中处理残胶。3、 根据权利要求2所述的利用光敏胶层制作空气桥的方法，其特征 在于，所述牺牲胶层为光敏的正胶、负胶、反转胶、PI胶或BCB;所述 牺牲胶层的厚度为0.2至5pm;所述曝光采用G、 H、 I线光源的接触式曝 光机或投影光刻机；所述显影时间以获得所需图形为准；所述处理残胶采 用R正刻蚀机，刻蚀时间以去掉残胶为准。4、 根据权利要求1所述的利用光敏胶层制作空气桥的方法，其特征在于，步骤B中所述烘烤采用烘箱或热板，将基片放入80 200摄氏度烘 箱烘烤3至120分钟或者在60 200摄氏度热板烘烤3至120分钟。5、 根据权利要求1所述的利用光敏胶层制作空气桥的方法，其特征 在于，所述步骤C包括-在基片上涂敷一定厚度的二次光刻胶，然后在温度80至115。C下烘烤 10至210秒，将涂敷...

【专利技术属性】
技术研发人员：于进勇，金智，程伟，刘新宇，夏洋，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]