[发明专利]一种利用光敏胶层制作空气桥的方法

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，尤其涉及一种利用光敏胶层制作空气桥的方法。

背景技术

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。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明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，本发明的技术方案是这样实现的：

一种利用光敏胶层制作空气桥的方法，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115℃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5μm；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115℃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5μm；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。