【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种集成电路制造工艺方法，尤其涉及一种密集金属图形的制作方法。
技术介绍
1、在集成电路制作过程中图形化制作是将光刻掩模上的图形精确复制到衬底(单晶硅、多晶硅、二氧化硅、氮化镓、砷化镓、氧化铝、碳化硅、磷化铟或金属衬底等)表面的光刻胶上，然后在刻蚀材料光刻胶的保护作用下，选择性刻蚀待刻蚀衬底，从而在衬底上完成图形化。而对于金、铂、gaas金属衬底来说，很难通过常规刻蚀工艺实现金属图形制作，则需要采用金属剥离工艺。
2、金属剥离工艺是光刻胶通过光刻显影后，通过金属沉积的方式在无光刻胶保护的地方沉积金属，而有光刻胶保护的地方通过剥离液剥离去除，从而获得所需金属图形。金属剥离工艺通常有两种：单层金属剥离工艺和双层金属剥离工艺。其中单层金属剥离工艺，由于在金属沉积过程中光刻胶侧边也会有部分金属沉积而难以完全剥离掉，进而形成金属拉丝等缺陷。在高分辨率图形化工艺中多使用双层金属剥离工艺，双层工艺采用底层金属剥离胶和顶层光刻胶的搭配，通过有效控制底层金属剥离胶的内切深度，进而有效的实现高分辨率金属图形化工艺。
3、半导体工业中光刻技术都在追求更高的分辨率以便可以达到更小的器件尺寸，从而获得更好的产品性能。如式(1)所示，rayleigh方程给出了光刻分辨率(r)与波长(λ)和数值孔径(na)之间的关系。
4、
5、式中k1是光刻过程中的工艺参数，与光刻胶材料及光刻工艺过程有关，一般为0.3-0.8；λ为曝光光源的波长；na为镜头的数值孔径；n为光源与光刻胶之间介质的折射率(通常是空
6、根据公式(1)可知，要想得到更小的图形尺寸，可以通过减小k1值、降低曝光波长以及增加数值孔径等方法。在工业中，主要是通过开发更短波长的曝光光源和增加na值以及通过照明条件优化等分辨率增强手段来不断提高光刻工艺的分辨率。但对于特定波长光刻机设备来说，很难通过以上方法突破由于衍射极限造成的分辨率极限。
7、对于芯片制造企业来说，为了满足分辨率的需求而购买更先进的光刻机所需要的资金成本往往是巨大的。尤其是对于4寸或6寸晶圆厂来说，采用先进的光刻机(如arf光刻机)是非常不经济的。因此对于需要突破分辨率极限的金属图形制作需求，就需要通过特殊的金属制作工艺来实现。
技术实现思路
1、本专利技术克服了由于光刻机衍射极限造成的金属图形制作方法分辨率很难提升的困难，提供了一种通过现有光刻机来获得优于其最小曝光尺寸(极限分辨率)的金属图形，而无需购买更先进的光刻机来满足金属图形分辨率的需求，降低了对于先进光刻机、高分辨率光刻胶的依赖。
2、本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：
3、一种密集金属图形的制作方法，所述方法包括如下步骤：
4、在衬底上形成双层胶层并对其进行图形化工艺，形成第一掩模图形；再进行金属沉积和胶剥离工艺，在衬底上形成第一金属图形；
5、重复上述工艺，形成第二掩模图形；继而形成第二金属图形；
6、其中，所述第二掩模图形与所述第一掩模图形间隔设置。
7、根据本专利技术，所述第一金属图形和第二金属图形共同组成密集金属图形。
8、根据本专利技术，当形成第二掩模图形时，第一金属图形被胶层包裹。
9、根据本专利技术，所述第一掩膜图形的周期为p，线宽为p/4；所述第二掩膜图形的周期为p，线宽为p/4；通过以上方法制作的密集金属图形的周期为p/2，线宽为p/4。
10、根据本专利技术，所述图形化工艺包括光刻工艺和显影工艺。
11、根据本专利技术，掩膜图形是指在光刻工艺中使用的掩模上可以透过光或电子束的图形。胶层经光刻、显影后，胶层上被除去部分胶的空白部分形成了与掩模上的掩膜图形相同的掩模图形。本专利技术中，在第一次光刻、显影后，形成第一掩模图形，在第二次光刻、显影后，形成了第二掩模图形。
12、在本专利技术的一个实施方式中，所述形成双层胶层并对其进行图形化工艺包括：
13、在衬底上依次形成第一胶层(即底层)和第二胶层(即顶层)；
14、通过光刻工艺(即光刻曝光工艺)在所述第二胶层上形成曝光区和非曝光区；
15、采用显影液去除所述第二胶层中的所述曝光区，以及所述第一胶层中对应所述曝光区的区域(即在曝光区的下面)，从而在所述第一胶层形成第一图形，在所述第二胶层形成第二图形。第一图形和第二图形分别是第一胶层和第二胶层中去除胶后的空白部分。所述第二图形与掩模图形相同，第一图形的宽度(或面积)大于掩膜图形。也就是说，所述第一图形的宽度(或面积)大于第二图形的宽度(或面积)，即在去除部分胶后剩下的顶层胶和底层胶形成内切的结构(顶层胶宽度大于底层胶宽度)。
16、根据本专利技术，所述衬底选自单晶硅、多晶硅、二氧化硅、氮化镓、砷化镓、氧化铝、碳化硅、磷化铟或金属衬底等中的至少一种。
17、根据本专利技术，所述第一胶层在光刻胶显影液中具有一定溶解性，所述第一胶层在光刻胶显影液中的溶解速率为0.5～100纳米/秒；所述第一胶层不溶于第二胶层溶剂(第二胶层涂覆时使用的溶剂)，所述第一胶层在第二胶层溶剂中的溶解速率<0.1纳米/秒。所述第一胶层不具有光敏性。
18、根据本专利技术，所述第一胶层为具有碱溶性的聚合物，例如为聚甲基戊二酰亚胺、马来酰亚胺-丙烯酸共聚物、丙烯酰胺-丙烯酸共聚物、聚酰亚胺或乙烯基吡啶-对羟基苯乙烯共聚物等中的至少一种。
19、根据本专利技术，所述第二胶层是正性光刻胶，光刻胶可以是g线光刻胶、i线光刻胶、krf光刻胶、arf光刻胶、arf浸没式光刻胶、euv光刻胶或电子束光刻胶。
20、根据本专利技术，所述第二胶层例如为酚醛树脂-重氮萘醌类光刻胶或化学放大类光刻胶。
21、根据本专利技术，所述显影液为碱性显影液，如浓度为1％～30％的氢氧化钠水溶液、浓度为1％～30％的氢氧化钾水溶液、浓度为1％～30％的四甲基氢氧化铵水溶液或浓度为1％～30％的四乙基氢氧化铵水溶液等碱性显影液。
22、根据本专利技术，所述金属沉积工艺例如是磁控溅射或真空沉积技术。
23、根据本专利技术，沉积的金属有金、银、铬、铂、镍及多种金属的合金。
24、根据本专利技术，所述胶剥离工艺例如是湿法剥离，如使用nmp、丙酮、dmso等有机溶剂进行剥离。
25、本专利技术的有益效果：
26、本专利技术在使用相同光刻机和光刻胶制作密集金属图形，对于极限分辨率条件下(图形最小周期为p)，通过传统密集图形制作工艺，其密集图形最小线宽为p/2；而采用两次光刻-金属沉积-胶剥离工艺则可以突破传统制作工艺限制，密集图形最小线宽可以做到p/4，可以在光刻机及光刻性能不变的条件下有效的将金属图形分辨率提升至原来的2倍。因此可通过本专利技术获得优于光刻机最小曝光尺寸(极限分辨率)的金属图形，而无需购买更先进的光刻机来满足金属图形分辨率的需求，降低了对于先进光刻机、高分辨率光刻胶的依赖本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种密集金属图形的制作方法，其中，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制作方法，其中，所述第一金属图形和第二金属图形共同组成密集金属图形。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其中，当形成第二掩模图形时，第一金属图形被胶层包裹。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其中，所述第一掩膜图形的周期为P，线宽为P/4；所述第二掩膜图形的周期为P，线宽为P/4；所述密集金属图形的周期为P/2，线宽为P/4。
5.根据权利要求1所述的制作方法，其中，所述图形化工艺包括光刻工艺和显影工艺。
6.根据权利要求1所述的制作方法，其中，所述形成双层胶层并对其进行图形化工艺包括：
7.根据权利要求6所述的制作方法，其中，第一图形和第二图形分别是第一胶层和第二胶层中去除胶后的空白部分；所述第二图形与掩模图形相同，第一图形的宽度大于掩膜图形。
8.根据权利要求6所述的制作方法，其中，所述第一胶层在光刻胶显影液中的溶解速率为0.5～100纳米/秒；所述第一胶层在第二胶层溶剂中的溶解速率<0.1纳米/秒；<...
【技术特征摘要】
1.一种密集金属图形的制作方法，其中，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制作方法，其中，所述第一金属图形和第二金属图形共同组成密集金属图形。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其中，当形成第二掩模图形时，第一金属图形被胶层包裹。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其中，所述第一掩膜图形的周期为p，线宽为p/4；所述第二掩膜图形的周期为p，线宽为p/4；所述密集金属图形的周期为p/2，线宽为p/4。
5.根据权利要求1所述的制作方法，其中，所述图形化工艺包括光刻工艺和显影工艺。
6.根据权利要求1所述的制作方法，其中，所述形成双层胶层并对其进行图形化工艺包括：
7.根据权利要求6所述的制作方法，其中，第一图形和第二图形分别是...
【专利技术属性】
技术研发人员：许箭，王亮乾，郭旭东，李嫕，杨国强，
申请(专利权)人：国科天骥滨州新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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