[发明专利]在晶片表面形成复杂曲面的方法

说明书

本申请提供一种在晶片表面形成复杂曲面的方法，该方法包括：在晶片的表面形成光刻胶；利用具有第一灰度分布的光掩模图形对所述光刻胶进行曝光，并使曝光后的光刻胶显影，以将所述光掩模图形中的所述第一灰度分布转化为所述光刻胶的第一厚度分布，从而在所述光刻胶表面形成曲面；刻蚀光刻胶，对所述光刻胶的表面和所述晶片的表面进行刻蚀，以将所述光刻胶表面的曲面转移到所述晶片的表面。根据本申请能够在晶片表面形成曲面。

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种在晶片的表面形成曲面的方法。

背景技术

在半导体技术中，硅材料表面加工工艺的特点是平面化加工，即，在硅晶片表面的X方向和Y方向进行加工。近年来，发展出了深槽工艺，即，使用干法刻蚀或湿法刻蚀的方式在硅表面形成沟槽。

在现有的半导体材料表面加工工艺中，大多是制造与半导体材料的表面平行或呈特定夹角的平面，即使是深槽工艺，也只是在平面工艺的基础上对与半导体材料的表面垂直的面进行开槽加工以形成平面，而很少加工出光滑曲面。

随着半导体技术的发展，在半导体材料的表面加工出曲面的要求越来越多，相关的研究也逐渐开展。例如，非专利文件1(《硅基自由曲面光学微透镜阵列制作及光学性能研究》，孙艳军等，《红外技术》第34卷第1期)公开了，在利用激光束对基底表面的光刻胶进行曝光的过程中，控制激光束在不同位置的曝光时间，实现对光刻胶的变剂量曝光，显影后的光刻胶的表面形成特定曲面，随后，通过粒子束刻蚀的方法将光刻胶表面的特定曲面转移到基底表面。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

申请内容

本申请的发明人发现，非专利文件1所公开的技术至少存在如下的缺点：通过控制激光束在不同位置的曝光时间，实现对光刻胶的变剂量曝光，其中，激光束的位置控制和曝光时间的控制难度较大，曝光过程的耗时太长，不适于大规模生产并且，受到激光束在光刻胶内的散射等影响，最终形成的曲面的平滑程度会受到影响。

本申请提供一种在晶片的表面形成曲面的方法，利用具有特定灰度分布的光掩模图形对光刻胶进行曝光，以形成具有曲面表面的光刻胶，并将光刻胶的曲面表面转移到晶片的表面，从而在晶片的表面形成曲面。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种在晶片表面形成复杂曲面的方法，该方法包括：

在晶片的表面形成光刻胶；

利用具有第一灰度分布的光掩模图形对所述光刻胶进行曝光，并使曝光后的光刻胶显影，以将所述光掩模图形中的所述第一灰度分布转化为所述光刻胶的第一厚度分布，从而在所述光刻胶表面形成曲面；以及

对所述光刻胶的表面和所述晶片的表面进行刻蚀，以将所述光刻胶表面的曲面转移到所述晶片的表面。

根据本申请实施例的另一个方面，其中，在刻蚀的步骤中，所述光刻胶和所述晶片的刻蚀选择比为1：1-1：50。

根据本申请实施例的另一个方面，其中，在刻蚀的步骤中，对刻蚀区域内不同部位的刻蚀时间相同。

根据本申请实施例的另一个方面，其中，越薄的光刻胶覆盖的晶片表面被刻蚀的深度越深。

根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述曝光的时间是200毫秒-800毫秒。

根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述光掩模图形的第一灰度分布至少是根据目标曲面，所述光刻胶和所述晶片的刻蚀选择比，以及所述光掩模图形的灰度与所述光刻胶的曝光深度之间的关系来确定的。

本申请的有益效果在于：能够在晶片的表面形成所需要的平滑曲面，并且适于大规模生产。