一種改善基于Cr掩?？涛g工藝的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種改善基于Cr掩?？涛g工藝的方法，該方法適用于基于Cr掩模的各種材料的刻蝕工藝，該方法包括：a.通過(guò)lift-off工藝制備Cr掩模；b.對(duì)Cr掩模進(jìn)行退火處理釋放內(nèi)部應(yīng)力，改變Cr掩模的形貌，然后再進(jìn)行刻蝕?；诒景l(fā)明所刻蝕的圖形側(cè)壁陡直性好、各向異性高、工藝穩(wěn)定重復(fù)率高。
【專利說(shuō)明】一種改善基于Cr掩?？涛g工藝的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種改善基于Cr掩?？涛g工藝的方法，該方法適用于基于Cr掩模的各種材料的刻蝕工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于加工器件精度的要求也越來(lái)越高，如何滿足超大規(guī)模集成電路、MEMS、光電子器件等各種微結(jié)構(gòu)器件制造的要求，成為研究重點(diǎn)。
[0003]刻蝕是微細(xì)加工技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，它與其它微細(xì)加工技術(shù)一樣，取得了迅速的發(fā)展。從總體上來(lái)說(shuō)，刻蝕(有掩模刻蝕)可分為干法刻蝕和濕法刻蝕兩種，初期的刻蝕以濕法刻蝕為主，但隨著器件制作進(jìn)入微米、亞微米時(shí)代，濕法刻蝕由于其本身固有的缺點(diǎn)，越來(lái)越不能滿足科研和生產(chǎn)的需要，同時(shí)干法刻蝕技術(shù)取得了很大進(jìn)展，所以濕法刻蝕逐漸被以等離子體技術(shù)為基礎(chǔ)的干法刻蝕取代。
[0004]特別是近年來(lái)出現(xiàn)的電感稱合等離子體源ICP (Inductively Coupled Plasma)的發(fā)展，使高密度反應(yīng)離子刻蝕工藝真正發(fā)展成了一項(xiàng)實(shí)用的刻蝕技術(shù)。它的主要特點(diǎn)有刻蝕速快、選擇比高、各向異性高、刻蝕損傷小、大面積均勻性好、刻蝕斷面輪廓可控性高和刻蝕表面平整光滑等優(yōu)點(diǎn)。如果用光刻膠作為刻蝕掩模，在刻蝕的過(guò)程中會(huì)不斷消耗光刻膠，難于進(jìn)行高寬比的刻蝕，選用較厚的光刻膠又會(huì)影響器件的尺寸，而用金屬Cr作為掩模進(jìn)行刻蝕可避免這些問(wèn)題。但Cr掩模的制作所需用到的lift-off工藝，會(huì)影響刻蝕側(cè)壁的陡直性，從而影響器件的性能。
[0005]因此，需要探索新的刻蝕工藝，從而改善刻蝕的圖形側(cè)壁陡直性、各向異性以及、工藝穩(wěn)定性和重復(fù)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0007]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供一種改善基于Cr掩?？涛g工藝的方法，以改善刻蝕的圖形側(cè)壁陡直性差、各向異性不高、工藝不穩(wěn)定重復(fù)率差的問(wèn)題。
[0008]( 二 )技術(shù)方案
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種改善基于Cr掩模刻蝕工藝的方法，該方法適用于基于Cr掩模的各種材料的刻蝕工藝，該方法包括:
[0010]a、通過(guò)lift-off工藝制備Cr掩模；
[0011]b、對(duì)Cr掩模進(jìn)行退火處理釋放內(nèi)部應(yīng)力，改變Cr掩模的形貌，然后再進(jìn)行刻蝕。
[0012]上述方案中，步驟a中所述Cr掩模是由電子束蒸發(fā)技術(shù)所沉積，并由lift-off工藝所形成的。
[0013]上述方案中，步驟a中所述lift-off工藝所用的光刻膠為AZ5214反轉(zhuǎn)膠。
[0014]上述方案中，步驟b中所述退火工藝為快速退火。
[0015]上述方案中，步驟b中所述刻蝕是采用ICP刻蝕工藝。[0016](三)有益效果
[0017]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0018]1、利用本發(fā)明，由于如果要進(jìn)行高選擇比的刻蝕工藝，需要選擇一種性能穩(wěn)定，并且易于去除的物質(zhì)作為掩膜層，所以基于本發(fā)明所選用金屬Cr作為掩模，在刻蝕過(guò)程中性能穩(wěn)定，刻蝕前后基本不變，同時(shí)在刻蝕結(jié)束后可以用專門(mén)的除鉻劑去除，不影響器件的性倉(cāng)泛。
[0019]2、利用本發(fā)明，由于如果直接用lift-off工藝所形成的Cr做掩模圖形,在刻蝕的過(guò)程中，被刻蝕材料的側(cè)壁受到掩膜圖形側(cè)壁的影響，陡直性差，從而影響器件性能，所以本發(fā)明可以通過(guò)退火改變已有的lift-off工藝所形成的Cr掩模圖形的側(cè)壁形貌，使得刻蝕的圖形側(cè)壁陡直性好、各向異性高、工藝穩(wěn)定重復(fù)率高。
[0020]3、利用本發(fā)明，由于選用的都是常規(guī)工藝，并且工藝流程較簡(jiǎn)單，可復(fù)制性強(qiáng)。所以本發(fā)明可以普遍的應(yīng)用于各種高選擇比的干法刻蝕中。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明提供的改善基于Cr掩?？涛g工藝的方法流程圖；
[0022]圖2是lift-off工藝所形成的Cr掩模圖形；
[0023]圖3是Cr掩模不經(jīng)過(guò)退火處理用ICP刻蝕多層Si基材料的刻蝕形貌；
[0024]圖4是經(jīng)過(guò)退火處理后Cr掩模圖形；
[0025]圖5是Cr掩模經(jīng)過(guò)退火處理后用ICP刻蝕多層Si基材料的刻蝕形貌。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0027]如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的改善基于Cr掩?？涛g工藝的方法流程圖，該方法適用于基于Cr掩模的各種材料的刻蝕工藝，該方法包括:
[0028]步驟a:通過(guò)lift-off工藝制備Cr掩模；
[0029]步驟b:對(duì)Cr掩模進(jìn)行退火處理釋放內(nèi)部應(yīng)力，改變Cr掩模的形貌，然后再進(jìn)行刻蝕。
[0030]其中，步驟a中所述Cr掩模圖形是由電子束蒸發(fā)技術(shù)所沉積，蒸發(fā)電壓為10KV，電流0.4A,并由lift-off工藝用丙酮?jiǎng)冸x所形成的,所述lift-off工藝所用的光刻膠為AZ5214反轉(zhuǎn)膠。步驟b中所述退火工藝為快速退火，將器件快速加熱到400°C，保持I分鐘，再刻蝕。所述刻蝕是采用ICP刻蝕工藝，其中ICP頻率13.56MHz，功率1000W ；RF頻率12.5MHz，功率75W ;刻蝕氣體為SF6、C3F8和02的混合氣體，腔室壓強(qiáng)lOTorr。
[0031]圖2所示為在多層的Si基材料上面，經(jīng)過(guò)光刻、電子束蒸發(fā)和lift-off工藝剝離所形成的Cr掩模圖形；圖3所示為lift-off工藝剝離所形成的Cr掩模圖形直接用于ICP刻蝕多層Si基材料的刻蝕形貌圖；圖4所示為對(duì)lift-off工藝剝離所形成的Cr掩模圖形，經(jīng)過(guò)高溫退火處理后的變化圖；圖5所示為Cr掩模圖形經(jīng)過(guò)退火處理后用ICP刻蝕對(duì)多層Si基材料的刻蝕所形成的形貌圖。
[0032]實(shí)施例1:基于Cr掩模對(duì)SiO2進(jìn)行刻蝕，具體步驟如下所述:[0033]步驟1:在SiO2上通過(guò)lift-off工藝制備Cr掩模；
[0034]步驟2:對(duì)Cr掩模進(jìn)行退火處理釋放內(nèi)部應(yīng)力，改變Cr掩模的形貌，然后再對(duì)SiO2進(jìn)行刻蝕。
[0035]實(shí)施例2:基于Cr掩模對(duì)Si進(jìn)行刻蝕，具體步驟如下所述:
[0036]步驟1:在Si上通過(guò)lift-off工藝制備Cr掩模；
[0037]步驟2:對(duì)Cr掩模進(jìn)行退火處理釋放內(nèi)部應(yīng)力，改變Cr掩模的形貌，然后再對(duì)Si進(jìn)行刻蝕。
[0038]實(shí)施例3:基于Cr掩模對(duì)Si3N4進(jìn)行刻蝕，具體步驟如下所述:
[0039]步驟1:在Si3N4上通過(guò)lift-off工藝制備Cr掩模；
[0040]步驟2:對(duì)Cr掩模進(jìn)行退火處理釋放內(nèi)部應(yīng)力，改變Cr掩模的形貌，然后再對(duì)Si3N4進(jìn)行刻蝕。
[0041]實(shí)施例4:基于Cr掩模對(duì)多層Si基材料進(jìn)行刻蝕，具體步驟如下所述:
[0042]步驟1:在多層Si基材料上通過(guò)lift-off工藝制備Cr掩模；
[0043]步驟2:對(duì)Cr掩模進(jìn)行退火處理釋放內(nèi)部應(yīng)力，改變Cr掩模的形貌，然后再對(duì)多層Si基材料進(jìn)行刻蝕。
[0044]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種改善基于Cr掩?？涛g工藝的方法,該方法適用于基于Cr掩模的各種材料的刻蝕工藝，其特征在于，該方法包括: a、通過(guò)lift-off工藝制備Cr掩模； b、對(duì)Cr掩模進(jìn)行退火處理釋放內(nèi)部應(yīng)力，改變Cr掩模的形貌，然后再進(jìn)行刻蝕。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善基于Cr掩?？涛g工藝的方法，其特征在于，步驟a中所述Cr掩模是由電子束蒸發(fā)技術(shù)所沉積,并由lift-off工藝所形成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善基于Cr掩?？涛g工藝的方法，其特征在于，步驟a中所述lift-off工藝所用的光刻膠為AZ5214反轉(zhuǎn)膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善基于Cr掩?？涛g工藝的方法，其特征在于，步驟b中所述退火工藝為快速退火。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善基于Cr掩?？涛g工藝的方法，其特征在于，步驟b中所述刻蝕是采用ICP刻蝕工藝。
【文檔編號(hào)】H01L21/027GK103646854SQ201310682827
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】張凱平, 劉明, 謝常青, 龍世兵, 胡媛, 劉宇, 趙盛杰, 張培文 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所