[发明专利]一种非感光性聚酰亚胺钝化层的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体集成电路制造工艺，涉及一种钝化层制作方法，尤其涉及一种非感光性聚酰亚胺钝化层的制作方法。

背景技术

非感光性polyimide(聚酰亚胺)材料由于其良好的耐高温特性、机械性能、电学性能以及化学稳定性，已被广泛的应用于半导体器件的钝化层工艺中，以减少各种自然环境和工作环境对半导体器件造成的损害，从而提高器件的可靠性和稳定性。

一般传统的非感光性聚酰亚胺钝化层工艺流程如图1所示，首先在需要制作非感光性聚酰亚胺钝化层的基片上进行非感光性聚酰亚胺的旋涂和烘烤，再在非感光性聚酰亚胺上进行光刻胶的旋涂和烘烤，然后通过曝光显影的方法将已曝光的光刻胶及其底部的非感光性聚酰亚胺同时显影去除获得所需的非感光性聚酰亚胺和光刻胶图形，再将未曝光的光刻胶通过光刻胶剥离液去除，经固化后获得非感光性聚酰亚胺钝化层。但在实际研发和使用过程中，这种方法存在如图2-4所示的一些缺点：缺点一是显影过程中，为了保证非感光性聚酰亚胺的充分显影，通常显影时间较长，这样在非感光性聚酰亚胺膜厚较小的地方会因为过显影而使显影液腐蚀非感光性聚酰亚胺底部的金属铝(如图2所示)，进而影响半导体器件的性能；缺点二是在显影过程中，由于显影液显影能力的各向同性的特征，因此在显影液对非感光性聚酰亚胺的厚度方向进行显影时，非感光性聚酰亚胺的侧向也会受到来自显影液的同样程度的显影(即显影液对下层非感光性聚酰亚胺的纵向和横向可同时显影)，这就导致了非感光性聚酰亚胺的形貌会非常斜且不可控(如图3所示)，这种很斜的形貌不仅影响最终器件的性能，同时也使得钝化层的开孔(PAD)与开孔之见的距离不能太小，这不利于器件的小型化；缺点三是在非感光性聚酰亚胺的上面旋涂一层光刻胶后，由于通常的非感光性聚酰亚胺中的溶剂(例如：NMP，N-甲基吡咯烷酮)对光刻胶的溶解能力很强，因此在非感光性聚酰亚胺中就会混溶一部分光刻胶，这部分的光刻胶很难通过后续的光刻胶剥离液去除，因而会在非感光性聚酰亚胺图形上发生光刻胶残留现象(如图4所示)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种非感光性聚酰亚胺钝化层的制作方法，以解决传统非感光性聚酰亚胺工艺中金属铝被显影腐蚀、非感光性聚酰亚胺的形貌差以及光刻胶残留等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种非感光性聚酰亚胺钝化层的制作方法，包括如下步骤：

(1)提供一需制作非感光性聚酰亚胺钝化层的基片；

(2)在基片上进行非感光性聚酰亚胺的旋涂、烘烤；

(3)采用低温氧化法生长二氧化硅薄膜层；

(4)光刻胶的旋涂、烘烤；

(5)曝光及显影获得光刻胶图形；

(6)以光刻胶图形为刻蚀掩膜层，刻蚀二氧化硅薄膜层形成图形；

(7)剥离去除光刻胶；

(8)以图形化的二氧化硅薄膜层为刻蚀掩膜层，干法刻蚀非感光性聚酰亚胺以形成钝化层图形；

(9)用干法回刻的方法去除二氧化硅薄膜层；

(10)固化后获得非感光性聚酰亚胺钝化层。

在步骤(1)中，所述基片上的顶层金属连线已经形成，或者所述基片上的顶层金属连线以及介质层钝化膜的图形已经形成。

在步骤(2)中，所述的非感光性聚酰亚胺是指其对波长436纳米的G-line，波长365纳米的I-line，波长248纳米的KrF和波长193纳米的ArF中的任意一种或多种光不具有光敏性。所述的非感光性聚酰亚胺旋涂、烘烤后的薄膜厚度为1-50微米，其烘烤温度为50-200℃，烘烤时间为30秒-5小时。优选地，所述烘烤温度为130℃，烘烤时间为5分钟。

在步骤(3)中，所述的低温氧化法包括等离子体化学气相淀积或光能化学气相淀积方法，其反应温度低于400℃，优选地是指一种高密度的等离子体化学气相淀积(HDP CVD)，反应气体包括硅烷(SiH₄)，氧气(O₂)和氩气(Ar)，反应温度为80-150℃，气体压力为0.5-20毫托，射频功率为500-2000瓦，且所述的二氧化硅薄膜层5的厚度为50-5000埃。

在步骤(4)中，所述的光刻胶旋涂、烘烤后的厚度为0.5-10微米。

在步骤(5)中，所述的曝光光源是波长436纳米的G-line，波长365纳米的I-line，波长248纳米的KrF和波长193纳米的ArF中的任意一种。优选地，所述的曝光光源是波长365纳米的I-line。