[发明专利]一种平面光栅及其制备方法

说明书

本发明公开的一种制备平面光栅的方法，包括如下步骤：S01：在衬底上依次形成金属层和光刻胶；S02：采用光刻工艺图形化光刻胶，形成光刻胶图形；S03：以光刻胶图形为掩模，刻蚀金属层的顶部，并保留金属层的底部，形成平面光栅中凸起的金属阵列；S04：去除光刻胶图形，形成表面含有凸起的金属阵列的平面光栅。本发明提供的一种平面光栅及其制备方法，可以显著提升平面光栅图形最终的保真度和均匀性的要求，同时可提高金属层的可靠性，改善了金属镀膜性能不良和镀膜剥落的缺点。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种平面光栅及其制备方法。

背景技术

无论精密数控机床还是集成电路装备，都需要对系统运动台的二维方向进行精确测量与定位，其中二维光栅测量技术是重要的二维平面测量与定位方法之一；其具有精度高、量程大、结构紧凑、对测量环境要求相对较低等优点，可同时对两个方向的平面微位移进行测量。

硅是反射式二维平面光栅的最佳基底材料之一，硅基平面光栅部分加工设备和工艺可以和主流集成电路设备和工艺兼容，具备良好的工艺研发基础条件，现有技术中硅基反射式二维平面光栅的形成过程包括如下步骤：

S01：如附图1所示，在基底硅片11上依次沉积底部隔离层12和支撑层13；使用平面光栅光刻版完成光刻工艺，留下抗反射层15和图形化后的光刻胶图形16；

S02：以光刻胶图形16为掩模，刻蚀支撑层，形成与平面光栅具有相同形状的凸起支撑层17，并去除光刻胶图形和抗反射层；

S03：在凸起支撑层17以及底部隔离层上沉积金属膜层，金属膜层在凸起支撑层上形成凸起金属阵列，从而形成平面光栅。

但硅基反射式二维平面光栅的加工还存在如下问题：由于最终的平面光栅是在支撑层以及底部隔离层上镀膜形成的，镀膜过程中无法确保光栅图形的保真性和均匀性；镀膜过程中无法确保金属膜层的稳定性；位于支撑层侧边以及外角边的镀膜金属性能不良，并且该处的金属膜层容易发生剥落现象，从而影响平面光栅的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种平面光栅及其制备方法，可以显著提升平面光栅图形最终的保真度和均匀性的要求，同时可提高金属层的可靠性，改善了金属镀膜性能不良和镀膜剥落的缺点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种制备平面光栅的方法，包括如下步骤：

S01：在衬底上依次形成金属层和光刻胶；

S02：采用光刻工艺图形化光刻胶，形成光刻胶图形；

S03：以光刻胶图形为掩模，刻蚀金属层的顶部，并保留金属层的底部，形成平面光栅中凸起的金属阵列；

S04：去除光刻胶图形，形成表面含有凸起的金属阵列的平面光栅。

进一步地，所述金属层包括底部金属层和顶部金属层，且所述底部金属层和顶部金属层之间形成有刻蚀阻挡层，所述衬底上方依次为底部金属层、刻蚀阻挡层和顶部金属层，且所述顶部金属层和底部金属层为同一种金属。

进一步地，所述步骤S03中刻蚀顶部金属层并停止于所述刻蚀阻挡层，形成顶部金属图形；所述步骤S04中去除光刻胶图形之后，去除多余的刻蚀阻挡层，形成与顶部金属图形相同的刻蚀阻挡图形。

进一步地，所述衬底和底部金属层之间形成有底部隔离层。

进一步地，所述顶部金属层和光刻胶图形之间形成有顶部隔离层，所述步骤S04中去除光刻胶图形之后，去除顶部隔离层。

进一步地，所述顶部金属层和底部金属层为金、银、铝中的一种或多种。

进一步地，所述刻蚀阻挡层为氮化钽、氮化钛、氮化硅、钛、氮氧化硅、二氧化硅中的一种或多种。