一种用于厚金属的光刻工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种用于厚金属的光刻工艺，其包括如下步骤：a、在衬底上多次均匀淀积金属材料，使在衬底上形成金属层的厚度为3.9μm～4.1μm；b、在上述金属层上涂布光刻胶，并在所述光刻胶上刻蚀出多个标记窗口，露出标记窗口底部的金属层；c、对标记窗口底部的金属层进行金属腐蚀，露出被金属层遮挡的对位标记；d、去除金属层上的光刻胶；e、在上述金属层上再次涂布光刻胶，所述光刻胶涂布于露出对位标记外的金属层上；f、选择性地掩蔽和刻蚀所述光刻胶，利用上述露出的对位标记作为对位坐标，对金属层进行光刻，在金属层上得到所需的金属图形。本发明专利技术能降低表面粗糙度，降低表面晶粒对对位信号的干扰，对位精度高，安全可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光刻工艺，尤其是一种用于厚金属的光刻工艺，具体地说就是用 于对4 μ m厚的金属进行光刻的工艺，属于集成电路制造的

技术介绍
在功率集成电路中，为了保证器件能够通过大电流，电路的金属层厚度往往比常 规CMOS电路的金属层厚很多倍，一般AL-SI-Cu合金厚度为4um，这种厚度的金属淀积形成 的金属晶粒较大，金属表面粗糙度急剧增大，这些表面特性正好对金属光刻对位产生了极 大的影响，常规的对位方式难以实现厚金属光刻对位。常规的对位方法是采用NIKON光刻机采用FIA(Field Image Alignment)对位方 式或者手动对位的方式勉强对位，这样对位精度难以控制，对于套准要求较高的电路根本 无法满足工艺要求。FIA对位是OTKON光刻机专门针对表面粗糙的膜层设计的对位方式，但 是当金属表面晶粒大于等于标记尺寸的时候FIA对位方式也无法实现精确对位。常规金属光刻的工艺步骤明细如下金属淀积一次完成4um金属淀积，如图1所示；金属光刻采用常规对位方式，实现勉强对位，套刻误差较大(一版大于0. 3um)； 金属刻蚀及去胶由于晶粒较大，金属刻蚀较困难，会出现大量残留，可能造成器件漏电。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于厚金属的光刻工艺， 其能降低表面粗糙度，降低表面晶粒对对位信号的干扰，对位精度高，安全可靠。按照本专利技术提供的技术方案，所述用于厚金属的光刻工艺包括如下步骤a、在衬底上多次均勻淀积金属材料，使在衬底上形成金属层的厚度为3. 9 μ m 4. Iym ；b、在上述金属层上涂布光刻胶，选择性地掩蔽和刻蚀所述光刻胶，在所述光刻胶上 刻蚀出多个标记窗口，露出标记窗口底部的金属层；c、对标记窗口底部的金属层进行金属 腐蚀，去除标记窗口底部相对应的金属层，露出被金属层遮挡的对位标记；d、去除金属层上 的光刻胶；e、在上述金属层上再次涂布光刻胶，所述光刻胶涂布于露出对位标记外的金属 层上；f、选择性地掩蔽和刻蚀所述光刻胶，利用上述露出的对位标记作为对位坐标，对金属 层进行光刻，在金属层上得到所需的金属图形。所述衬底包括硅。所述金属材料为Al-Si-Cu的合金。所述步骤a中，金属材料通 过3次均勻淀积在衬底上。所述金属材料通过PVD溅射淀积在衬底上。所述步骤b和步骤d中光刻胶的厚度为8 μ m。所述步骤b中，在金属层上得到5 个标记窗口。本专利技术的优点为了避免在衬底上淀积金属层形成较大晶粒，金属材料分3次均 勻淀积在衬底上，通过选择性地掩蔽和刻蚀光刻胶，在金属层上形成多个标记窗口，腐蚀标 记窗口底部的金属层后，能够露出被金属层遮挡的对位标记，通过所述对位标记作为对位坐标，能够对金属层上刻蚀所需图形作为对位，实现了金属光刻精确对位，提高了套准精 度，降低了金属淀积后晶粒的尺寸，使得金属表面粗糙度降低，安全可靠。附图说明图1为现有衬底上淀积金属层后的结构示意图。图2为本专利技术衬底上淀积金属层后的结构示意图。图3-1 图3-3为本专利技术光刻工艺的具体工艺步骤示意图，其中图3-1为得到标记窗口后的结构示意图；图3-2为刻蚀标记窗口底部相应金属层后的结构示意图；图3-3为金属层光刻后得到所需图像后的结构示意图。图4为对位标记被金属层遮挡的结构示意图。图5为腐蚀金属层后露出对位标记后的结构示意图。具体实施例方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1 图5所示本专利技术包括衬底1、金属层2、对位标记3、标记窗口 4、金属图 形5及光刻胶6。为解决目前金属层晶粒大，金属刻蚀较困难，出现大量残留，可能造成器件漏电的 情况，本专利技术的厚金属光刻工艺包括如下步骤a、在衬底1上多次均勻淀积金属材料，使在衬底1上形成金属层2的厚度为 3. 9ym~4. lym，如图 2 所示；所述衬底1包括硅，所述金属层2的厚度一般为4μ m ；所述金属材料为常规的 Al-Si-Cu的合金；所述金属材料通过PVD (Physical Vapor Deposition)溅射方法淀积在 衬底1上方；为避免形成较大晶粒，整个淀积过程分为三次完成，整个淀积过程均在真空状 态，衬底1不见大气；所述金属层2分三次淀积后，金属层2的剖面结构与常规的金属层2 的结构明显不同；b、在上述金属层2上涂布光刻胶6，选择性地掩蔽和刻蚀所述光刻胶6，在所述光 刻胶6上刻蚀出多个标记窗口 4，露出标记窗口 4底部的金属层2，如图3-1所示；所述光刻胶6的厚度为8μπι，本实施例中标记窗口 4为五个；光刻胶6作为金属 层2刻蚀的遮挡层；C、对标记窗口 4底部的金属层2进行金属腐蚀，去除标记窗口 4底部相对应的金 属层2，露出被金属层2遮挡的对位标记3，如图3-2所示；由于标记窗口 4处无光刻胶6作为保护，能够对标记窗口 4底部的金属层2进行 光刻，去除标记窗口 4底部的金属层2 ；由于金属层2淀积后遮挡了前一层的对位标记3，后 续的金属层2刻蚀和对位均不能够实现精确定位；当刻蚀金属层2后，露出被金属层2遮挡 的对位标记3，后续的对位能够利用露出的对位标记3作为对位坐标，实现精确对位；d、去除金属层2上的光刻胶6 ；e、在上述金属层2上再次涂布光刻胶6，所述光刻胶6涂布于露出对位标记3外的 金属层2上，对位标记3上不涂布光刻胶6，露出的对位标记3能够作为后续对位的对位坐4标，实现精确对位；光刻胶6的厚度为8 μ m ；f、选择性地掩蔽和刻蚀所述光刻胶6，利用上述露出的对位标记3作为对位坐标， 对金属层2进行光刻，在金属层2上得到所需的金属图形5，如图3-3所示；对金属层2通 过光刻版进行光刻，由于对位标记3的对位作用，能够在金属层2上精确实现所需的金属图 像5，同时不会引起器件的漏电。如图4和图5所示所述金属层2的厚度达到4 μ m，成为厚金属，所述金属层2遮 挡了对位标记3，由于金属层2淀积过程的不同，要保证后续刻蚀金属图形5和器件的安全 性，需要对金属层2刻蚀进行精确定位。图5表示刻蚀标记窗口 4底部的金属层2后，露出 被金属层2遮挡的对位标记3后的结构示意图；对位标记3轮廓清晰，在利用光刻版在金 属层2上刻蚀所需金属图形5时，能够实现厚金属光刻精确对位，套准精度达到0. 15 μ m以 内。本专利技术为了避免在衬底1上淀积金属层2形成较大晶粒，金属材料分3次均勻淀 积在衬底1上，降低了金属层2表面的粗糙度，通过选择性地掩蔽和刻蚀光刻胶6，在金属层 2上形成多个标记窗口 4，腐蚀标记窗口 4底部的金属层2后，能够露出被金属层2遮挡的 对位标记3，通过所述对位标记2作为对位坐标，能够对金属层2上刻蚀所需图形5作为对 位，实现了金属光刻精确对位，提高了套准精度，降低了金属淀积后晶粒的尺寸，使得金属 表面粗糙度降低，安全可靠。权利要求1.一种用于厚金属的光刻工艺，其特征是，所述厚金属的光刻工艺包括如下步骤(a)、在衬底上多次均勻淀积金属材料，使在衬底上形成金属层的厚度为3.9μπι 4. 1 μ m ；(b)、在上述金属层上涂布光刻胶，选择性地掩蔽和刻蚀所述光刻胶，在所述光刻胶上 刻蚀出多个标记窗口，露出标记窗口底部的金属层；(c)、对标记窗口底部的金属层进行金属腐蚀，去除标记窗口底部相对应的金属层，露 出被金属层遮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于厚金属的光刻工艺，其特征是，所述厚金属的光刻工艺包括如下步骤：（ａ）、在衬底上多次均匀淀积金属材料，使在衬底上形成金属层的厚度为３．９μｍ～４．１μｍ；（ｂ）、在上述金属层上涂布光刻胶，选择性地掩蔽和刻蚀所述光刻胶，在所述光刻胶上刻蚀出多个标记窗口，露出标记窗口底部的金属层；（ｃ）、对标记窗口底部的金属层进行金属腐蚀，去除标记窗口底部相对应的金属层，露出被金属层遮挡的对位标记；（ｄ）、去除金属层上的光刻胶；（ｅ）、在上述金属层上再次涂布光刻胶，所述光刻胶涂布于露出对位标记外的金属层上；（ｆ）、选择性地掩蔽和刻蚀所述光刻胶，利用上述露出的对位标记作为对位坐标，对金属层进行光刻，在金属层上得到所需的金属图形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高向东，张世权，肖志强，寇春梅，
申请(专利权)人：无锡中微晶园电子有限公司，
类型：发明
国别省市：32