一种用于晶圆腐蚀工艺的金属掩膜制备方法技术

本发明专利技术揭示了一种用于晶圆腐蚀工艺的金属掩膜制备方法，包括如下步骤：S1、设计并制作带有晶圆腐蚀图形的光刻版；S2、采用步骤S1中的光刻版，利用光刻胶在所需晶圆上进行光刻，形成光刻胶图形；S3、利用物理气相沉积方法在光刻后的晶圆表面沉积种子层；S4、剥离多余的种子层和去胶，形成带有图形化种子层的晶圆；S5、对步骤S4形成的带有图形化种子层的晶圆进行电化学沉积金属掩膜，金属掩膜结构将在晶圆表面暴露种子层的位置生长，并最终形成所设计的金属掩膜。本发明专利技术优化原有电化学沉积金属掩膜流程，即不再在沉积后通过腐蚀等方式将多余种子层，而是沉积前通过光刻胶剥离工艺将多余种子层去除，流程及操作都更加简单高效。流程及操作都更加简单高效。流程及操作都更加简单高效。

【技术实现步骤摘要】
一种用于晶圆腐蚀工艺的金属掩膜制备方法


[0001]本专利技术属于晶圆刻蚀掩膜加工
，具体涉及一种用于晶圆腐蚀工艺的金属掩膜制备方法。

技术介绍

[0002]湿法腐蚀具有腐蚀速率快、各向异性差、选择比高、成本低且具有较高机械灵敏度，所以湿法腐蚀是最早用于微机械结构制造的加工方法。所谓的湿法腐蚀，就是将晶圆放入化学腐蚀液中进行腐蚀，在腐蚀的过程中，化学腐蚀液与晶圆的接触表面发生化学反应从而实现去除掉晶圆表面的部分或全部材料，最后形成特定结构。
[0003]能够作为掩膜的材料包括很多，如光刻胶、氧化硅、氮化硅、金属、氧化铝等。金属掩膜的制备通常采用物理方法沉积，比如电子束蒸发、磁控溅射和离子束溅射等。一般常用的金属掩膜材料有Cr、Au、Ni、Al、Ti和Cu等，由于不同金属与晶圆表面的粘附性不同，通常采用两种及其两种以上的金属来作为金属掩膜，最后通过湿法腐蚀形成图形。如使用单层金属Ni作为湿法腐蚀的掩膜，参见CN201710480815.8，也存在不足：l，使用单层金属无法形成致密性好、耐腐蚀性强的湿法腐蚀掩膜；2，无法通过常用的物理沉积方法增加金属掩膜的厚度来制备耐湿法腐蚀的金属掩膜。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种用于晶圆腐蚀工艺的金属掩膜制备方法，以克服现有技术中存在的不足。
[0005]为实现前述目的，本专利技术实施例采用的技术方案包括：
[0006]本专利技术提供了一种用于晶圆腐蚀工艺的金属掩膜制备方法，包括如下步骤：
[0007]S1、设计并制作带有晶圆腐蚀图形的光刻版，且在所述晶圆腐蚀图形外围设置一圈导通区，并与所述晶圆腐蚀图形外部连接；
[0008]S2、采用步骤S1中的光刻版，利用光刻胶在所需晶圆上进行光刻，形成光刻胶图形；
[0009]S3、利用物理气相沉积方法在光刻后的晶圆表面沉积种子层；
[0010]S4、剥离多余的种子层和去胶，形成带有图形化种子层的晶圆；
[0011]S5、对步骤S4形成的带有图形化种子层的晶圆进行电化学沉积金属掩膜，金属掩膜结构将在晶圆表面暴露种子层的位置生长，并最终形成所设计的金属掩膜。
[0012]进一步地，步骤S2具体包括：采用步骤S1中的光刻版，在所需晶圆上旋涂光刻胶，匀胶转速3000r/min，持续1min，前烘100℃10min，曝光120mJ/cm2，后烘100℃2min，显影40s，光刻胶厚度？，制作出光刻胶图形。
[0013]进一步地，步骤S2还包括：选取所需晶圆并对其去污清洗、吹干。
[0014]进一步地，步骤S3中的种子层包括自下而上依次设置的粘结层和导电层，其中，所述粘结层选用的金属材料为Ti，所述导电层选用的金属材料为Cr、Ni、Cu、Au或Al中的任意
一种或多种的组合。
[0015]进一步地，所述导电层的厚度大于所述粘结层的厚度。
[0016]进一步地，步骤S4具体包括：先采用第一道去胶剂对步骤S3中沉积种子层的晶圆浸泡10～20min，以使第一道去胶剂浸没整个晶圆，并借助针筒辅助吹落多余种子层；再使用第二道去胶剂浸泡晶圆10～15min，并将残留的多余种子层剥离至晶圆；最后采用第三道去胶剂对晶圆浸泡5～10min，将残留的光刻胶去除，然后溢流、吹干，得到需要的图形化种子层。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0018](1)本专利技术提供的是一种湿法腐蚀晶圆的金属掩膜制作方法，弥补物理法不易制备厚金属和腐蚀法不易控制厚金属精度的同时，优化原有电化学沉积金属掩膜流程，即不再在沉积后通过腐蚀等方式将多余种子层，而是沉积前通过光刻胶剥离工艺将多余种子层去除，流程及操作都更加简单高效。
[0019](2)通过本专利技术方法拓宽了金属掩膜厚度制作范围，且金属掩膜厚度增加的同时，仍可得到高精度的金属掩膜图形；此外，光刻板设计时，特别增加图形外围一圈导通区，且与图形外部连接，保证整个图形相互导通。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本申请一实施方式中用于晶圆腐蚀工艺的金属掩膜制备方法的流程框图。
[0022]图2为实施例所用晶圆示意图。
[0023]图3为实施例所用晶圆光刻后结构示意图。
[0024]图4为实施例所用晶圆物理气相沉积种子层结构示意图。
[0025]图5为实施例所用晶圆剥离多余种子层后结构示意图。
[0026]图6为实施例所用晶圆电化学沉积金属掩膜后结构示意图。
[0027]图7为对比例中用于晶圆腐蚀工艺的金属掩膜制备方法的流程框图。
[0028]附图标记说明：1、晶圆，2、光刻胶，3、粘结层，4、导电层，5、金属掩膜。
具体实施方式
[0029]鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
[0030]本专利技术实施例的一个方面提供了一种用于晶圆腐蚀工艺的金属掩膜制备方法，包括如下步骤：
[0031]S1、设计并制作带有晶圆腐蚀图形的光刻版，且在所述晶圆腐蚀图形外围设置一圈导通区，并与所述晶圆腐蚀图形外部连接；
[0032]S2、采用步骤S1中的光刻版，利用光刻胶在所需晶圆上进行光刻，形成光刻胶图形；
[0033]S3、利用物理气相沉积方法在光刻后的晶圆表面沉积种子层；
[0034]S4、剥离多余的种子层和去胶，形成带有图形化种子层的晶圆；
[0035]S5、对步骤S4形成的带有图形化种子层的晶圆进行电化学沉积金属掩膜，金属掩膜结构将在晶圆表面暴露种子层的位置生长，并最终形成所设计的金属掩膜。
[0036]在一些优选实施例中，所述物理气相沉积方法可以包括电子束蒸发或磁控溅射，但不局限于此。
[0037]在一些优选实施例中，步骤S2具体包括：采用步骤S1中的光刻版，在所需晶圆上旋涂光刻胶，匀胶转速2500～3500r/min，持续30s～90s，前烘100℃10～15min，曝光110～125mJ/cm2，后烘100℃1～3min，显影30～70s，光刻胶厚度2～5μm，制作出光刻胶图形。
[0038]在一些优选实施例中，步骤S2还包括：选取所需晶圆并对其去污清洗、吹干，具体为对选取的晶圆去污清洗，采用丙酮、乙醇等有机溶剂超声波清洗10
‑
20min，再溢流吹。
[0039]在一些优选实施例中，所述步骤S2中的晶圆为石英或碳化硅。
[0040]在一些优选实施例中，所述种子层的厚度范围为100～400nm。
[0041]在一些优选实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于晶圆腐蚀工艺的金属掩膜制备方法，其特征在于包括如下步骤：S1、设计并制作具有晶圆腐蚀图形的光刻版，且在所述晶圆腐蚀图形外围设置一圈导通区，并与所述晶圆腐蚀图形外部连接；S2、利用所述的光刻版和光刻胶在所需晶圆上进行光刻，形成光刻胶图形；S3、在表面具有光刻胶图形的晶圆表面沉积种子层；S4、通过金属剥离方式去除多余的种子层，在晶圆表面形成图形化种子层；S5、采用电化学沉积方式在所述图形化种子层上沉积金属掩膜。2.根据权利要求1所述的用于晶圆腐蚀工艺的金属掩膜制备方法，其特征在于，步骤S2具体包括：采用步骤S1中的光刻版，在所需晶圆上旋涂光刻胶，匀胶转速2500～3500r/min，持续30s～90s，前烘100℃10～15min，曝光110～125mJ/cm2，后烘100℃1～3min，显影30～70s，光刻胶厚度2～5μm，制作出光刻胶图形。3.根据权利要求2所述的用于晶圆腐蚀工艺的金属掩膜制备方法，其特征在于，步骤S2还包括：选取所需晶圆并对其去污清洗、吹干。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的用于晶圆腐蚀工艺的金属掩膜制备方法，其特征在于：所述步骤S2中的晶圆包括石英或碳化硅晶圆。5.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的用于晶圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：董鹏展，
申请(专利权)人：苏州苏纳光电有限公司，
类型：发明
国别省市：