[发明专利]利用S18系列正性光刻胶制作倒梯形剖面结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件及集成电路制造工艺技术领域，尤其涉及一种利用S18系列正性光刻胶制作倒梯形剖面结构的方法。

背景技术

金属蒸发和剥离工艺大量运用于GaAs基和InP基化合物半导体器件的工艺中。因为在工艺中需要较低的温度，这些材料对处理温度敏感。为得到边缘平滑的金属线条，光刻胶需要呈倒梯形剖面。这样，金属在真空腔体中蒸发不会附着在倒梯形光刻胶的侧壁，在剥离过程中，侧壁的光刻胶直接和剥离液接触，使剥离容易进行。

在异质结双极性晶体管(Heterojunction Bipolar Transistor，HBT)工艺中，尤其是制作发射极金属，随着频率的提高，发射极的宽度不断减小，这更需要分辨率高的、侧面为倒梯形的光刻胶。

制作倒梯形剖面的光刻胶有三种方法：一是直接用负性光刻胶，这种胶在光刻、显影完后即为倒梯形剖面；二是利用正胶进行处理，在光刻显影后形成倒梯形剖面；三是利用AZ5214E反转胶形成倒梯形剖面的光刻胶。

负性光刻胶的分辨率通常较低、且难于去除。因此难于制作较为精细的结构。

正性光刻胶具有较高的分辨率，利用正性光刻胶制作倒梯形剖面的光刻胶的过程主要是：

1)在基片上涂布正性光刻胶；

2)烘烤光刻胶，以除去光刻胶中的溶剂；

3)利用光刻机曝光；

4)将带光刻胶的样片浸泡在氯苯(Chlorobenzene)中；

5)将样片放在显影液中显影，则可得到倒梯形剖面的光刻胶。

该方法工艺过程简单，可利用正性光刻胶分辨率好的特点制作微米、亚微米量级的结构，但是制作过程中使用氯苯，氯苯不仅是一种致癌物质，而且对环境会造成污染。

利用AZ5214E反转胶形成倒梯形结构的光刻胶的过程主要是：

1)在基片上涂布AZ5214E光刻胶；

2)烘烤光刻胶，以除去光刻胶中的溶剂；

3)在光刻机上曝光；

4)将基片在较高温度下烘烤，使光刻胶变性；

5)将基片放在光刻机上，泛曝；

6)将基片放在显影液中显影，可得到倒梯形剖面的光刻胶。

该方法避免了使用氯苯，但在下层有透明介质(例如，聚酰亚胺或BCB)的情况下，会产生类似于漏光的现象，对曝光形成的图形产生很大的影响，使分辨率降低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对负性光刻胶形成倒梯形剖面光刻胶的低分辨率、难去除，目前正性光刻胶形成倒梯形剖面形状的使用有害溶液浸泡和反转胶形成倒梯形剖面光刻胶难控制、低精度的不足，本发明的主要目的在于提供一种工艺简单，无毒、无害溶液处理的利用S18系列光刻胶制作倒梯形剖面结构的方法，以提高光刻的精度和倒梯形侧沿可控性。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种利用S18系列正性光刻胶制作倒梯形剖面结构的方法，该方法包括：

A、在基片上涂布S18系列的光刻胶；

B、将带有光刻胶的基片在显影液中浸泡，显影液含有2％的四甲基氢氧化铵，不含有氯苯；

C、在低温下烘烤；

D、曝光；

E、在较高温度下烘烤；

F、显影。

优选地，步骤A中所述S18系列的光刻胶，包括这个系列中各种型号和厚度的光刻胶，所述光刻胶厚度可通过不同型号光刻胶的选择和调节旋涂时的转速来实现。

优选地，所述步骤B包括：将带有S18系列光刻胶的基片放在显影液中浸泡，浸泡时间为10至40秒，浸泡后用去离子水冲洗3至60秒，然后用氮气吹干。

优选地，步骤C中所述烘烤采用烘箱、热板或合金处理炉，温度在50摄氏度到120摄氏度之间，以使被显影液浸泡部分的光刻胶硬化。

优选地，步骤D中所述曝光采用光学曝光或投影式曝光机以形成所需图形，曝光时间选择3至20秒。

优选地，步骤E中所述烘烤采用烘箱、热板或合金处理炉，温度在80摄氏度到130摄氏度之间，以除去光刻胶中的溶剂。

优选地，所述步骤F包括：将烘烤后的基片放在显影液中浸泡，浸泡时间为30至300秒，得到图形后用去离子水冲洗干净，并用氮气吹干。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明制作倒梯形光刻胶的过程中，使用正性光刻胶，提高了精度。

2、本发明在制作倒梯形光刻胶过程中，侧沿可通过烘烤温度进行控制，可控性好，自由度大。