凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记结构及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记结构及其制备方法，该方法包括：S1：清洗SOI衬底；S2：在SOI衬底上涂覆反转光刻胶；S3：利用对准标记掩模版，采用光刻反转工艺在反转光刻胶上形成对准标记光刻图形；S4：根据对准标记光刻图形，在没有被反转光刻胶覆盖的区域进行干法刻蚀处理，刻蚀完成后去除样品表面残留的反转光刻胶，得到凹陷型电子束套刻对准标记；其中，凹陷型电子束套刻对准标记为尺寸≥20μm

【技术实现步骤摘要】
凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记结构及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体器件制备
，具体涉及一种凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]SOI(Silicon On Insulator，绝缘衬底上的硅)衬底材料是一种新型的硅基集成电路和光电子集成材料，包括顶硅层、埋层二氧化硅和衬底硅，它在顶硅层和背衬底之间引入了一层氧化埋层，将基体与衬底隔离。基于SOI结构上的器件将在本质上减小结电容和漏电流，提高开关速度，降低功耗，实现高速低功耗运行。
[0003]电子束光刻利用聚焦电子束对某些高分子聚合物(电子束光刻胶)进行曝光并通过显影获得图形具有高分辨率、使用灵活且无需光刻版等优点。电子束曝光是获得纳米级图形的重要工具，因而被广泛应用于结构光器件、光子芯片、高功率芯片加工领域和掩模版制作传统领域等。电子束套刻和光刻套刻工艺一样需要对准标记，对准标记的质量决定了套刻的精度，目前可以采用的对准标记有两种：金属标记和凹陷型标记。
[0004]金属标记一般选用重金属如Au、Cr等，由于金熔点低在高温下易扩散变形是硅集成电路忌讳材料，而且与体硅工艺不兼容，对于SOI衬底通常采用深硅槽凹陷型标记。为了满足电子束精准获取对准信号，凹陷型对准标记的刻蚀深度必须大于2μm，而对于SOI衬底，其顶硅层厚度一般小于2μm，所以在刻蚀完顶硅层后，需要继续刻蚀二氧化硅层以满足深度需求，由于普通光刻胶对二氧化硅的刻蚀选择比很低，因此，需要额外加入金属层做掩膜，导致SOI衬底的凹陷型对准标记的制备方法较为复杂。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记结构及其制备方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术提供了一种凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记的制备方法，包括：
[0007]S1：清洗SOI衬底；
[0008]S2：在所述SOI衬底上涂覆反转光刻胶；
[0009]S3：利用对准标记掩模版，采用光刻反转工艺在所述反转光刻胶上形成对准标记光刻图形；
[0010]S4：根据所述对准标记光刻图形，在没有被反转光刻胶覆盖的区域进行干法刻蚀处理，刻蚀完成后去除样品表面残留的反转光刻胶，得到凹陷型电子束套刻对准标记；
[0011]其中，所述凹陷型电子束套刻对准标记为尺寸≥20μm
×
20μm，深度≥500nm的方形结构；所述凹陷型电子束套刻对准标记的外周凹槽的宽度≥50μm。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述反转光刻胶的型号为AZ5214、AZ5200E或TI35E。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述S2包括：
[0014]采用旋涂工艺，将所述反转光刻胶涂覆在所述SOI衬底上，旋涂完成后，将其放置
在烤台上烘烤，其中，所述反转光刻胶的厚度不小于1μm。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述S3包括：
[0016]S31：将涂覆反转光刻胶的SOI衬底放入光刻系统中，调整所述对准标记掩模版与SOI衬底的位置后，进行第一次曝光；
[0017]S32：将第一次曝光处理后的样品移动至烤台上烘烤；
[0018]S33：待样品冷却后再次放入所述光刻系统中，去除所述对准标记掩模版后，进行第二次曝光；
[0019]S34：将第二次曝光处理后的样品放在显影液中显影，所述对准标记掩模版覆盖区域的反转光刻胶溶解，对显影处理后的样品进行清洗和吹干，在所述反转光刻胶上形成对准标记光刻图形；
[0020]在本专利技术的一个实施例中，在所述S31中，第一次曝光的时间和光强度乘积不小于65。
[0021]在本专利技术的一个实施例中，在所述S32中，烘烤温度不低于100℃，烘烤时间不少于120s。
[0022]在本专利技术的一个实施例中，在所述S33中，第二次曝光的时间和光强度乘积不小于450。
[0023]在本专利技术的一个实施例中，所述S4包括：
[0024]S41：采用反应离子刻蚀工艺对所述SOI衬底的顶硅层进行刻蚀，刻蚀气体为SF6、CHF3以及O2的混合气体；
[0025]S42：采用反应离子刻蚀工艺对所述SOI衬底的二氧化硅层进行刻蚀，刻蚀气体为CF4和CHF3的混合气体；
[0026]S43：使用离子体去胶机去除样品表面残留的反转光刻胶，得到凹陷型电子束套刻对准标记。
[0027]在本专利技术的一个实施例中，在所述S4中，刻蚀深度≥500nm，刻蚀形成凹槽的宽度≥50μm。
[0028]本专利技术还提供了一种凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记结构，根据上述实施例中任一项所述方法制备得到。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0030]1.本专利技术的凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记的制备方法，利用光刻反转工艺在反转光刻胶上形成对准标记光刻图形后，只需通过一次刻蚀即可得到凹陷型对准标记，与传统的凹陷型对准标记的制备方法相比，减少了金属镀膜、剥离等工艺步骤，使得工艺流程更为简单。
[0031]2.本专利技术的凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记的制备方法，在降低对准标记制备成本的同时也能达到高的电子束套刻精度。
[0032]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
[0033]图1是本专利技术实施例提供的SOI衬底的截面示意图；
[0034]图2是本专利技术实施例提供的一种凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记的制备方法流程图；
[0035]图3a
‑
图3h是本专利技术实施例提供的一种凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记的制备工艺流程图；
[0036]图4是本专利技术实施例提供的一种凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记的结构的截面示意图；
[0037]图5是图4中的凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记的俯视图。
具体实施方式
[0038]为了进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本专利技术提出的一种凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记结构及其制备方法进行详细说明。
[0039]有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本专利技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本专利技术的技术方案加以限制。
[0040]实施例一
[0041]请参见图1，图1是本专利技术实施例提供的SOI衬底的截面示意图。如图所示，SOI衬底包括自上而下依次设置的顶硅层101、二氧化硅层102本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记的制备方法，其特征在于，包括：S1：清洗SOI衬底；S2：在所述SOI衬底上涂覆反转光刻胶；S3：利用对准标记掩模版，采用光刻反转工艺在所述反转光刻胶上形成对准标记光刻图形；S4：根据所述对准标记光刻图形，在没有被反转光刻胶覆盖的区域进行干法刻蚀处理，刻蚀完成后去除样品表面残留的反转光刻胶，得到凹陷型电子束套刻对准标记；其中，所述凹陷型电子束套刻对准标记为尺寸≥20μm
×
20μm，深度≥500nm的方形结构；所述凹陷型电子束套刻对准标记的外周凹槽的宽度≥50μm。2.根据权利要求1所述的凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记的制备方法，其特征在于，所述反转光刻胶的型号为AZ5214、AZ5200E或TI35E。3.根据权利要求2所述的凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记的制备方法，其特征在于，所述S2包括：采用旋涂工艺，将所述反转光刻胶涂覆在所述SOI衬底上，旋涂完成后，将其放置在烤台上烘烤，其中，所述反转光刻胶的厚度不小于1μm。4.根据权利要求1所述的凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记的制备方法，其特征在于，所述S3包括：S31：将涂覆反转光刻胶的SOI衬底放入光刻系统中，调整所述对准标记掩模版与SOI衬底的位置后，进行第一次曝光；S32：将第一次曝光处理后的样品移动至烤台上烘烤；S33：待样品冷却后再次放入所述光刻系统中，去除所述对准标记掩模版后，进行第二次曝光；S34：将第二次曝光处...

【专利技术属性】
技术研发人员：周瑾，刘志宏，李蔚然，黎培森，李祥东，张苇杭，张进成，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：