[发明专利]用各向同性蚀刻来形成精细图案的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于形成精细图案的方法，更具体而言，涉及一种通过使用各向同性蚀刻来形成精细图案的方法，该方法能够充分确保半导体集成电路中精细图案的宽度并且增加半导体集成电路和引线之间的结合强度。

具体而言，本发明提供一种使用各向同性蚀刻来形成精细图案的方法，其中通过沉积保护材料层来进行各向同性蚀刻，从而形成一个通过通常的各向同性蚀刻方法不能实现的精细图案。因此，能充分确保引线的顶宽，从而获得优越的分辨率(resolution)和聚焦边缘(focus margin)。此外，引线的形状变为具有增大的截面积，使得从半导体集成芯片散发的热量更加快速地消散并且所述引线能容易地与半导体集成芯片结合。从而，所述引线适用于各种工业领域，诸如作为半导体集成电路基片的带载封装(tape carrier package)、膜上芯片(chip-on fi1m)以及柔性电路基片。

背景技术

在半导体集成电路的制造过程中，蚀刻工艺是指一种用于选择性地去除通过氧化工艺或薄膜沉积工艺形成在基片上的层的工艺。

此外，蚀刻工艺用于去除晶片表面的选定部分，并且在半导体工艺中在光刻工艺之后进行。具体而言，根据蚀刻工艺，通过光刻工艺形成的光致抗蚀剂(PR)图案用作掩模，在掩模下面的部分和暴露于外部的部分经受不同的化学反应，并且通过使用气体、酸或碱性化学材料将不必要的部分从晶片表面去除，从而形成精细的电路图案。这样的图案形成工序对于各图案层重复进行。

光刻工艺分为光学光刻技术和辐射光刻技术。光学光刻技术使用紫外线(UV)光束，且辐射光刻技术使用x射线束、电子束或电离束。

由光刻工艺形成的光致抗蚀剂图案用作掩模，并且在掩模下面的部分和暴露于外部的部分经受不同的化学反应，使得不受掩模保护的部分在光刻工艺过程中被蚀刻掉。

通过上述蚀刻工艺，确定了扩散区域和离子注入区域，并且进行金属化工艺。蚀刻工艺根据去除氧化层的方法分为湿式蚀刻工艺和干式蚀刻工艺。湿式蚀刻工艺在半导体工艺中应用最为广泛。换句话说，蚀刻工艺用于对切割晶片进行表面抛光，用于在生长热氧化层或外延硅化物层(ESL)之前进行晶片清洁，并且用于制造线宽至少为3μm的半导体设备。

虽然湿式蚀刻工艺能通过使用具有选择性的蚀刻液而提供优越的选择性，但湿式蚀刻工艺因各向同性的特性而产生底切现象，使得湿式蚀刻工艺在当需要形成精细图案时不适宜。

底切现象的产生是因为蚀刻液流入掩模的下部而在湿式蚀刻工艺中形成氧化图案。

图1是示出了根据相关技术被各向同性地蚀刻的图案的视图，且图2到5是示出了根据传统的各向同性过蚀刻被蚀刻的剖面的视图。

从图1可以看出，在进行了各向同性蚀刻后精细图案的截面显示为梯形的形状。这是因为蚀刻液渗入光致抗蚀剂图案110的下部从而在蚀刻工艺中连续不断地蚀刻所要蚀刻的层(以下称为“蚀刻层”)的上部，因此蚀刻层在其上部具有逐渐变窄的宽度，结果成为梯形的形状。当以圆形的形状对蚀刻层进行蚀刻时，连续不断地进行该蚀刻工艺直到暴露半导体基片130的表面。随着上述圆形扩大，在光致抗蚀剂层下方的底切变得更为严重。直到光致抗蚀剂层被去除才能发现底切的形成范围。

参考图2到5，氧化层图案的边缘形状表现出底切的程度，并且随着蚀刻工艺的进行，蚀刻的剖面示于图2到5中。形成在光致抗蚀剂图案110和半导体基片130上的已蚀刻的精细图案120根据倾斜面的程度具有不同的边缘形状。根据在已蚀刻的倾斜面上的氧化层厚度生成多个色带，并且可以通过利用在氧化层图案周边上生成的黑带的宽度识别底切的程度。

图6是示出根据相关技术使用各向同性蚀刻的精细图案的引线形状的照相视图。参考图6，如果进行各向同性蚀刻，使得在假定使用相关技术的各向同性蚀刻法的膜上芯片上内部引线的间距宽度(未示出)为25μm的情况下内部引线的高为7.5μm，那么底切发生的程度为内部引线上部的长度为4.9μm以及内部引线下部的长度为12.75μm。因此，内部引线上部的宽度过度地变窄，使得精细图案具有梯形的形状。

如上所述，根据常规的各向同性蚀刻方法，因为产生底切，所以在需要引线顶宽至少为6μm的柔性印刷电路(FPC)、带载封装(TCP)以及膜上芯片(COP)的情况下不能实现图案。此外，因为精细图案的截面具有梯形形状或三角形形状，所以精细图案和半导体集成电路之间的结合困难。

发明内容

技术问题