深溝槽多層光刻覆蓋結構及其光刻覆蓋方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種深溝槽多層光刻覆蓋結構及其光刻覆蓋方法,解決使用光刻膠對深溝槽進行覆蓋時,臺階覆蓋不良以及顯影不良的問題。本發(fā)明硅片經過溝槽刻蝕后,形成深度大于90um的溝槽,采用多次覆蓋光刻膠對溝槽底部進行填充,確保在進行多次涂光刻膠后在溝槽和硅片平面結合的臺階處形成覆蓋。并且由于第一次顯影后留下的光刻膠在芯片表面的寬度寬于后面光刻留下的光刻膠寬度,將顯影不良控制在第一層光刻膠的上面,保證在最后溝槽外側的光刻膠圖案不會產生缺失或殘留。
【專利說明】深溝槽多層光刻覆蓋結構及其光刻覆蓋方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是關于一種光刻膠溝槽覆蓋工藝,且特別是有關于一種在現(xiàn)有的設備基礎上,可以減小瞬態(tài)抑制二極管產品漏電流的深溝槽多層光刻膠覆蓋結構以及相應的多次光刻覆蓋方法。
【背景技術】
[0002]按,溝槽工藝是分立元器件最常使用到的工藝,進行溝槽刻蝕后PN結暴露出來,漏電流成為了需要解決的關鍵問題之一。相比于低壓和中壓的TVS (Transient VoltageSuppressor,瞬態(tài)抑制二極管)產品,高壓TVS漏電流更大而且不穩(wěn)定,在高溫高濕等惡劣環(huán)境中表現(xiàn)明顯。為了保證在高溫高濕環(huán)境中產品的漏電流穩(wěn)定性,現(xiàn)有工藝是在溝槽刻蝕完成后,在晶圓表面低溫生長一層參氧多晶硅,經過一次光刻保留溝槽中的參氧多晶硅,去除溝槽之外的其他區(qū)域的參氧多晶硅,而使用光刻膠對溝槽進行覆蓋是此工藝的難點。
[0003]惟,在溝槽深度大于90um時,對光刻膠厚度的要求要遠大于溝槽深度小于90um時的情況。其中在溝槽和硅片平面的結合處臺階的光刻膠覆蓋成為難點,在制造業(yè)中通常使用增加光刻膠厚度的方法來實現(xiàn)臺階覆蓋,而此時的臺階高度往往比光刻膠的厚度要薄(參見圖2)。為了保證臺階處的光刻膠厚度,需要使用足夠的光刻膠來對溝槽的底部進行填充,才能確保在進行多次涂光刻膠后在臺階處形成覆蓋。由于現(xiàn)有工藝使用相同光刻板,使得在多次涂覆后形成厚光刻膠的情況下,溝槽外側的光刻膠圖案極易產生顯影不良等外觀異常(參見圖3)。
[0004]針對上述現(xiàn)有深溝槽光刻覆蓋技術中存在的缺陷或不足,本 申請人:遂以其多年從事本行業(yè)的制造經驗和技術累積,積極地研宄如何從結構和工藝上作改良,以期能改善先前技術之缺失,終于在各方條件的審慎考慮下開發(fā)出本發(fā)明。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明之主要目的在于提供一種深溝槽多層光刻覆蓋結構及其光刻覆蓋方法。本發(fā)明使用多次光刻來實現(xiàn)臺階覆蓋的問題,并通過使用不同大小的光刻板來減少其中由于多次光刻導致的顯影不良的風險,能保證在溝槽深度大于90um時能同時滿足有效的覆蓋溝槽和對顯影外觀的要求。
[0006]為達上述的目的及功效,本發(fā)明采用以下技術內容:一種深溝槽多層光刻覆蓋結構,包括一硅片,其上形成有深度大于90um的弧形溝槽;一底層光刻膠層,覆蓋在所述弧形溝槽上方,以及所述弧形溝槽兩側的硅片平面上方;一上層光刻膠層,覆蓋在所述底層光刻膠層上方;其中所述底層光刻膠層在硅片表面的光刻膠寬度大于所述上層光刻膠層在硅片表面的光刻膠寬度;其中所述上層光刻膠層分為兩層以上;其中所述弧形溝槽的深度為90-1 1um,寬度為220um ;其中所述底層光刻膠層、上層光刻膠層采用負光刻膠;其中所述底層光刻膠層以及每層上層光刻膠層的厚度為9-lOum。
[0007]本發(fā)明另采用以下技術內容來達到上述的目的及功效:一種深溝槽多次光刻覆蓋方法,包括下列步驟:提供一硅片,在所述硅片表面刻蝕形成一深度大于90um的弧形溝槽;在所述弧形溝槽底部及其兩側的硅片平面上覆蓋第一層光刻膠,并使用第一光刻版對第一層光刻膠進行顯影;在所述第一層光刻膠上依次覆蓋第二層至第N層光刻膠,并分別在各次覆蓋后使用第二光刻版對各層光刻膠進行顯影;其中所述第一光刻版和第二光刻版的大小不同,從而使所述第二層至第N層光刻膠在顯影后在硅片表面留下的光刻膠寬度相等,但小于所述第一層光刻膠在顯影后在硅片表面留下的光刻膠寬度;其中在硅片表面刻蝕形成的弧形溝槽的深度為90-110um,寬度為220um ;其中各次覆蓋所用的光刻膠均為厚度為9-1Oum的負光刻膠。
[0008]本發(fā)明至少具有以下有益效果:
[0009]本發(fā)明揭示了使用光刻膠進行深溝槽覆蓋的方法以及覆蓋后的結構。產品經過溝槽刻蝕后,在硅片上形成一個弧形溝槽,深度90-110um,寬度220um,光刻膠厚度為9_10um,在進行光刻膠覆蓋時光刻膠為液態(tài),使用多次覆蓋光刻膠來對溝槽的底部進行填充,確保在進行第二次至第N次涂光刻膠后在臺階處形成覆蓋。并且由于第一次顯影后留下的光刻膠在芯片表面的寬度寬于后面光刻留下的光刻膠寬度,能將顯影不良控制在第一層光刻膠的上面,能保證在最后溝槽外側的光刻膠圖案不會產生缺失或殘留。
[0010]本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點可以從本發(fā)明所揭露的技術內容得到進一步的了解。為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂,下文特舉實施例并配合所附圖式作詳細說明如下。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明溝槽刻蝕后的溝槽截面圖。
[0012]圖2為本發(fā)明之前的現(xiàn)有光刻覆蓋工藝舉例之一。
[0013]圖3為本發(fā)明之前的現(xiàn)有光刻覆蓋工藝舉例之二。
[0014]圖4為本發(fā)明之第一實施例光刻膠填充后的溝槽截面圖。
[0015]圖5為本發(fā)明之第二實施例光刻膠填充后的溝槽截面圖。
[0016]圖6為本發(fā)明之光刻覆蓋方法的流程示意圖。
[0017]【符號說明】
[0018]A硅平面和溝槽之間的角度
[0019]B溝槽深度
[0020]C溝槽寬度
[0021]I 硅片
[0022]11 溝槽
[0023]12臺階處
[0024]2第一層光刻膠
[0025]3第二層光刻膠
[0026]4第三層光刻膠
[0027]5第四層光刻膠
[0028]6顯影不良處
【具體實施方式】
[0029]本發(fā)明揭示之內容涉及一種使用光刻膠覆蓋深溝槽的方法及覆蓋后的結構,其主要技術特點在于,對于溝槽深度達到90-110um,寬度達到220um的產品,本發(fā)明使用厚度在9-10um左右負光刻膠多次光刻來實現(xiàn)在臺階處形成覆蓋,更重要的是,本發(fā)明同時通過使用不同大小的光刻板來減少顯影不良的風險。
[0030]接下來將透過數(shù)個實施例并配合所附圖式,說明本發(fā)明與先前技術相比具有創(chuàng)新、進步或功效等獨特技術部分,使本領域普通技術人員能據以實現(xiàn)。須說明的是,本領域普通技術人員在不悖離本發(fā)明的精神下所進行的修飾與變更,均不脫離本發(fā)明的保護范疇。
[0031][第一實施例]
[0032]請參閱圖4,為本發(fā)明第一實施例之深溝槽多層光刻膠覆蓋結構的剖面示意圖。如圖4所示,本實施例之深溝槽多層光刻覆蓋結構,是在硅片I上形成深度大于90um的弧形溝槽11。請一并參閱圖1,本實施例是以深度為llOum,寬度為220um的溝槽11進行說明的,但本發(fā)明并不加以限制。第一層光刻膠2作為底層光刻膠層,覆蓋在溝槽11上方以及溝槽11兩側的硅片平面上方,包括兩者結合的臺階處12上;上層光刻膠層有兩層,包括第二層光刻膠3和第三層光刻膠4,他們依次覆蓋在第一層光刻膠2的上方;其中第一層光刻膠2在硅片I表面的光刻膠寬度大于第二層光刻膠3和第三層光刻膠4在硅片I表面的光刻膠寬度;本實施例是以厚度為9-10um的負光刻膠進行說明的,但本發(fā)明并不限制于此。
[0033]此結構中,第一層光刻膠2、第二層光刻膠3和第三層光刻膠4在臺階處形成了很好的覆蓋;并且,將顯影不良6控制在了第一層光刻膠2上,保證最后溝槽外側的光刻膠圖案不會產生缺失或殘留。
[0034][第二實施例]
[0035]請參閱圖5,為本發(fā)明第二實施例之深溝槽多層光刻膠覆蓋結構的剖面示意圖。如圖5所示,本實施例之深溝槽多層光刻覆蓋結構,是在硅片I上形成深度大于90um的弧形溝槽11。請一并參閱圖1,本實施例同樣是以深度為llOum,寬度為220um的溝槽11進行說明的,但本發(fā)明并不加以限制。第一層光刻膠2作為底層光刻膠層,覆蓋在溝槽11上方以及溝槽11兩側的硅片平面上方,包括兩者結合的臺階處12上;上層光刻膠層有三層,包括第二層光刻膠3、第三層光刻膠4和第四層光刻膠5,他們依次覆蓋在第一層光刻膠2的上方;其中第一層光刻膠2在硅片I表面的光刻膠寬度大于第二層光刻膠3、第三層光刻膠4和第四層光刻膠5在硅片I表面的光刻膠寬度;本實施例是以厚度為9-10um的負光刻膠進行說明的,但本發(fā)明并不限制于此。
[0036]此結構中,第一層光刻膠2、第二層光刻膠3、第三層光刻膠4、第四層光刻膠5在臺階處形成了很好的覆蓋;并且,將顯影不良6控制在了第一層光刻膠2上,保證最后溝槽外側的光刻膠圖案不會產生缺失或殘留。
[0037]附帶一提,從事本領域技藝者能根據溝槽深度及采用光刻膠的不同自行決定所覆蓋的上層光刻膠的數(shù)量,并形成所需性能之產品,本發(fā)明并不限制所述上層光刻膠的數(shù)量為上述實施例中的兩層或者三層。
[0038][制造工藝]
[0039]請參閱圖6,本發(fā)明之深溝槽多層光刻膠覆蓋的結構特征已詳述如上,接下來將進一步說明深溝槽多次光刻膠覆蓋之工藝,其主要包括下列步驟:
[0040]首先,執(zhí)行步驟SlOO:提供一硅片I,在硅片I表面刻蝕形成一深度大于90um的弧形溝槽11。
[0041]接著,執(zhí)行步驟SlOl:在弧形溝槽11底部及其兩側的硅片I平面上覆蓋第一層光刻膠2,并使用第一光刻版(圖中并未示出)對第一層光刻2膠進行顯影。
[0042]此后,執(zhí)行步驟S102:在第一層光刻膠2上依次覆蓋第二層光刻膠3、第三層光刻膠4,可選的第四層光刻膠5,…以此類推,直至第N層光刻膠,并分別在各次覆蓋后使用第二光刻版(圖中并未示出)對各層光刻膠進行顯影。
[0043]上述步驟SlOl、S102的實施要項是:第一光刻版和第二光刻版的大小要求不同,要使第二層3至第N層光刻膠在顯影后在硅片表面留下的光刻膠寬度相等,但都要小于第一層光刻膠2在顯影后在硅片表面留下的光刻膠寬度。
[0044][檢測要求]
[0045]1、溝槽深度測試,測量加工后的產品溝槽深度是否在90-110um深度,需要保證二極管的PN結和外延層被刻蝕穿。
[0046]2、產品加工后光刻膠覆蓋檢查。產品完成光刻后使用顯微鏡進行檢查,在臺階覆蓋處光刻膠覆蓋好,無硅平臺暴露。光刻膠圖案符合要求。無圖案缺失或者光刻膠殘留。
[0047]3、產品參數(shù)測量,產品加工完成后,測試漏流穩(wěn)定,在高溫高濕條件下,漏電流無變化趨勢。
[0048]以上所述僅為本發(fā)明的實施例,其并非用以限定本發(fā)明的專利保護范圍。任何熟習相像技藝者,在不脫離本發(fā)明的精神與范圍內,所作的更動及潤飾的等效替換,仍落入本發(fā)明的專利保護范圍內。
【權利要求】
1.一種深溝槽多層光刻覆蓋結構,其特征在于,包括: 一硅片,其上形成有深度大于90um的弧形溝槽; 一底層光刻膠層,覆蓋在所述弧形溝槽上方,以及所述弧形溝槽兩側的硅片平面上方; 一上層光刻膠層,覆蓋在所述底層光刻膠層上方; 其中,所述底層光刻膠層在硅片表面的光刻膠寬度大于所述上層光刻膠層在硅片表面的光刻膠寬度。
2.如權利要求1所述的深溝槽多層光刻覆蓋結構,其特征在于,其中所述上層光刻膠層分為兩層以上。
3.如權利要求1所述的深溝槽多層光刻覆蓋結構,其特征在于,其中所述弧形溝槽的深度為90-110um,寬度為220um。
4.如權利要求1所述的深溝槽多層光刻覆蓋結構,其特征在于,其中所述底層光刻膠層、上層光刻膠層采用負光刻膠。
5.如權利要求1所述的深溝槽多層光刻覆蓋結構,其特征在于,其中所述底層光刻膠層以及每層上層光刻膠層的厚度為9-lOum。
6.一種用于形成權利要求1至5中任意一項之深溝槽多次光刻覆蓋方法,其特征在于,包括下列步驟: 提供一硅片,在所述硅片表面刻蝕形成一深度大于90um的弧形溝槽; 在所述弧形溝槽底部及其兩側的硅片平面上覆蓋第一層光刻膠,并使用第一光刻版對第一層光刻膠進行顯影; 在所述第一層光刻膠上依次覆蓋第二層至第N層光刻膠,并分別在各次覆蓋后使用第二光刻版對各層光刻膠進行顯影; 其中,所述第一光刻版和第二光刻版的大小不同,從而使所述第二層至第N層光刻膠在顯影后在硅片表面留下的光刻膠寬度相等,但小于所述第一層光刻膠在顯影后在硅片表面留下的光刻膠寬度。
7.如權利要求6所述的深溝槽多次光刻覆蓋方法,其特征在于,其中在硅片表面刻蝕形成的弧形溝槽的深度為90-110um,寬度為220um。
8.如權利要求6所述的深溝槽多次光刻覆蓋方法,其特征在于,其中各次覆蓋所用的光刻膠均為厚度為9-10um的負光刻膠。
【文檔編號】H01L21/027GK104465338SQ201410827929
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月26日 優(yōu)先權日:2014年12月26日
【發(fā)明者】吳宗杰, 夏杰宇 申請人:力特半導體(無錫)有限公司