专利名称：一种微型条带的表面处理方法
技术领域：
本发明涉及半导体集成电路制造领域，尤其涉及一种微型条带的表面处理方法。
技术背景
随着微机械加工技术的进步，在光学领域MEMS器件得到了越来越广泛的应用。对 于光学MEMS器件，微型条带是其最基本的结构之一。微型条带的表面状况(平整度和颗粒 度)是微加工过程的重要指标，因此为获得较优的光学性能，需获得表面平整、颗粒较少的 清洁表面，以便于后续工艺(如金属膜层淀积)的进行。
通常的表面处理以湿法清洗为主，研究多集中于对清洗液的成分、清洗工艺的改 进等方面。对于湿法以外的研究较少，专利号为7605063的美国专利提出了一种在去胶腔 室内对衬底施加偏置电压、并通入保护性气体的方法进行去胶，有助于维持器件表面的清洁。
但是，如上述方法那样改善微型条带的表面状况，需要具备一定的硬件条件，并且 实施过程比较复杂，不适用于实际生产。因此，为获得较好的微型条带的表面状况，需要提 供一种与现有工艺兼容、工艺过程可靠、成本可控、适于实际生产的工艺方案。发明内容
本发明的主要目的在于提出一种微型条带的表面处理方法，该方法在膜层结构中 弓I入一层牺牲层，保护了结构表面不受等离子体损伤，以获得较佳的微型条带表面状况。
为达成上述的目的，本发明提出一种微型条带的表面处理方法，其步骤包括在衬底上方形成条带膜层；于所述条带膜层上，依序淀积抗反射层与牺牲层或牺牲层与抗反射层；图形化所述牺牲层、所述抗反射层以及所述条带膜层；去除所述牺牲层。
优选地，所述条带膜层的材料为氮化硅，所述条带膜层的厚度为200 600nm。
优选地，所述抗反射层的材料为SiON，所述牺牲层的材料为无定形硅、多晶硅或者 APF。
优选地,所述牺牲层的材料为无定形娃,其厚度为15 25nm。
优选地,所述牺牲层材料APF为含氢的无定形碳膜,其厚度为30 50nm。
优选地，所述图形化所述牺牲层、所述抗反射层以及所述条带膜层是通过光刻和 刻蚀工艺实现的，其中，所述刻蚀工艺中采用的刻蚀气体为02、Ar、CF4、CHF3中的一种或多种 气体的组合。
优选地，所述的去除所述牺牲层是通过湿法刻蚀或干法去胶工艺实现的。
优选地，所述的湿法刻蚀采用的腐蚀液为TMAH。
优选地，所述条带膜层、所述抗反射层和所述牺牲层是通过PECVD工艺形成的。
从上述技术方案可以看出，本发明的一种微型条带的表面处理方法，通过在膜层结构中引入一层牺牲层，其保护了结构表面不受等离子体损伤，获得较佳的微型条带表面 状况；此外，引入的牺牲层仅需在图形化膜层结构后，对其进行湿法刻蚀或干法去胶工艺 进行去除，不会对工艺复杂度、产能和生产成本造成明显影响。因此，本发明的表面处理方 法不仅能获得较佳的微型条带表面状况，而且与现有工艺兼容，具有工艺过程可靠、成本可 控、适于实际生产等优点。
图1为本发明微型条带表面处理方法的较佳实施例的流程示意图；图1A IC为本发明微型条带表面处理方法实施例一具体步骤的剖面结构示意图；图2A 2D为本发明微型条带表面处理方法实施例二具体步骤的剖面结构示意图。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的 是本发明能够在不同的示例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明 及图示在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。
本发明的一种微型条带的表面处理方法，通过在膜层结构中引入一层牺牲层，其 保护了结构表面不受等离子体损伤，以获得较佳的微型条带表面状况，而且与现有工艺兼 容，具有工艺过程可靠、成本可控、适于实际生产等优点。
上述及其它技术特征和有益效果，下面结合具体实施例及附图对本发明微型条带 的表面处理方法进行详细说明。
图1为本发明微型条带表面处理方法的较佳实施例的流程示意图。
实施例一请参阅图1A，如图1A所示，提供一衬底100，通过等离子体增强型化学气相淀积 (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition ,简称 PECVD)工艺，在衬底 100 上形成一 层条带膜层200。进一步地,条带膜层200的材料为氮化娃(Si3N4),或者氮化娃与氧化层的 复合膜，其厚度为200 600nm。在本实施例中，条带膜层200的材料为氮化硅，优选地，其 厚度为300nm。
接着，通过PECVD工艺，在上述的条带膜层200上方淀积一层抗反射层210，进一步 地，抗反射层210的材料为SiON。在本实施例中，上述抗反射层210的厚度为60nm。
然后，在上述抗反射层210之上，再通过PECVD工艺形成一层牺牲层220，以使上述 牺牲层220完全覆盖于抗反射层210的上表面上。在此需要说明的是，牺牲层220材料的 选取应考虑以下因素在后续图形化过程中，牺牲层220材料可以与抗反射层210、条带膜 层200同步进行图形化，即牺牲层220材料与抗反射层210、条带膜层200的干法刻蚀选择 比保持在合适水平。在图形化完成后，牺牲层220通过湿法刻蚀等方法进行去除，在此湿法 刻蚀过程中，要求牺牲层220材料与抗反射层210、条带膜层200的湿法刻蚀选择比较高，以 实现对牺牲层220的选择性去除。进一步地，上述条带膜层200的材料为氮化硅，则牺牲层 220的材料可以是无定形硅(a-Si)或者多晶硅(poly)。在本实施例中，牺牲层220的材料 为无定形娃(a-Si),其中，牺牲层的厚度为15 25nm,较佳地其厚度为20nm。至此,形成了 具有条带膜层200、抗反射层210和牺牲层220组成的膜层结构。
请参阅图1B，如图1B所示，在上述的牺牲层220上涂布一层光刻胶，并图形化该 光刻胶，其中，图形化光刻胶是通过光刻工艺实现的。然后，以图形化的光刻胶为掩膜，采用 干法刻蚀工艺，依次刻蚀牺牲层220、抗反射层210和条带膜层200。其中，上述干法刻蚀工 艺中采用的刻蚀气体为O2、Ar、CF4、CHF3中的一种或多种气体的组合。在本实施例中，刻蚀 牺牲层220的工艺气体可选用CF4、02、Ar ;刻蚀抗反射层210的工艺气体选用CF4、CHF3、02、 Ar ;刻蚀条带膜层200的工艺气体选用CF4、CHF3> 02、Ar。进一步地，条带膜层200、抗反射 层210和牺牲层220的刻蚀是在一个刻蚀腔室内分步完成的。然后，去除残余的光刻胶，就 得到如图1B所示的膜层结构。
请参阅1C，如图1C所示，通过湿法刻蚀工艺去除牺牲层220，在本实施例中，湿法 刻蚀工艺中所采用的腐蚀液为TMAH。进一步地，TMAH腐蚀液的浓度为20%，其对牺牲层220 的刻蚀速率接近800nm/min，而其对抗反射层210和条带膜层200基本上不刻蚀。最终，在 去除牺牲层220之后，微型条带的表面较为平整且颗粒度较好，有利于后续工艺的进行。
实施例二请参阅图2A，如图2A所示，提供一衬底150，通过PECVD工艺，在衬底150上形成一层 条带膜层300。进一步地,条带膜层300的材料为氮化娃(Si3N4),或者氮化娃与氧化层的复 合膜，其厚度为200 600nm。在本实施例中，条带膜层300的材料为氮化硅，优选地，其厚 度为300nm。
接着，通过PECVD工艺，在上述的条带膜层300上方淀积一层牺牲层310，其中，该 牺牲层310完全覆盖于条带膜层300之上。进一步地，牺牲层310的材料为APF(AdVanced Patterning Film)。在本实施例中，上述牺牲层310的材料APF的具体成分为含氢的无定 形碳膜(a-CxHy)，其厚度为30 50nm，优选地，其厚度为40nm。
然后，在上述牺牲层310的上方，通过PECVD工艺淀积一层抗反射层320。进一步 地，抗反射层320的材料为SiON。在本实施例中，上述抗反射层320的厚度为60nm。
在此需要说明的是，在干法刻蚀时APF对于S1、SiO2, Si3N4具有较高选择比，即牺 牲层310对于条带膜层300和抗反射层320具有较高刻蚀选择比。那么，牺牲层310可以 作为硬掩膜层来刻蚀条带膜层300和抗反射层320，但其热稳定性较差，也易于通过干法去 胶工艺去除。
请参阅图2B，如图2B所示，于上述的抗反射层320上涂布一层光刻胶，并图形化 光刻胶，其中，图形化光刻胶是通过光刻工艺实现的。然后，以图形化的光刻胶为掩膜，采用 干法刻蚀工艺，依次刻蚀抗反射层320和牺牲层310，直至刻蚀到条带膜层300的上表面为 止，此时上述抗反射层320表面上的光刻胶已消耗殆尽，并暴露出抗反射层320的上表面， 就得到了如图2B所示的膜层结构。
接着，继续采用干法刻蚀工艺刻蚀条带膜层300，由于条带膜层300与抗反射层 320的刻蚀选择比不高，则在刻蚀过程中上述抗反射层320也被一并去除。此后，以牺牲层 310作为硬掩膜层对条带膜层300进行刻蚀，由于牺牲层310与条带膜层300的刻蚀选择比 较高，因此在条带结构形成后尚有牺牲层薄膜残留，就得到了如图2C所示的膜层结构。此 时，由于受到牺牲层310的保护，条带膜层300的表面未受到等离子体损伤，获得了较佳的 表面状况。
最后，采用干法去胶工艺将残留的牺牲层310去除，获得了如图2D所示的具有较佳表面状况的微型条带。在本实施例中，引入适于去胶去除的APF作为牺牲层材料，使得所 有刻蚀工艺都采用干法方式完成，可在同一机台的不同腔室交替进行各项刻蚀工艺，有助 于提闻广额。
综上所述，通过本发明的方法，在膜层结构中引入一层牺牲层，其保护了结构表面 不受等离子体损伤，获得较佳的微型条带表面状况；此外，引入的牺牲层仅需在图形化膜层 结构后，对其进行湿法刻蚀或干法去胶工艺进行去除，不会对工艺复杂度、产能和生产成本 造成明显影响。因此，本发明的表面处理方法不仅能获得较佳的微型条带表面状况，而且与 现有工艺兼容、具有工艺过程可靠、成本可控、适于实际生产等优点。
以上所述的仅为本发明的实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范 围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发 明的保护范围内。
权利要求
1.一种微型条带的表面处理方法，其特征在于，其步骤包括在衬底上方形成条带膜层；于所述条带膜层上，依序淀积抗反射层与牺牲层或牺牲层与抗反射层；图形化所述牺牲层、所述抗反射层以及所述条带膜层；去除所述牺牲层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述条带膜层的材料为氮化硅，所述条带膜层的厚度为200 600nm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抗反射层的材料为SiON，所述牺牲层的材料为无定形硅、多晶硅或者APF。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述牺牲层的材料为无定形硅，其厚度为 15 25nm。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述牺牲层材料APF为含氢的无定形碳膜，其厚度为30 50nm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图形化所述抗反射层、所述牺牲层以及所述条带膜层是通过光刻和刻蚀工艺实现的，其中，所述刻蚀工艺中采用的刻蚀气体为02、Ar、CF4, CHF3中的一种或多种气体的组合。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的去除所述牺牲层是通过湿法刻蚀或干法去胶工艺实现的。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的湿法刻蚀采用的腐蚀液为TMAH。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述条带膜层、所述抗反射层和所述牺牲层是通过等离子体增强型化学气相淀积工艺形成的。
全文摘要
本发明提供一种微型条带的表面处理方法，其包括在衬底上通过等离子体增强型化学气相淀积工艺形成条带膜层；并于该条带膜层上，依序淀积抗反射层与牺牲层或牺牲层与抗反射层；然后，通过光刻和刻蚀来图形化牺牲层、抗反射层以及条带膜层；最后，通过湿法刻蚀或干法去胶工艺去除牺牲层。因此，通过本发明的方法，在膜层结构中引入一层牺牲层，其不仅能获得较佳的微型条带表面状况，而且与现有工艺兼容，具有工艺过程可靠、成本可控、适于实际生产等优点。
文档编号H01L21/02GK103058127SQ20121054557
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者王伟军, 李铭 申请人:上海集成电路研发中心有限公司