[发明专利]凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记结构及其制备方法

说明书

本发明涉及一种凹陷型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×20μm，深度≥500nm的方形结构；凹陷型电子束套刻对准标记的外周凹槽的宽度≥50μm。本发明的方法，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，制备工艺流程更为简单。

技术领域

本发明属于半导体器件制备技术领域，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。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记结构及其制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种凹陷型SOI衬底电子束套刻对准标记的制备方法，包括：

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。

在本发明的一个实施例中，所述反转光刻胶的型号为AZ5214、AZ5200E或TI35E。

在本发明的一个实施例中，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。

在本发明的一个实施例中，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；