膜形貌。容易理解，以光刻膠掩膜23為掩膜刻蝕底膜22的刻蝕選擇比越高，則在刻蝕底膜22的過程中，光刻膠掩膜23的厚度消耗越少，而剩余的光刻膠掩膜23的厚度越多，則有利于獲得更高的襯底圖形的刻蝕高度?；谏鲜鲈?，在選用制作底膜22的特定材料時，選擇以光刻膠掩膜為掩膜刻蝕底膜高的材料，例如，干法刻蝕工藝所采用的刻蝕氣體包括02和SF 6，以光刻膠為掩膜刻蝕硅刻蝕選擇比為50，因此，若選用硅制作底膜，可以實現(xiàn)降低光刻膠掩膜的消耗量。
[0051]優(yōu)選的，在步驟S5中，干法刻蝕工藝所采用的腔室壓力的取值范圍在20?50mT ；上電極功率的取值范圍在400?500W ;下電極功率的取值范圍在70?80W ;SFj^流量的取值范圍在40?50sccm ;02的流量的取值范圍在25?35sccm。
[0052]在步驟S6中，底膜22和光刻膠掩膜23共同用作刻蝕襯底21的掩膜，在選用制作底膜22的特定材料時，選擇在被刻蝕時可使光刻膠掩膜的厚度消耗少的基礎(chǔ)上，其作為掩膜刻蝕襯底21的刻蝕選擇比高的材料。例如，娃，其作為掩膜刻蝕襯底21 (Al2O3)的刻蝕選擇比(3)高于光刻膠掩膜23作為掩膜刻蝕襯底21的刻蝕選擇比(0.8)。這樣，借助底膜22，可以在刻蝕襯底21時提尚刻蝕選擇比，從而可以提尚圖形的刻蝕尚度。
[0053]優(yōu)選的，底膜22的厚度根據(jù)在分別進(jìn)行上述步驟S4和步驟S5時光刻膠掩膜23的消耗量而設(shè)定。這樣，在進(jìn)行步驟S6時，由于底膜22和光刻膠掩膜23共同用作刻蝕襯底21的掩膜，因而，底膜22的厚度可以補(bǔ)償光刻膠掩膜23的厚度損失，從而可以保證掩膜厚度足夠獲得所需的刻蝕高度，而且不會影響圖形形貌。當(dāng)然，底膜22的厚度也不宜過大，這是因為:如果底膜22的厚度過高，最終獲得的襯底圖形的頂部會出現(xiàn)平頂，導(dǎo)致無法獲得理想的圖形形貌(通常希望獲得剖面為三角形的圖形形貌)。
[0054]優(yōu)選的，底膜的厚度的取值范圍在45?55nm。
[0055]優(yōu)選的，上述步驟S6進(jìn)一步包括主刻蝕步驟和過刻蝕步驟，其中，主刻蝕步驟用于在刻蝕襯底的同時，控制刻蝕速率和刻蝕選擇比。過刻蝕步驟用于在刻蝕襯底的同時，修飾襯底的圖形形貌，以最終獲得剖面為三角形的圖形形貌。
[0056]優(yōu)選的，主刻蝕步驟進(jìn)一步包括步驟S61和S62，兩個步驟所采用的下電極功率不同，即:步驟S61所采用的下電極功率高于步驟S62所采用的下電極功率，以保證底膜能夠被消耗，不容易在刻蝕后出現(xiàn)粘連現(xiàn)象，優(yōu)選的，步驟S61所采用的下電極功率的取值范圍在 400 ?5001
[0057]另外，由于底膜的存在，襯底圖形在演變過程中容易出現(xiàn)平頂現(xiàn)象，針對該情況，可以通過在進(jìn)行過刻蝕步驟時采用較高的下電極功率來解決，優(yōu)選的，過刻蝕步驟所采用的下電極功率的取值范圍在500?700W。
[0058]圖5為采用本發(fā)明實施例提供的襯底刻蝕方法獲得的襯底圖形演變的過程示意圖。如圖5所示，左側(cè)第一個圖是完成步驟S4后獲得的襯底圖形；左側(cè)第二個圖是完成步驟S5獲得襯底圖形；左側(cè)第三和第四個圖分別是在進(jìn)行步驟S6時獲得的兩個襯底圖形；左側(cè)第五個圖是完成步驟S6最終獲得的襯底圖形。
[0059]需要說明的是，在依次進(jìn)行主刻蝕步驟和過刻蝕步驟時，均采用下述過程刻蝕襯底，且僅是采用的工藝參數(shù)不同。刻蝕襯底的具體過程為，即:向反應(yīng)腔室通入刻蝕氣體，并開啟激勵電源(例如射頻電源)，激勵電源向反應(yīng)腔室施加激勵功率，以使反應(yīng)腔室內(nèi)的刻蝕氣體激發(fā)形成等離子體；開啟偏壓電源，偏壓電源向襯底施加偏壓功率，以使等離子體刻蝕襯底，直至對襯底刻蝕預(yù)定刻蝕深度。工藝參數(shù)主要包括刻蝕氣體的種類和流量、激勵功率、偏壓功率、工藝氣壓(即，反應(yīng)腔室的腔室壓力)以及刻蝕時間等。
[0060]優(yōu)選的，在進(jìn)行步驟S61時，腔室壓力的取值范圍在2?5mT ;上電極功率的取值范圍在1400?2400W ;下電極功率大約在500W ;刻蝕氣體為BCl3,其流量的取值范圍在50?150sccm ;工藝時間大約lmin。
[0061]在進(jìn)行步驟S62時，腔室壓力的取值范圍在2?5mT ;上電極功率的取值范圍在1400?2400W ;下電極功率大約在150?500W ;刻蝕氣體為BCl3,其流量的取值范圍在50?150sccm ;工藝時間的取值范圍在2?5min。
[0062]在進(jìn)行過刻蝕步驟時，腔室壓力的取值范圍在1.5?5mT ;上電極功率的取值范圍在1400?2400W ;下電極功率大約在500?700W ;刻蝕氣體為BCl3,其流量的取值范圍在50?150sccm ;工藝時間的取值范圍在2?5min。
[0063]綜上所述，本發(fā)明實施例提供的襯底刻蝕方法，其在制備光刻膠掩膜之前增設(shè)了一步底膜制備步驟，該底膜通過采用特定材料，可以實現(xiàn)在定義底膜圖形時降低光刻膠掩膜的消耗量，以及在刻蝕襯底時提高掩膜和襯底的刻蝕選擇比，從而可以實現(xiàn)在保證獲得理想的襯底圖形形貌的前提下，提高圖形的刻蝕高度。
[0064]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種襯底刻蝕方法，其特征在于，包括以下步驟: Si，在所述襯底的表面制備一層采用特定材料制作的底膜； S2，在所述底膜上制備光刻膠掩膜； S3，采用納米壓印的方式在所述光刻膠掩膜上制備所需的圖形； S4，去除所述襯底表面未被所述光刻膠掩膜覆蓋的區(qū)域上殘留的光刻膠； S5，刻蝕所述底膜，以將所述光刻膠掩膜的圖形復(fù)制在所述底膜上； S6，刻蝕所述襯底，以將所述光刻膠掩膜的圖形復(fù)制在所述襯底上； 其中，所述底膜用于在進(jìn)行所述步驟S5時，降低所述光刻膠掩膜的消耗量，以及在進(jìn)行所述步驟S6時提高掩膜和襯底的刻蝕選擇比。2.如權(quán)利要求1所述的襯底刻蝕方法，其特征在于，所述特定材料包括娃。3.如權(quán)利要求1所述的襯底刻蝕方法，其特征在于，所述底膜的厚度根據(jù)在分別進(jìn)行所述步驟S4和步驟S5時所述光刻膠掩膜的消耗量而設(shè)定。4.如權(quán)利要求3所述的襯底刻蝕方法，其特征在于，所述底膜的厚度的取值范圍在45 ?55nm05.如權(quán)利要求1所述的襯底刻蝕方法，其特征在于，在步驟S5中，采用干法刻蝕工藝刻蝕所述底膜； 所述干法刻蝕工藝所采用的刻蝕氣體包括02和SF 6。6.如權(quán)利要求5所述的襯底刻蝕方法，其特征在于，所述干法刻蝕工藝所采用的腔室壓力的取值范圍在20?50mT ;上電極功率的取值范圍在400?500W ;下電極功率的取值范圍在70?80W ;SF6的流量的取值范圍在40?50sccm ;02的流量的取值范圍在25?35sccm。7.如權(quán)利要求1所述的襯底刻蝕方法，其特征在于，所述步驟S6進(jìn)一步包括: 主刻蝕步驟，用于在刻蝕襯底的同時，控制刻蝕速率和刻蝕選擇比； 過刻蝕步驟，用于在刻蝕襯底的同時，修飾所述襯底的圖形形貌。8.如權(quán)利要求7所述的襯底刻蝕方法，其特征在于，在所述過刻蝕步驟中，下電極功率的取值范圍在500?700W。9.如權(quán)利要求7所述的襯底刻蝕方法，其特征在于，所述主刻蝕步驟進(jìn)一步包括步驟S61 和 S62， 所述步驟S61所采用的下電極功率高于所述步驟S62所采用的下電極功率，以保證所述底膜能夠被消耗。10.如權(quán)利要求9所述的襯底刻蝕方法，其特征在于，所述步驟S61所采用的下電極功率的取值范圍在400?500W。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種襯底刻蝕方法，其包括以下步驟：S1.在襯底的表面制備一層采用特定材料制作的底膜；S2.在底膜上制備光刻膠掩膜；S3.采用納米壓印的方式在光刻膠掩膜上制備所需的圖形；S4.除襯底表面未被光刻膠掩膜覆蓋的區(qū)域上殘留的光刻膠；S5.刻蝕底膜，以將光刻膠掩膜的圖形復(fù)制在底膜上；S6.刻蝕襯底，以將光刻膠掩膜的圖形復(fù)制在襯底上；其中，底膜用于在進(jìn)行步驟S5時，降低光刻膠掩膜的消耗量，以及在進(jìn)行步驟S6時提高掩膜和襯底的刻蝕選擇比。本發(fā)明提供的襯底刻蝕方法，其可以在保證獲得理想的襯底圖形形貌的前提下，提高圖形的刻蝕高度。
【IPC分類】H01L21/02, G03F1/80
【公開號】CN105676588
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】張君, 謝秋實
【申請人】北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2014年11月18日