CN106094446A - 一种雷达电子控制元件用晶元的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种雷达电子控制元件用晶元的加工方法，步骤（1）所述的氮化硅膜沉积方法，该方法采用化学沉积技术，快速简便，所述微波功率设定为750W，该功率能够保证氮化硅形成的膜厚度较为均匀合适，所述硅源气体与氮化源气体的流量比例为1:5，该比例下能够在保证硅源完全反应后，还能利用剩余的氮气形成无氧的环境，以保护氮化硅膜，所述步骤（7）：所述电子束光刻胶的去除方法，该方法能够彻底去除晶元表面多余的光刻胶，所述丙酮溶液和乙醇溶液分别为分析纯级的丙酮溶液和无水乙醇溶液，该等级的有机溶剂，纯度高，能够防止晶元表面的污染。
Description
技术领域
本发明涉及雷达及其零件的加工领域，特别是涉及一种雷达电子控制元件用晶元的加工方法。
背景技术
雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。雷达在使用过程中需要不停调节接收角度，才能实现最大限度的接收电磁波，担任此项任务的是高精度的电子控制元件。晶元是电子产品中一个重要的部件，为了配合雷达的使用，该晶元一般要求的制造工艺较高。但是目前的工艺技术普遍存在步骤繁琐，耗时较长、样品制备成功率低的问题。
发明内容
一种雷达电子控制元件用晶元的加工方法，其步骤包括：
（1）将晶元采用化学汽相淀积在晶元表面沉积修饰一层氮化硅膜，形成薄膜晶圆；
（2）使用金刚石切片机将薄膜晶圆切成宽为2.0～2.5mm矩形条样品，并将其清洗干净；
（3）在200-250℃的温度下，对矩形条样品加热3-5min后，用甩胶机在矩形条样品表面旋涂0.9-1.2μm厚的电子束光刻胶；
（4）在120℃的温度下，对涂胶后的矩形条样品加热1min后，用电子束光刻机透过掩膜版对矩形条样品进行光刻；
（5）在110℃的温度下，对光刻后的矩形条样品加热1min并显影后，用超纯水冲洗2min，并在N2氛围中烘干后再加热1min；
（6）用反应离子刻蚀工艺对显影后的矩形条样品进行刻蚀，设置反应气体Cl2的流量为15～35ccm，压强为10～15mT，功率为100～200W，沿着显影后的图形在矩形条样品上刻蚀掉800～1500nm深的厚度；
（7）去除矩形条样品表面的电子束光刻胶，并将晶元清洗干净。
优选的，所述步骤（1）所述的氮化硅膜沉积方法为：将晶元清洗后放在工艺室中，对工艺室抽真空，设定工艺条件：
工艺室的压力：保持在1Pa～5Pa；
微波功率：控制在560W～800W；
淀积温度：控制在室温220～300℃范围；
气体总流量：80～200sccm；
硅源气体和氮化源气体的流量比：1∶4～1∶8；
旋转速率保持为45转/分钟；
将硅源气体与氮化源气体相混合后通入工艺室，开启微波源，工作30min，即可在晶元上淀积一层氮化硅薄膜。
优选的，所述微波功率设定为750W。
优选的，所述硅源气体与氮化源气体的流量比例为1:5。
优选的，所述步骤（7）：所述电子束光刻胶的去除方法为：将刻蚀后的矩形条样品放置剥离液中，在60～75℃的水温下，水浴加热3～5min后取出；再依次放置丙酮溶液和乙醇溶液中分别超声2min，超声强度设为3.0；再将超声后的上述矩形条样品用超纯水冲洗3min，并在N2氛围中烘干。
优选的，所述丙酮溶液和乙醇溶液分别为分析纯级的丙酮溶液和无水乙醇溶液。
有益效果：本发明提供了一种雷达电子控制元件用晶元的加工方法，步骤（1）所述的氮化硅膜沉积方法，该方法采用化学沉积技术，快速简便，所述微波功率设定为750W，该功率能够保证氮化硅形成的膜厚度较为均匀合适，所述硅源气体与氮化源气体的流量比例为1:5，该比例下能够在保证硅源完全反应后，还能利用剩余的氮气形成无氧的环境，以保护氮化硅膜，所述步骤（7）：所述电子束光刻胶的去除方法，该方法能够彻底去除晶元表面多余的光刻胶，所述丙酮溶液和乙醇溶液分别为分析纯级的丙酮溶液和无水乙醇溶液，该等级的有机溶剂，纯度高，能够防止晶元表面的污染。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种雷达电子控制元件用晶元的加工方法，其步骤包括：
（1）将晶元采用化学汽相淀积在晶元表面沉积修饰一层氮化硅膜，形成氮化硅薄膜，其沉积方法为：将晶元清洗后放在工艺室中，对工艺室抽真空，设定工艺条件：
工艺室的压力：保持在1Pa；
微波功率：控制在750W；
淀积温度：控制在室温220℃范围；
气体总流量：80sccm；
硅源气体和氮化源气体的流量比：1∶5；
旋转速率保持为45转/分钟；
将硅源气体与氮化源气体相混合后通入工艺室，开启微波源，工作30min，即可在晶元上淀积一层氮化硅薄膜；
（2）使用金刚石切片机将薄膜晶圆切成宽为2.0mm矩形条样品，并将其清洗干净；
（3）在200℃的温度下，对矩形条样品加热3min后，用甩胶机在矩形条样品表面旋涂0.9μm厚的电子束光刻胶；
（4）在120℃的温度下，对涂胶后的矩形条样品加热1min后，用电子束光刻机透过掩膜版对矩形条样品进行光刻；
（5）在110℃的温度下，对光刻后的矩形条样品加热1min并显影后，用超纯水冲洗2min，并在N2氛围中烘干后再加热1min；
（6）用反应离子刻蚀工艺对显影后的矩形条样品进行刻蚀，设置反应气体Cl2的流量为15ccm，压强为10mT，功率为100W，沿着显影后的图形在矩形条样品上刻蚀掉800nm深的厚度；
（7）去除矩形条样品表面的电子束光刻胶，并将晶元清洗干净，电子束光刻胶的去除方法为：将刻蚀后的矩形条样品放置剥离液中，在60℃的水温下，水浴加热3min后取出；再依次放置分析纯级的丙酮溶液和无水乙醇溶液中分别超声2min，超声强度设为3.0；再将超声后的上述矩形条样品用超纯水冲洗3min，并在N2氛围中烘干。
实施例2：
一种雷达电子控制元件用晶元的加工方法，其步骤包括：
（1）将晶元采用化学汽相淀积在晶元表面沉积修饰一层氮化硅膜，形成氮化硅薄膜，其沉积方法为：将晶元清洗后放在工艺室中，对工艺室抽真空，设定工艺条件：
工艺室的压力：保持在3Pa；
微波功率：控制在750W；
淀积温度：控制在室温280℃范围；
气体总流量：160sccm；
硅源气体和氮化源气体的流量比：1∶5；
旋转速率保持为45转/分钟；
将硅源气体与氮化源气体相混合后通入工艺室，开启微波源，工作30min，即可在晶元上淀积一层氮化硅薄膜；
（2）使用金刚石切片机将薄膜晶圆切成宽为2.2mm矩形条样品，并将其清洗干净；
（3）在220℃的温度下，对矩形条样品加热4min后，用甩胶机在矩形条样品表面旋涂1.1μm厚的电子束光刻胶；
（4）在120℃的温度下，对涂胶后的矩形条样品加热1min后，用电子束光刻机透过掩膜版对矩形条样品进行光刻；
（5）在110℃的温度下，对光刻后的矩形条样品加热1min并显影后，用超纯水冲洗2min，并在N2氛围中烘干后再加热1min；
（6）用反应离子刻蚀工艺对显影后的矩形条样品进行刻蚀，设置反应气体Cl2的流量为27ccm，压强为12mT，功率为150W，沿着显影后的图形在矩形条样品上刻蚀掉1200nm深的厚度；
（7）去除矩形条样品表面的电子束光刻胶，并将晶元清洗干净，电子束光刻胶的去除方法为：将刻蚀后的矩形条样品放置剥离液中，在68℃的水温下，水浴加热4min后取出；再依次放置分析纯级的丙酮溶液和无水乙醇溶液中分别超声2min，超声强度设为3.0；再将超声后的上述矩形条样品用超纯水冲洗3min，并在N2氛围中烘干。
实施例3：
一种雷达电子控制元件用晶元的加工方法，其步骤包括：
（1）将晶元采用化学汽相淀积在晶元表面沉积修饰一层氮化硅膜，形成氮化硅薄膜，其沉积方法为：将晶元清洗后放在工艺室中，对工艺室抽真空，设定工艺条件：
工艺室的压力：保持在5Pa；
微波功率：控制在750W；
淀积温度：控制在室温300℃范围；
气体总流量：200sccm；
硅源气体和氮化源气体的流量比：1∶5；
旋转速率保持为45转/分钟；
将硅源气体与氮化源气体相混合后通入工艺室，开启微波源，工作30min，即可在晶元上淀积一层氮化硅薄膜；
（2）使用金刚石切片机将薄膜晶圆切成宽为2.5mm矩形条样品，并将其清洗干净；
（3）在250℃的温度下，对矩形条样品加热5min后，用甩胶机在矩形条样品表面旋涂1.2μm厚的电子束光刻胶；
（4）在120℃的温度下，对涂胶后的矩形条样品加热1min后，用电子束光刻机透过掩膜版对矩形条样品进行光刻；
（5）在110℃的温度下，对光刻后的矩形条样品加热1min并显影后，用超纯水冲洗2min，并在N2氛围中烘干后再加热1min；
（6）用反应离子刻蚀工艺对显影后的矩形条样品进行刻蚀，设置反应气体Cl2的流量为35ccm，压强为15mT，功率为200W，沿着显影后的图形在矩形条样品上刻蚀掉1500nm深的厚度；
（7）去除矩形条样品表面的电子束光刻胶，并将晶元清洗干净，电子束光刻胶的去除方法为：将刻蚀后的矩形条样品放置剥离液中，在75℃的水温下，水浴加热5min后取出；再依次放置分析纯级的丙酮溶液和无水乙醇溶液中分别超声2min，超声强度设为3.0；再将超声后的上述矩形条样品用超纯水冲洗3min，并在N2氛围中烘干。
抽取各实施例的样品进行检测分析，并与现有技术进行对照，得出如下数据：
| 工艺周期/h | 制备成功率 | 使用寿命/年 | 制造精度 | |
| 实施例1 | 3.5 | 85% | 30 | 一级 |
| 实施例2 | 3.8 | 87% | 30 | 一级 |
| 实施例3 | 3.2 | 90% | 30 | 一级 |
| 现有指标 | 5 | 60% | 20 | 二级 |
根据上述表格数据可以得出，当实施实施例3参数时，得到的雷达电子控制元件用晶元，其工艺周期为3.2h，制备成功率为90%，使用寿命为30年，制造精度为一级，而现有技术标准其工艺周期为5h，制备成功率为60%，使用寿命为20年，制造精度为二级，因此本发明雷达电子控制元件用晶元的加工方法制造出的雷达电子控制元件用晶元工艺周期短、制备成功率低、使用寿命长、制造精度高，相较而言本发明具有显著地优越性。
本发明提供了一种雷达电子控制元件用晶元的加工方法，步骤（1）所述的氮化硅膜沉积方法，该方法采用化学沉积技术，快速简便，所述微波功率设定为750W，该功率能够保证氮化硅形成的膜厚度较为均匀合适，所述硅源气体与氮化源气体的流量比例为1:5，该比例下能够在保证硅源完全反应后，还能利用剩余的氮气形成无氧的环境，以保护氮化硅膜，所述步骤（7）：所述电子束光刻胶的去除方法，该方法能够彻底去除晶元表面多余的光刻胶，所述丙酮溶液和乙醇溶液分别为分析纯级的丙酮溶液和无水乙醇溶液，该等级的有机溶剂，纯度高，能够防止晶元表面的污染。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种雷达电子控制元件用晶元的加工方法，其特征在于，其步骤包括：
（1）将晶元采用化学汽相淀积在晶元表面沉积修饰一层氮化硅膜，形成薄膜晶圆；
（2）使用金刚石切片机将薄膜晶圆切成宽为2.0～2.5mm矩形条样品，并将其清洗干净；
（3）在200-250℃的温度下，对矩形条样品加热3-5min后，用甩胶机在矩形条样品表面旋涂0.9-1.2μm厚的电子束光刻胶；
（4）在120℃的温度下，对涂胶后的矩形条样品加热1min后，用电子束光刻机透过掩膜版对矩形条样品进行光刻；
（5）在110℃的温度下，对光刻后的矩形条样品加热1min并显影后，用超纯水冲洗2min，并在N2氛围中烘干后再加热1min；
（6）用反应离子刻蚀工艺对显影后的矩形条样品进行刻蚀，设置反应气体Cl2的流量为15～35ccm，压强为10～15mT，功率为100～200W，沿着显影后的图形在矩形条样品上刻蚀掉800～1500nm深的厚度；
（7）去除矩形条样品表面的电子束光刻胶，并将晶元清洗干净。
2.一种权利要求1所述的雷达电子控制元件用晶元的加工方法，其特征在于，步骤（1）所述的氮化硅膜沉积方法为：将晶元清洗后放在工艺室中，对工艺室抽真空，设定工艺条件：
工艺室的压力：保持在1Pa～5Pa；
微波功率：控制在560W～800W；
淀积温度：控制在室温220～300℃范围；
气体总流量：80～200sccm；
硅源气体和氮化源气体的流量比：1∶4～1∶8；
旋转速率保持为45转/分钟；
将硅源气体与氮化源气体相混合后通入工艺室，开启微波源，工作30min，即可在晶元上淀积一层氮化硅薄膜。
3.根据权利要求2所述的氮化硅膜沉积方法，其特征在于，所述微波功率设定为750W。
4.根据权利要求2所述的氮化硅膜沉积方法，其特征在于，所述硅源气体与氮化源气体的流量比例为1:5。
5.一种权利要求1所述的雷达电子控制元件用晶元的加工方法，其特征在于，步骤（7）：所述电子束光刻胶的去除方法为：将刻蚀后的矩形条样品放置剥离液中，在60～75℃的水温下，水浴加热3～5min后取出；再依次放置丙酮溶液和乙醇溶液中分别超声2min，超声强度设为3.0；再将超声后的上述矩形条样品用超纯水冲洗3min，并在N2氛围中烘干。
6.根据权利要求5所述的子束光刻胶的去除方法，其特征在于，所述丙酮溶液和乙醇溶液分别为分析纯级的丙酮溶液和无水乙醇溶液。
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