光波导半导体器件的工艺方法
【专利摘要】本发明公开了一种光波导半导体器件的工艺方法，包含步骤：第1步，在硅衬底上淀积第一介质膜层；第2步，在第一介质膜层之上利用光刻胶定义出图形；第3步，对第一介质膜层进行刻蚀之后，去除光刻胶；第4步，淀积热氧化层，然后进行化学机械研磨；第5步，淀积第二介质膜层；第6步，在第二介质膜层之上利用光刻胶定义出光刻对准标记区域；第7步，在光刻对准标记区域完成光刻对准标记的制作；第8步，对第二介质膜层进行刻蚀；第9步，重复上述步骤进行介质膜层的反复淀积，最终完成光波导半导体器件的制作。本发明工艺避免因介质膜层沉积造成的光刻对准标记中残留物，从而使得后续层次实现精确对准。
【专利说明】
光波导半导体器件的工艺方法
技术领域
[0001]本发明涉及半导体制造领域，特别是指一种光波导半导体器件的工艺方法。
【背景技术】
[0002]光波导(Opticalwaveguide)是引导光波在其中传播的介质装置。光波导的传输需要借助具有不同折射率的多层介质膜结构，利用电磁波的全反射现象使光波局限于波导及其周围有限区域内传播。其传输特性对外界的温度和压力等因素敏感，可用于温度、压力、声场等物理量测。
[0003]光波导半导体器件是由多层不同折射率的介质膜组合，如图1所示，中间的两个大矩形空间内填充的就是多层的介质膜层。如图2所示，图中左侧衬底I上方有第一介质膜层2和第二介质膜层5，右侧光刻对准标记区域中存在第二介质膜层5的残留(图2中三个虚线圈注处)。其工艺过程包括:先在衬底上刻蚀制作光刻对准标记，然后淀积第一介质膜层，对第一介质膜层图案化，然后再淀积热氧化层及第二介质膜层，再将光刻对准标记区域打开。介质膜沉积在光刻对准标记结构中，且无法通过刻蚀等手段完全去除，从而会对光刻套准图形产生影响，后续多层介质膜的沉积会加重这一现象，因而无法保证后续层次的对准。
[0004]因此，如何实现多层介质膜层工艺后的光刻工艺对准，是光波导半导体器件制作的关键。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种光波导半导体器件的工艺方法，解决光刻对准标记区域的介质膜残留问题。
[0006]为解决上述问题，本发明提供一种光波导半导体器件的工艺方法，包含如下的步骤:
[0007]第I步，在硅衬底上淀积第一介质膜层；
[0008]第2步，在第一介质膜层之上利用光刻胶定义出图形；
[0009]第3步，对第一介质膜层进行刻蚀之后，去除光刻胶；
[0010]第4步，淀积热氧化层，然后进行化学机械研磨；
[0011]第5步，淀积第二介质膜层；
[0012]第6步，在第二介质膜层之上利用光刻胶定义出光刻对准标记区域；
[0013]第7步，在光刻对准标记区域完成光刻对准标记的制作；
[0014]第8步，对第二介质膜层进行刻蚀；
[0015]第9步，重复上述步骤进行介质膜层的反复淀积，最终完成光波导半导体器件的制作。
[0016]进一步地，所述第I步中第一介质膜层的厚度为1.5?4μπι，具体根据器件结构来调整。
[0017]进一步地，所述第2步中对第一介质膜层直接进行图案定义，无需使用光刻对准标记。
[0018]进一步地，所述第4步中热氧化层的厚度是根据第I步的第一介质膜层的厚度来确定，要求淀积的热氧化层厚度大于第一介质膜层的台阶高度，然后利用化学机械研磨对热氧化层研磨至与第一介质膜层齐平;化学机械研磨工艺要求第一介质膜层的损失厚度在
0.1ymW 内。
[0019]进一步地，所述第5步中第二介质膜层的厚度与第一介质膜层的厚度相同。
[0020]进一步地，所述第6步中光刻对准标记区域通过光刻及刻蚀在晶圆周围形成，晶圆面内打开6?1个光刻对准标记区域，每个光刻对准标记区域的尺寸为5cm*5cm。
[0021]进一步地，所述第7步中光刻对准标记形成在打开的光刻对准标记区域的硅衬底上，直接刻蚀形成;刻蚀的深度为0.5?1.5μπι，具体深度需结合总介质膜层的层数及厚度来确定，介质膜层的层数越多，厚度越大，则光刻对准标记的深度也相应增加。
[0022]进一步地，所述第8步中第二介质膜层的刻蚀采用第7步形成光刻对准标记进行对准。
[0023]进一步地，重复实施各步骤形成多层的介质膜层淀积介质膜，介质膜层的层数依据实际应用进行调整。
[0024]进一步地，所述的各介质膜层，材质为氮氧化物或者其他掺杂材料，不同的介质膜层具有不同的光折射率。
[0025]本发明所述的光波导半导体器件的工艺方法，先沉积介质膜层，通过光刻在介质膜层上形成光刻对准标记，利用介质膜层作为刻蚀阻挡层，在硅衬底表面形成光刻对准标记，从而避免因介质膜层沉积造成的光刻对准标记中残留物，使得后续层次的对准能够不受多层介质膜沉积工艺的影响，从而使得后续层次实现精确对准。
【附图说明】
[0026]图1是光波导器件多层介质膜层示意图。
[0027]图2是现有工艺造成的光刻对准标记介质膜残留的示意图。
[0028]图3?11是本发明工艺步骤示意图。
[0029]图12是本发明工艺步骤流程图。
[0030]附图标记说明
[0031 ] I是衬底，2是第一介质膜层，3是光刻胶，4是热氧化层，5是第二介质膜层，6是光刻对准标记区域。
【具体实施方式】
[0032]本发明提供一种光波导半导体器件的工艺方法，包含如下的步骤:
[0033]第I步，在硅衬底I上淀积第一介质膜层2;第一介质膜层2的厚度为1.5?4μπι，具体根据器件结构来调整。后续工艺淀积各介质膜层，介质膜层的材质为氮氧化物或者其他掺杂材料，要求不同的介质膜层具有不同的光折射率。
[0034]第2步，在第一介质膜层2之上利用光刻胶3定义直接进行图案定义，无需使用光刻对准标记。
[0035]第3步，对第一介质膜层2进行刻蚀之后，去除光刻胶3;
[0036]第4步，淀积热氧化层4，然后进行化学机械研磨。热氧化层4的厚度是根据第I步的第一介质膜层2的厚度来确定，要求淀积的热氧化层4的厚度大于第一介质膜层2的台阶高度，然后利用化学机械研磨对热氧化层4研磨至与第一介质膜层2齐平;化学机械研磨工艺要求第一介质膜层2的损失厚度在0.Ιμπι以内。
[0037]第5步，淀积第二介质膜层5，厚度与第一介质膜层2的厚度相同。
[0038]第6步，在第二介质膜层5之上利用光刻胶3定义出光刻对准标记区域6。光刻对准标记区域6通过光刻及刻蚀在晶圆周围形成，晶圆面内打开6?10个光刻对准标记区域，每个光刻对准标记区域的尺寸为5cm*5cm，或者不仅限于此的其他尺寸。
[0039]第7步，在光刻对准标记区域完成光刻对准标记的制作。光刻对准标记形成在打开的光刻对准标记区域的硅衬底I上，直接刻蚀形成;刻蚀的深度为0.5?1.5μπι，具体深度需结合总介质膜层的层数及厚度来确定，介质膜层的层数越多，厚度越大，则光刻对准标记的深度也相应增加。
[0040]第8步，对第二介质膜层5进行刻蚀，刻蚀时采用第7步形成光刻对准标记进行对准。
[0041]重复上述步骤进行介质膜层的反复淀积，层数依据实际应用进行调整，最终完成光波导半导体器件的制作。
[0042]以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种光波导半导体器件的工艺方法，其特征在于:包含如下的步骤: 第I步，在硅衬底上淀积第一介质膜层； 第2步，在第一介质膜层之上利用光刻胶定义出图形； 第3步，对第一介质膜层进行刻蚀之后，去除光刻胶； 第4步，淀积热氧化层，然后进行化学机械研磨； 第5步，淀积第二介质膜层； 第6步，在第二介质膜层之上利用光刻胶定义出光刻对准标记区域； 第7步，在光刻对准标记区域完成光刻对准标记的制作； 第8步，对第二介质膜层进行刻蚀。2.如权利要求1所述的光波导半导体器件的工艺方法，其特征在于:所述第I步中第一介质膜层的厚度为1.5?4μπι，具体根据器件结构来调整。3.如权利要求1所述的光波导半导体器件的工艺方法，其特征在于:所述第2步中对第一介质膜层直接进行图案定义，无需使用光刻对准标记。4.如权利要求1所述的光波导半导体器件的工艺方法，其特征在于:所述第4步中热氧化层的厚度是根据第I步的第一介质膜层的厚度来确定，要求淀积的热氧化层厚度大于第一介质膜层的台阶高度，然后利用化学机械研磨对热氧化层研磨至与第一介质膜层齐平；化学机械研磨工艺要求第一介质膜层的损失厚度在0.Ιμπι以内。5.如权利要求1所述的光波导半导体器件的工艺方法，其特征在于:所述第5步中第二介质膜层的厚度与第一介质膜层的厚度相同。6.如权利要求1所述的光波导半导体器件的工艺方法，其特征在于:所述第6步中光刻对准标记区域通过光刻及刻蚀在晶圆周围形成，晶圆面内打开6?10个光刻对准标记区域，每个光刻对准标记区域的尺寸为5cm*5cm。7.如权利要求1所述的光波导半导体器件的工艺方法，其特征在于:所述第7步中光刻对准标记形成在打开的光刻对准标记区域的硅衬底上，直接刻蚀形成;刻蚀的深度为0.5?1.5μπι，具体深度需结合总介质膜层的层数及厚度来确定，介质膜层的层数越多，厚度越大，则光刻对准标记的深度也相应增加。8.如权利要求1所述的光波导半导体器件的工艺方法，其特征在于:所述第8步中第二介质膜层的刻蚀采用第7步形成光刻对准标记进行对准。9.如权利要求1所述的光波导半导体器件的工艺方法，其特征在于:重复实施各步骤形成多层的介质膜层淀积介质膜，介质膜层的层数依据实际应用进行调整。10.如权利要求1所述的光波导半导体器件的工艺方法，其特征在于:所述的各介质膜层，材质为氮氧化物或者其他掺杂材料，不同的介质膜层具有不同的光折射率。
【文档编号】G03F9/00GK105914131SQ201610268934
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】王辉
【申请人】上海华虹宏力半导体制造有限公司