專利名稱：一種用于厚金屬的光刻工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻工藝，尤其是一種用于厚金屬的光刻工藝，具體地說就是用 于對4 μ m厚的金屬進行光刻的工藝，屬于集成電路制造的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在功率集成電路中，為了保證器件能夠通過大電流，電路的金屬層厚度往往比常 規(guī)CMOS電路的金屬層厚很多倍，一般AL-SI-Cu合金厚度為4um，這種厚度的金屬淀積形成 的金屬晶粒較大，金屬表面粗糙度急劇增大，這些表面特性正好對金屬光刻對位產(chǎn)生了極 大的影響，常規(guī)的對位方式難以實現(xiàn)厚金屬光刻對位。常規(guī)的對位方法是采用NIKON光刻機采用FIA(Field Image Alignment)對位方 式或者手動對位的方式勉強對位，這樣對位精度難以控制，對于套準(zhǔn)要求較高的電路根本 無法滿足工藝要求。FIA對位是OTKON光刻機專門針對表面粗糙的膜層設(shè)計的對位方式，但 是當(dāng)金屬表面晶粒大于等于標(biāo)記尺寸的時候FIA對位方式也無法實現(xiàn)精確對位。常規(guī)金屬光刻的工藝步驟明細如下金屬淀積一次完成4um金屬淀積，如圖1所示；金屬光刻采用常規(guī)對位方式，實現(xiàn)勉強對位，套刻誤差較大(一版大于0. 3um)； 金屬刻蝕及去膠由于晶粒較大，金屬刻蝕較困難，會出現(xiàn)大量殘留，可能造成器件漏電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種用于厚金屬的光刻工藝， 其能降低表面粗糙度，降低表面晶粒對對位信號的干擾，對位精度高，安全可靠。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述用于厚金屬的光刻工藝包括如下步驟a、在襯底上多次均勻淀積金屬材料，使在襯底上形成金屬層的厚度為3. 9 μ m 4. Iym ；b、在上述金屬層上涂布光刻膠，選擇性地掩蔽和刻蝕所述光刻膠，在所述光刻膠上 刻蝕出多個標(biāo)記窗口，露出標(biāo)記窗口底部的金屬層；c、對標(biāo)記窗口底部的金屬層進行金屬 腐蝕，去除標(biāo)記窗口底部相對應(yīng)的金屬層，露出被金屬層遮擋的對位標(biāo)記；d、去除金屬層上 的光刻膠；e、在上述金屬層上再次涂布光刻膠，所述光刻膠涂布于露出對位標(biāo)記外的金屬 層上；f、選擇性地掩蔽和刻蝕所述光刻膠，利用上述露出的對位標(biāo)記作為對位坐標(biāo)，對金屬 層進行光刻，在金屬層上得到所需的金屬圖形。所述襯底包括硅。所述金屬材料為Al-Si-Cu的合金。所述步驟a中，金屬材料通 過3次均勻淀積在襯底上。所述金屬材料通過PVD濺射淀積在襯底上。所述步驟b和步驟d中光刻膠的厚度為8 μ m。所述步驟b中，在金屬層上得到5 個標(biāo)記窗口。本發(fā)明的優(yōu)點為了避免在襯底上淀積金屬層形成較大晶粒，金屬材料分3次均 勻淀積在襯底上，通過選擇性地掩蔽和刻蝕光刻膠，在金屬層上形成多個標(biāo)記窗口，腐蝕標(biāo) 記窗口底部的金屬層后，能夠露出被金屬層遮擋的對位標(biāo)記，通過所述對位標(biāo)記作為對位坐標(biāo)，能夠?qū)饘賹由峡涛g所需圖形作為對位，實現(xiàn)了金屬光刻精確對位，提高了套準(zhǔn)精 度，降低了金屬淀積后晶粒的尺寸，使得金屬表面粗糙度降低，安全可靠。


圖1為現(xiàn)有襯底上淀積金屬層后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明襯底上淀積金屬層后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3-1 圖3-3為本發(fā)明光刻工藝的具體工藝步驟示意圖，其中圖3-1為得到標(biāo)記窗口后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3-2為刻蝕標(biāo)記窗口底部相應(yīng)金屬層后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3-3為金屬層光刻后得到所需圖像后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為對位標(biāo)記被金屬層遮擋的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為腐蝕金屬層后露出對位標(biāo)記后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖1 圖5所示本發(fā)明包括襯底1、金屬層2、對位標(biāo)記3、標(biāo)記窗口 4、金屬圖 形5及光刻膠6。為解決目前金屬層晶粒大，金屬刻蝕較困難，出現(xiàn)大量殘留，可能造成器件漏電的 情況，本發(fā)明的厚金屬光刻工藝包括如下步驟a、在襯底1上多次均勻淀積金屬材料，使在襯底1上形成金屬層2的厚度為 3. 9ym~4. lym，如圖 2 所示；所述襯底1包括硅，所述金屬層2的厚度一般為4μ m ；所述金屬材料為常規(guī)的 Al-Si-Cu的合金；所述金屬材料通過PVD (Physical Vapor Deposition)濺射方法淀積在 襯底1上方；為避免形成較大晶粒，整個淀積過程分為三次完成，整個淀積過程均在真空狀 態(tài)，襯底1不見大氣；所述金屬層2分三次淀積后，金屬層2的剖面結(jié)構(gòu)與常規(guī)的金屬層2 的結(jié)構(gòu)明顯不同；b、在上述金屬層2上涂布光刻膠6，選擇性地掩蔽和刻蝕所述光刻膠6，在所述光 刻膠6上刻蝕出多個標(biāo)記窗口 4，露出標(biāo)記窗口 4底部的金屬層2，如圖3-1所示；所述光刻膠6的厚度為8μπι，本實施例中標(biāo)記窗口 4為五個；光刻膠6作為金屬 層2刻蝕的遮擋層；C、對標(biāo)記窗口 4底部的金屬層2進行金屬腐蝕，去除標(biāo)記窗口 4底部相對應(yīng)的金 屬層2，露出被金屬層2遮擋的對位標(biāo)記3，如圖3-2所示；由于標(biāo)記窗口 4處無光刻膠6作為保護，能夠?qū)?biāo)記窗口 4底部的金屬層2進行 光刻，去除標(biāo)記窗口 4底部的金屬層2 ；由于金屬層2淀積后遮擋了前一層的對位標(biāo)記3，后 續(xù)的金屬層2刻蝕和對位均不能夠?qū)崿F(xiàn)精確定位；當(dāng)刻蝕金屬層2后，露出被金屬層2遮擋 的對位標(biāo)記3，后續(xù)的對位能夠利用露出的對位標(biāo)記3作為對位坐標(biāo)，實現(xiàn)精確對位；d、去除金屬層2上的光刻膠6 ；e、在上述金屬層2上再次涂布光刻膠6，所述光刻膠6涂布于露出對位標(biāo)記3外的 金屬層2上，對位標(biāo)記3上不涂布光刻膠6，露出的對位標(biāo)記3能夠作為后續(xù)對位的對位坐
4標(biāo)，實現(xiàn)精確對位；光刻膠6的厚度為8 μ m ；f、選擇性地掩蔽和刻蝕所述光刻膠6，利用上述露出的對位標(biāo)記3作為對位坐標(biāo)， 對金屬層2進行光刻，在金屬層2上得到所需的金屬圖形5，如圖3-3所示；對金屬層2通 過光刻版進行光刻，由于對位標(biāo)記3的對位作用，能夠在金屬層2上精確實現(xiàn)所需的金屬圖 像5，同時不會引起器件的漏電。如圖4和圖5所示所述金屬層2的厚度達到4 μ m，成為厚金屬，所述金屬層2遮 擋了對位標(biāo)記3，由于金屬層2淀積過程的不同，要保證后續(xù)刻蝕金屬圖形5和器件的安全 性，需要對金屬層2刻蝕進行精確定位。圖5表示刻蝕標(biāo)記窗口 4底部的金屬層2后，露出 被金屬層2遮擋的對位標(biāo)記3后的結(jié)構(gòu)示意圖；對位標(biāo)記3輪廓清晰，在利用光刻版在金 屬層2上刻蝕所需金屬圖形5時，能夠?qū)崿F(xiàn)厚金屬光刻精確對位，套準(zhǔn)精度達到0. 15 μ m以 內(nèi)。本發(fā)明為了避免在襯底1上淀積金屬層2形成較大晶粒，金屬材料分3次均勻淀 積在襯底1上，降低了金屬層2表面的粗糙度，通過選擇性地掩蔽和刻蝕光刻膠6，在金屬層 2上形成多個標(biāo)記窗口 4，腐蝕標(biāo)記窗口 4底部的金屬層2后，能夠露出被金屬層2遮擋的 對位標(biāo)記3，通過所述對位標(biāo)記2作為對位坐標(biāo)，能夠?qū)饘賹?上刻蝕所需圖形5作為對 位，實現(xiàn)了金屬光刻精確對位，提高了套準(zhǔn)精度，降低了金屬淀積后晶粒的尺寸，使得金屬 表面粗糙度降低，安全可靠。
權(quán)利要求
1.一種用于厚金屬的光刻工藝，其特征是，所述厚金屬的光刻工藝包括如下步驟(a)、在襯底上多次均勻淀積金屬材料，使在襯底上形成金屬層的厚度為3.9μπι 4. 1 μ m ；(b)、在上述金屬層上涂布光刻膠，選擇性地掩蔽和刻蝕所述光刻膠，在所述光刻膠上 刻蝕出多個標(biāo)記窗口，露出標(biāo)記窗口底部的金屬層；(c)、對標(biāo)記窗口底部的金屬層進行金屬腐蝕，去除標(biāo)記窗口底部相對應(yīng)的金屬層，露 出被金屬層遮擋的對位標(biāo)記；(d)、去除金屬層上的光刻膠；(e)、在上述金屬層上再次涂布光刻膠，所述光刻膠涂布于露出對位標(biāo)記外的金屬層上；(f)、選擇性地掩蔽和刻蝕所述光刻膠，利用上述露出的對位標(biāo)記作為對位坐標(biāo)，對金 屬層進行光刻，在金屬層上得到所需的金屬圖形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于厚金屬的光刻工藝，其特征是所述襯底包括硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于厚金屬的光刻工藝，其特征是所述金屬材料為 Al-Si-Cu的合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的用于厚金屬的光刻工藝，其特征是所述步驟(a)中，金 屬材料通過3次均勻淀積在襯底上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于厚金屬的光刻工藝，其特征是所述金屬材料通過PVD 濺射淀積在襯底上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于厚金屬的光刻工藝，其特征是所述步驟(b)和步驟(d) 中光刻膠的厚度為8 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于厚金屬的光刻工藝，其特征是所述步驟(b)中，在金屬 層上得到5個標(biāo)記窗口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于厚金屬的光刻工藝，其包括如下步驟a、在襯底上多次均勻淀積金屬材料，使在襯底上形成金屬層的厚度為3.9μm～4.1μm；b、在上述金屬層上涂布光刻膠，并在所述光刻膠上刻蝕出多個標(biāo)記窗口，露出標(biāo)記窗口底部的金屬層；c、對標(biāo)記窗口底部的金屬層進行金屬腐蝕，露出被金屬層遮擋的對位標(biāo)記；d、去除金屬層上的光刻膠；e、在上述金屬層上再次涂布光刻膠，所述光刻膠涂布于露出對位標(biāo)記外的金屬層上；f、選擇性地掩蔽和刻蝕所述光刻膠，利用上述露出的對位標(biāo)記作為對位坐標(biāo)，對金屬層進行光刻，在金屬層上得到所需的金屬圖形。本發(fā)明能降低表面粗糙度，降低表面晶粒對對位信號的干擾，對位精度高，安全可靠。
文檔編號H01L21/02GK102097303SQ20101058942
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者寇春梅, 張世權(quán), 肖志強, 高向東 申請人:無錫中微晶園電子有限公司