[发明专利]柱销式衬底保持器及其制备方法

说明书

本公开提供了一种柱销式衬底保持器及其制备方法，该制备方法包括：S1，在低面形起伏的基底(1)上依次形成金属掩蔽层(2)、有机保护层(3)和感光层(4)；S2，对感光层(4)进行曝光、显影，得到柱销式结构；S3，依次刻蚀有机保护层(3)、金属掩蔽层(2)，将柱销式结构转移至有机保护层(3)、金属掩蔽层(2)中；S4，使用腐蚀液对基底(1)进行腐蚀，将柱销式结构继续转移至基底(1)中，基底(1)中柱销式结构的上表面保持了基底(1)初始的低面形起伏；S5，去除感光层(4)、有机保护层(3)和金属掩蔽层(2)，得到柱销式衬底保持器。本公开的方法基于微纳加工技术可以制备出大面积、高平整度的柱销式衬底保持器。

技术领域

本公开涉及精密光刻承片技术领域，具体涉及一种柱销式衬底保持器及其制备方法。

背景技术

随着集成电路技术向更高的制程节点方向发展，对光刻设备衬底保持器(即承片台)吸附后硅片面形起伏的要求越来越高。

光刻衬底保持器从最早的平面金属衬底保持器到目前的平面石英、碳化硅衬底保持器，衬底保持器的面形起伏在不断的降低，基本可以满足低制程的光刻工艺需求。但是在高制程工艺中，即使硅片和衬底保持器已经抛光到加工工艺的极限水平，但硅片吸附到现有平面衬底保持器上的面形起伏仍然难以满足高制程光刻工艺的需求。

并且，目前国内尚无大面积、高平整度的精密柱销式衬底保持器及其加工技术，因此开发大面积、高平整度的精密柱销式衬底保持器及其加工技术具有重要意义。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对上述问题，本公开提供了一种柱销式衬底保持器及其制备方法，用于解决传统衬底保持器对晶圆衬底的面形起伏难以控制等技术问题。

(二)技术方案

本公开一方面提供了一种柱销式衬底保持器的制备方法，包括：S1，在低面形起伏的基底上依次形成金属掩蔽层、有机保护层和感光层；S2，对感光层进行曝光、显影，得到柱销式结构；S3，依次刻蚀有机保护层、金属掩蔽层，将柱销式结构转移至有机保护层、金属掩蔽层中；S4，使用腐蚀液对基底进行腐蚀，将柱销式结构继续转移至基底中，基底中柱销式结构的上表面保持了基底初始的低面形起伏；S5，去除感光层、有机保护层和金属掩蔽层，得到柱销式衬底保持器。

进一步地，S1中低面形起伏的基底包括基底的表面最高处与最低处的差值PV＜20nm，基底的表面高处、低处的平均值RMS＜1nm；基底的材料包括石英、蓝宝石和碳化硅中的一种，基底的直径为6英寸、8英寸或12英寸。

进一步地，S1中金属掩蔽层的材料包括Au、Cu、Cr和Al中的一种，金属掩蔽层的厚度d₁为50～500nm；有机保护层为耐酸碱腐蚀的有机材料，包括聚甲基丙烯酸甲酯、5000/41耐腐蚀胶、旋涂碳中的一种；有机保护层的厚度d2为1～20μm；感光层为光刻胶材料，感光层的厚度d₃为100～5000nm。

进一步地，S1中对感光层进行光刻的方法包括紫外光刻、激光直写光刻和电子束直写光刻中的一种。

进一步地，S2中柱销式结构的特征尺寸d₄为10～500μm；柱销式结构的周期尺寸为0.5～10mm；柱销式结构包括圆柱体、锥形体和立方体结构中的一种。

进一步地，S3中刻蚀有机保护层的方法包括湿法刻蚀和氧等离子体刻蚀中的一种；刻蚀金属掩蔽层的方法包括离子束刻蚀、反应离子束刻蚀、感应耦合等离子体刻蚀和湿法刻蚀中的一种。

进一步地，S4中腐蚀液包括HF、NH₄F、H₂SO₄、HNO₃和HCl中的一种或者多种的组合。

进一步地，S4中对基底进行腐蚀的腐蚀深度＞10μm，腐蚀时间为30min～180min。