[發(fā)明專利]一種改善基于Cr掩模刻蝕工藝的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310682827.0
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103646854A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張凱平;劉明;謝常青;龍世兵;胡媛;劉宇;趙盛杰;張培文
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;G03F1/80
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種改善基于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。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，對于加工器件精度的要求也越來越高，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。

刻蝕是微細(xì)加工技術(shù)的一個重要組成部分，它與其它微細(xì)加工技術(shù)一樣，取得了迅速的發(fā)展。從總體上來說，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，但隨著器件制作進入微米、亞微米時代，濕法刻蝕由于其本身固有的缺點，越來越不能滿足科研和生產(chǎn)的需要，同時干法刻蝕技術(shù)取得了很大進展，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。

特別是近年來出現(xiàn)的電感耦合等離子體源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)展成了一項實用的刻蝕技術(shù)。它的主要特點有刻蝕速快、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。如果用光刻膠作為刻蝕掩模，在刻蝕的過程中會不斷消耗光刻膠，難于進行高寬比的刻蝕，選用較厚的光刻膠又會影響器件的尺寸，而用金屬Cr作為掩模進行刻蝕可避免這些問題。但Cr掩模的制作所需用到的lift-off工藝，會影響刻蝕側(cè)壁的陡直性，從而影響器件的性能。

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

(一)要解決的技術(shù)問題

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供一種改善基于Cr掩模刻蝕工藝的方法，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)率差的問題。

(二)技術(shù)方案

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：

a、通過lift-off工藝制備Cr掩模；

b、對Cr掩模進行退火處理釋放內(nèi)部應(yīng)力，改變Cr掩模的形貌，然后再進行刻蝕。

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。

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。

上述方案中，步驟b中所述退火工藝為快速退火。

上述方案中，步驟b中所述刻蝕是采用ICP刻蝕工藝。

(三)有益效果

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、利用本發(fā)明，由于如果要進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，在刻蝕過程中性能穩(wěn)定，刻蝕前后基本不變，同時在刻蝕結(jié)束后可以用專門的除鉻劑去除，不影響器件的性能。

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。

3、利用本發(fā)明，由于選用的都是常規(guī)工藝，并且工藝流程較簡單，可復(fù)制性強。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。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的改善基于Cr掩模刻蝕工藝的方法流程圖；

圖2是lift-off工藝所形成的Cr掩模圖形；

圖3是Cr掩模不經(jīng)過退火處理用ICP刻蝕多層Si基材料的刻蝕形貌；

圖4是經(jīng)過退火處理后Cr掩模圖形；

圖5是Cr掩模經(jīng)過退火處理后用ICP刻蝕多層Si基材料的刻蝕形貌。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的改善基于Cr掩模刻蝕工藝的方法流程圖，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：

步驟a：通過lift-off工藝制備Cr掩模；

步驟b：對Cr掩模進行退火處理釋放內(nèi)部應(yīng)力，改變Cr掩模的形貌，然后再進行刻蝕。