[发明专利]一种悬架结构光刻胶的涂胶方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光刻胶的涂胶方法，尤其是一种悬架结构光刻胶的涂胶方法，涉及微电子制造中的光刻领域。

背景技术

目前，光刻胶的涂敷工艺主要有提拉法、滚涂法、喷涂法和旋涂法四种。其中提拉法和旋涂法容易获得均匀性好、厚度可低至亚微米级的光刻胶，滚涂法和喷涂法容易获得厚度至10μm以上的光刻胶，喷涂法还特别适用于对三位结构的涂覆和悬空结构的填充。这些涂胶方法在涂覆时避免了空气和水分的包覆，都是光刻胶和衬底紧密接触和贴合的，然而在应对特殊工艺要求的悬架涂覆时，传统涂胶方法遇到了难以逾越的困难。

随着微电子工业的发展，各种功能特别、结构特异的器件和元件层出不穷，特别是在微机械(MEMS)领域，器件中常包含大跨度的沟槽、高深宽比的孔洞、高而细窄的柱墙等结构，有时在实现特殊工艺，如牺牲层上材料的平坦化沉积、三维结构上表面的选择性涂胶保护、互联通孔的胶封口时会遇到很多麻烦，而涂覆一层悬架结构的光致抗蚀胶膜是解决这些问题的捷径。目前，业界能够实现这种悬架光刻胶结构的产品主要是被广泛应用于印制电路制造的光致抗蚀干膜。光致抗蚀干膜(由美国杜邦公司于1954年首先推出)是由聚醋薄膜、感光层和聚乙烯薄膜三层组成的夹心式结构，使用时作为一层薄膜贴覆于衬底材料的表面后再进行光刻，这种具有一定的强度的固态薄膜能够实现对较大尺寸的沟槽和孔洞的跨越。然而，光致抗蚀干膜的厚度通常都在几十微米以上，无法适用于当今飞速发展的微电子工业微型化、集约化的趋势。本方法提供了一种悬架光刻胶的涂覆方法，光刻胶作为平整的胶膜结构贴覆于刻蚀有图形的硅片表面，能够在沟槽、孔洞、微柱等结构上形成悬架结构，并光刻图形。

发明内容

本发明主要解决的技术问题在于提供一种悬架结构光刻胶的涂胶方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种悬架结构光刻胶的涂胶方法，包括以下步骤：

1)使光刻胶在极性溶液表面自组装形成光刻胶膜；

2)将所述光刻胶膜转移至已刻蚀有图形的半导体材料上；

3)晾干水份，之后对所述光刻胶膜依次进行前烘、曝光、显影、后烘。

其中，所述光刻胶为固化后具有曝光显影特性的混合液体，其包括树脂、感光剂和有机溶剂。

作为本发明的优选方案之一，所述极性溶液包括去离子水。

进一步地，所述半导体材料上刻蚀有沟槽、孔洞、凹坑、微柱或其组合。

作为本发明的优选方案之一，步骤2)将所述光刻胶膜转移至所述半导体材料上的方法为：从上向下将所述半导体材料缓慢接触所述光刻胶膜，使所述光刻胶膜粘贴在所述半导体材料上，再脱离所述极性溶液表面。

作为本发明的优选方案之一，步骤2)将所述光刻胶膜转移至所述半导体材料上的方法为：将所述半导体材料置于所述极性溶液中，待所述光刻胶膜在所述极性溶液表面形成后，缓慢排液以使所述光刻胶膜下降并贴覆于所述半导体材料上，或从下向上将半导体材料缓慢接触并粘黏所述光刻胶膜，然后取出并倾斜放置所述半导体材料以排干所述半导体材料和所述光刻胶膜之间的大部分水分。

作为本发明的优选方案之一，所述半导体材料上刻蚀有沟槽和与沟槽连通的排水孔。

作为本发明的优选方案之一，在步骤1)之前，添加有机溶剂稀释所述光刻胶。

作为本发明的优选方案之一，在步骤1)之前，挥发所述光刻胶中的有机溶剂以浓缩所述光刻胶。

作为本发明的优选方案之一，重复利用步骤1)形成多层光刻胶膜后，再利用步骤2)将其转移至所述半导体材料上，以得到更高的膜厚和机械强度。

作为本发明的优选方案之一，重复利用步骤1)、2)，在所述半导体材料上多次贴覆，得到多层光刻胶膜，以得到更高的膜厚和机械强度。

本发明提供的悬架光刻胶涂覆工艺，利用自组装(self-assembly)的方法使光刻胶在极性溶液表面形成极薄的胶膜，即形成自组装膜，再将该光刻胶自组装膜贴覆转移至已刻蚀图形的半导体材料表面，能够在沟槽、孔洞、凹坑、微柱等结构上形成悬架结构，之后再光刻出图形。此悬架光刻胶结构同样具备一般光刻胶作为刻蚀掩膜和沉积层下牺牲层等的作用。该方法具有工艺过程简单、用料节省、成本低廉等特点，为光刻工艺提供了新的思路和方法。

附图说明

图1a-1e为本发明的一种悬架结构光刻胶的涂胶方法的基本工艺流程示意图。

图2a-2d为实施例一的基本工艺流程示意图。

图3为实施例一中AZ5214光刻胶膜在沟槽上方形成的悬架结构的金相显微镜照片。