[发明专利]一种用负性光刻胶制作背照式影像传感器深沟槽的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制作领域，尤其涉及一种利用负性光刻胶制作背照式影像传感器深沟槽的方法。 

背景技术

大规模集成电路制造工艺是一种平面制作工艺，其在同一衬底上形成大量各种类型的半导体器件，并互相连接以具有完整的功能。在集成电路制造过程中，常需要在衬底上形成大量的沟槽，形成的沟槽可通过填充金属形成金属连线。后面的所有器件和连线结构都构建在沟槽之上，因而沟槽蚀刻在整个工艺流程中具有特殊的地位。针对超结器件、压敏传感器件，大功率器件、影像传感器等制作工艺过程中，深沟槽工艺得到广泛应用。深沟槽在硅片的底材中形成，后面的所有器件和连线结构都构建在深沟槽之上，因而深沟槽蚀刻在整个工艺流程中具有特殊的地位。在传统的刻蚀方法中，用于高深宽比的蚀刻剂的蚀刻能力不做，在进行高深宽比的沟槽刻蚀时，尚未刻蚀到预定深度，便会发生刻蚀停止的现象。另外，由于蚀刻剂对光阻的选择比不佳，照成光阻的残留不足的问题，也即在进行刻蚀时，光阻会被损耗以至于无法达到预定的线宽，导致沟槽的临界尺寸无法控制。现有技术中制造高深宽比沟槽成为一个难题。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用负性光刻胶制造深沟槽的方法，解决现有技术中高深宽比沟槽蚀刻难的问题。 

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用负性光刻胶制作背照式影像传感器深沟槽的方法，包括以下步骤， 

步骤一：器件晶圆与逻辑晶圆键合后，对晶圆表面氧化物进行刻蚀,至露出四乙氧基硅层; 

步骤二：在刻蚀后的晶圆表面上淀积一层隔离氧化物层; 

步骤三：在隔离氧化物层上涂覆一层负性光刻胶，通过光刻在负性光刻胶上制作出第一次负性光刻胶图形，确定刻蚀沟槽的区域； 

步骤四：以第一次负性光刻胶图形为掩蔽层进行沟槽刻蚀，沟槽刻蚀停止在器件晶圆顶层金属的阻挡层和器件晶圆顶层金属下方的氮化硅层； 

步骤五：沟槽刻蚀后，在硅片上再涂覆一层负性光刻胶，通过光刻在负性光刻胶上制作出第二次负性光刻胶图形，确定刻蚀通孔的区域； 

步骤六：通孔刻蚀，以第二次负性光刻胶图形为掩蔽层刻蚀通孔，通孔刻蚀停止在逻辑晶圆顶层金属。 

进一步，所述器件晶圆顶层金属的阻挡层材料为氮化钛。 

进一步，所述步骤一中，晶圆表面氧化物刻蚀后开口底部宽度为2.5-3.5微米。 

进一步，所述步骤三中，负性光刻胶涂覆的厚度为5500-6500埃。 

进一步，所述沟槽刻蚀的宽度为1-3微米。 

进一步，所述沟槽刻蚀的深度为2-3微米。 

进一步，所述通孔刻蚀的深度为2.5-3微米。 

进一步，所述器件晶圆顶层金属与所述逻辑晶圆顶层金属之间制备有两层氮化硅层和置于两氮化硅层之间的氧化物层，所述通孔刻蚀过程中氮化钛与所述氧化物的蚀刻速率比为1：20。 

本发明的有益效果是：通过利用负性光刻胶制造高深宽比的沟槽，提高影像传感器的质量。 

附图说明

图1为本发明用负性光刻胶制作背照式影像传感器深沟槽的方法的流程示意图； 

图2为本发明的背照式影像传感器的器件晶圆与逻辑晶圆键合后结构图； 

图3为本发明对晶圆表面氧化物进行刻蚀后的晶圆结构图； 

图4为本发明淀积隔离氧化物层后晶圆结构图； 

图5为本发明进行深沟槽刻蚀后晶圆结构图； 

图6为本发明制作出负性光刻胶图形后晶圆结构图； 

图7为本发明进行通孔刻蚀后晶圆结构图。 

附图中，各标号所代表的部件列表如下： 

1、衬底硅层，2、层间氧化物层，3、逻辑晶圆顶层金属，4、氮化硅层，5、器件晶圆顶层金属，6、氮化钛层，7、介质层，8、四乙氧基硅层，9、表面氧化物层，10、隔离氧化物层，11、负性光刻胶，12、沟槽，13、通孔。 

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。 

图1为本发明用负性光刻胶制作背照式影像传感器深沟槽的方法的流程示意图，如图1所示，一种用负性光刻胶制作背照式影像传感器深沟槽的方法，包括以下步骤， 

步骤101：器件晶圆与逻辑晶圆键合后，对晶圆表面氧化物进行刻蚀,至露出四乙氧基硅层; 

步骤102：在刻蚀后的晶圆表面上淀积一层隔离氧化物层;