CN111327284A - 一种叉指电极的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种叉指电极的制备方法,涉及表面声波滤波器的技术领域。叉指电极的制备方法包括:在衬底上方依次形成碳层和光阻层;对光阻层和碳层进行图案化,形成图案层;若图案层的图案与所需的金属线的图案互补,则在含有图案层的衬底上方形成金属层,再去除图案层上的金属层的部分以及图案层;若图案层的图案与所需的金属线的图案相同,则在衬底上方形成碳层之前,在衬底上形成金属层,再去除金属层上与图案层互补区域的部分。该方法能够有效提升光阻层的附着性,并提升黄光的工艺窗口,而且剩余的金属层的部分形成金属线,形成的金属线的线宽较小。

Description

一种叉指电极的制备方法
技术领域
本发明涉及表面声波滤波器的技术领域,具体而言,涉及一种叉指电极的制备方法。
背景技术
表面声波滤波器(SAW filter)广泛的应用在行动通讯、无线电、缆线数据机、与远端控制。叉指电极(IDT)为表面声波滤波器(SAW filter)制造流程中的关键层次,目前,常采用剥离工艺(lift-off)与干式刻蚀工艺(dry etch)两种做法制备叉指电极。
无论是剥离工艺(lift-off),还是干式刻蚀工艺(dry etch)中,使用传统的底层抗反射层,常有附着性不佳的缺点,容易造成图形倒塌,而且形成的金属线的线宽较大。因此,设计一种叉指电极的制备方法,能够有效提升光阻的附着性,并提升黄光的工艺窗口(process window),而且形成的金属线的线宽较小,这是目前急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种叉指电极的制备方法,其能够有效提升光阻的附着性,并提升黄光的工艺窗口(process window),而且形成的金属线的线宽较小。
本发明提供的技术方案:
一种叉指电极的制备方法,包括:
在衬底上方依次形成碳层和光阻层;
对所述光阻层和所述碳层进行图案化,形成图案层;
若所述图案层的图案与所需的金属线的图案互补,则在含有所述图案层的所述衬底上方形成金属层,再去除所述图案层上的所述金属层的部分以及所述图案层;
若所述图案层的图案与所需的金属线的图案相同,则在所述衬底上方形成所述碳层之前,在所述衬底上形成金属层,再去除所述金属层上与所述图案层互补区域的部分。
需要说明的是,本发明的衬底上方可以包含,直接在衬底上形成碳层,在碳层上形成光阻层,如第一实施例所示;也可以为碳层形成的位置是和衬底相对应的,可以再衬底上形成一层金属层,再在金属层上形成碳层,并在碳层上形成光阻层,如第二实施例所示。
需要说明的是,本发明所指的所需的金属线为所需制备的叉指电极的主要元件,剩余的所述金属层的部分则形成所述金属线。
在本发明的较佳实施例中,所述对所述光阻层和所述碳层进行图案化,形成图案层的步骤,包括:
对所述光阻层曝光、显影,以在所述光阻层上形成多个间隔的镂空区域;
刻蚀对应所述光阻层中镂空区域的所述碳层。
在本发明的较佳实施例中,所述若所述图案层的图案与所需的金属线的图案互补,则在含有所述图案层的所述衬底上方形成金属层,再去除所述图案层上的所述金属层的部分以及所述图案层的步骤,包括:
在含有所述图案层的所述衬底上方形成所述金属层;
剥离与所述光阻层对应的所述金属层的部分区域以及所述光阻层;
去除所述碳层。
在本发明的较佳实施例中,所述去除所述碳层的步骤,包括:
采用灰化工艺去除所述碳层。
在本发明的较佳实施例中,若所述图案层的图案与所需的金属线的图案相同,所述在衬底上方依次形成碳层和光阻层的步骤之前,所述方法还包括:
在所述衬底上形成所述金属层。
在本发明的较佳实施例中,所述对所述光阻层和所述碳层进行图案化,形成图案层的步骤,包括:
对所述光阻层曝光、显影以在所述光阻层上形成多个间隔的镂空区域;
刻蚀对应所述光阻层中镂空区域的所述碳层。
在本发明的较佳实施例中,所述若所述图案层的图案与所需的金属线的图案相同,则在所述衬底上方形成所述碳层之前,在所述衬底上形成金属层,再去除所述金属层上与所述图案层互补区域的部分的步骤,包括:
刻蚀对应所述光阻层中镂空区域的所述金属层;
刻蚀所述光阻层以及所述碳层。
在本发明的较佳实施例中,所述刻蚀所述光阻层以及所述碳层的步骤,包括:
采用含氧气的等离子体刻蚀所述光阻层以及所述碳层。
在本发明的较佳实施例中,所述在衬底上方依次形成碳层和光阻层的步骤,包括:
采用溅射的方式在所述衬底上方形成所述碳层。
在本发明的较佳实施例中,所述金属层采用铝制成,所述衬底采用铌酸锂或钽酸锂制成。
本发明提供的叉指电极的制备方法的有益效果是:
1.在对光阻层进行曝光以形成金属线之前,先在光阻层下方形成碳层,能够避免由于底层材料光的反射导致光阻图形不稳定的缺陷,提高图形的成型精度和质量;
2.在对光阻层进行曝光之前,先形成碳层,能够提高底层材料的均匀度,提高产品的成型精度和质量;
3.能够有效提升光阻层的附着性,并提升黄光的工艺窗口(process window),而且剩余的金属层的部分形成金属线,形成的金属线的线宽较小,其中,工艺窗口(processwindow)也称光刻工艺窗口,指的是保证掩模图形能正确复制到晶片上的曝光剂量和离焦量范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明第一实施例提供的叉指电极的制备方法的流程图。
图2至图5为本发明第一实施例提供的叉指电极制备过程的结构示意图。
图6为本发明第二实施例提供的叉指电极的制备方法的流程图。
图7至图10为本发明第二实施例提供的叉指电极制备过程的结构示意图。
图标:110-衬底;120-碳层;130-光阻层;140-金属层;150-镂空区域;160-凸台;170-金属线;180-图案层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
目前,常采用剥离工艺(lift-off)与干式刻蚀工艺(dry etch)两种做法制备表面声波滤波器中的叉指电极。在lift-off的做法中,衬底晶片(Substrate wafer)的黑化程度,影响黄光的效果甚为巨大,一般的做法是在晶片(wafer)的背面溅镀一层薄膜(如Ni或C),可有效提升黄光的工艺窗口(process window),但相较于底层抗反射层(bottomARC,简称:“BARC”)其效果仍有局限性。经实验,以溅射(sputter)生长的碳层(Carbon层),是有效的抗反射层,碳层作为抗反射层,如同有机的底层抗反射层(bottom ARC),可于金属剥离工艺后加做刻蚀步骤去除,其优点为附着性较有机的抗反射层更佳,可用于更小的图形。
在dry etch的做法中,基于表面声波滤波器金属(IDT metal)需求的考量,Al金属上不含抗反射层,若直接在Al上进行黄光流程,因Al的高反射性,将严重影响曝光的结果。经实验,碳层作为抗反射层,如同有机的底层抗反射层(bottom ARC),可于金属层蚀刻后的去光阻层步骤同时去除,其优点为附着性较有机的抗反射层更佳。
本申请利用碳层作为抗反射层,可有效提升光阻的附着性,并提升黄光的工艺窗口(process window)。具体原理和结构,请参看以下实施例。
第一实施例
请参阅图1,本实施例提供了一种叉指电极的制备方法,包括以下步骤:
S1:请参阅图2,在衬底110上依次形成碳层120和光阻层130。
其中,所述衬底110采用铌酸锂或钽酸锂制成。所述碳层120可以采用溅射(sputter)的方式、并在100摄氏度以下,形成在所述衬底110上。碳层120的厚度不小于所需金属线的厚度,优选为300~3000。
S2:请参阅图3至图5,对所述光阻层130和所述碳层120进行图案化,形成图案层180。
具体的,首先,对所述光阻层130曝光、显影,以在所述光阻层130上形成多个间隔的镂空区域150。所述镂空区域150的宽度等于所需金属线170的线宽。镂空区域150的底部是为了后期形成金属线170做准备,所以,镂空区域150的排布和尺寸以形成金属线170为准。
然后,刻蚀对应所述光阻层130中镂空区域150的所述碳层120,使所述镂空区域150贯穿所述光阻层130和所述碳层120,形成图案层180。图案层180相对于剩余的所述碳层120和所述光阻层130的组合。
S3:在含有所述图案层180的所述衬底110上方形成金属层140,再去除所述图案层180上的所述金属层140的部分以及所述图案层180。
具体的,所述图案层180的图案与所需的金属线170的图案互补,首先,请参阅图4,先在所述镂空区域150内以及所述光阻层130上形成金属层140,金属层140可以采用铝制成,并采用蒸渡的方式形成。金属层140的厚度等于所需金属线170的厚度,金属层140为形成所需金属线170的前期材料。
然后,请参阅图5,剥离与所述光阻层130对应的所述金属层140的部分以及所述光阻层130。
最后,去除所述碳层120,保留所述镂空区域150内的所述金属层140的部分,形成所述金属线170,金属线170即可作为叉指电极(IDT)的主要元件。去除所述光阻层130和所述金属层140可以采用剥离机台实现,去除碳层120可以采用灰化(ashing)工艺实现。
碳层120作为抗反射层,其附着性较好,不容易造成图形倒塌,能够形成宽度较小的镂空区域150,便于形成线宽较小的金属线170,并提升黄光的工艺窗口(processwindow)。
本实施例提供的叉指电极的制备方法利用加入碳层120作为抗反射层,能够有效提高光阻层130的附着性,具体具有以下有益效果:
1.在对光阻层130进行曝光以形成金属线170之前,先在衬底110上方形成碳层120,能够避免由于底层材料光的反射导致图形不稳定的缺陷,提高图形的成型精度和质量;
2.在对光阻层130进行曝光之前,先在衬底110上方形成碳层120,碳层120的平整性和硬度较好,能够容许底层材料更大的均匀度,降低产品的加工难度,提高产品的成型精度和质量;
3.能够有效提升光阻层130的附着性,并提升黄光的工艺窗口(process window),而且剩余的金属层140的部分形成金属线170,形成的金属线170的线宽较小。
第二实施例
请参阅图6,本实施例提供了一种叉指电极的制备方法,包括以下步骤:
S21:请参阅图7,在所述衬底110上形成所述金属层140。
其中,金属层140为形成所需金属线170的前期材料,金属层140的厚度等于所需金属线170的厚度,金属层140可以采用铝制成,并采用蒸渡的方式形成。
S22:在所述金属层140上依次形成碳层120和光阻层130。
其中,碳层120作为抗反射层,还可以提高光阻层130的附着性。
S23:请参阅图8,对所述光阻层130曝光、显影,以在所述光阻层130上形成多个间隔的镂空区域150。
其中,在所述光阻层130上形成多个间隔的镂空区域150,将同时在所述光阻层130上形成多个间隔的凸台160。所述凸台160的宽度等于所需金属线170的线宽。所述凸台160之间的间距等于所需金属线170之间的间距。
S24:请参阅图9和图10,刻蚀对应所述光阻层130中镂空区域150的所述碳层120的部分和所述金属层140的部分。
其中,所述图案层180的图案与所需的金属线170的图案相同,请参阅图9,先刻蚀所述金属层140和所述碳层120,保留所述凸台160下方的所述金属层140和所述碳层120。也就是说,在衬底110上方未被凸台160遮挡的层结构均被刻蚀去除,被凸台160遮挡的层结构均被保留。
S25:刻蚀所述光阻层130以及所述碳层120。
请参阅图10,再采用含氧气的等离子体去除剩余的所述光阻层130和所述碳层120,形成所述金属线170。也可以采用微影技术(如i-line)去除剩余的所述光阻层130和所述碳层120。剩余的所述光阻层130和所述碳层120去除后,保留下裸露的部分金属层140作为金属线170。金属线170即可作为叉指电极的主要元件。
本实施例提供的叉指电极的制备方法利用先加入碳层120作为抗反射层,以提升黄光的工艺窗口(process window),并在刻蚀后,经过含氧气的等离子体去除光阻层130,可同时去除所述碳层120,以保持原来的叉指电极(IDT)的结构,具体具有以下有益效果:
1.在对光阻层130进行曝光以形成金属线170,先在衬底110上方形成碳层120,能够避免由于底层材料光的反射导致图形不稳定的缺陷,提高图形的成型精度和质量;
2.在对光阻层130进行曝光,先在衬底110上方形成碳层120,碳层120的平整性和硬度较好,能够容许底层材料更大的均匀度,降低产品的加工难度,提高产品的成型精度和质量;
3.能够有效提升光阻层130的附着性,并提升黄光的工艺窗口(process window),而且剩余的金属层140的部分形成金属线170,形成的金属线170的线宽较小。
值得注意的是,本申请的核心在于在光阻层130进行曝光之前,加入碳层120,提高光阻层130的附着性,避免图形倒塌,为能够形成小线宽的金属线170提供条件,只要运用上述核心的技术方案,都应该属于本申请要求保护的范围。
本申请中提供的制备方法形成的叉指电极也应该属于本申请要求保护的范围,采用上述制备方法形成的表面声波滤波器,还可以运用在其它电器中,都应该属于本申请要求保护的范围。
本申请中各个层结构的材料,都只是申请人通过实验获得的较为可靠材料,而不是严格限定只能采用这些材料。本领域的技术人员可能会在本申请的方案的基础上,做进一步的实验,获得其他效果相近的材料,这些材料也没有脱离本申请的核心,也应该属于本申请要求保护的范围。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种叉指电极的制备方法,其特征在于,包括:
在衬底(110)上方依次形成碳层(120)和光阻层(130);
对所述光阻层(130)和所述碳层(120)进行图案化,形成图案层(180);
若所述图案层(180)的图案与所需的金属线(170)的图案互补,则在含有所述图案层(180)的所述衬底(110)上方形成金属层(140),再去除所述图案层(180)上的所述金属层(140)的部分以及所述图案层(180);
若所述图案层(180)的图案与所需的金属线(170)的图案相同,则在所述衬底(110)上方形成所述碳层(120)之前,在所述衬底(110)上形成金属层(140),再去除所述金属层(140)上与所述图案层(180)互补区域的部分。
2.根据权利要求1所述的叉指电极的制备方法,其特征在于,所述对所述光阻层(130)和所述碳层(120)进行图案化,形成图案层(180)的步骤,包括:
对所述光阻层(130)曝光、显影,以在所述光阻层(130)上形成多个间隔的镂空区域(150);
刻蚀对应所述光阻层(130)中镂空区域(150)的所述碳层(120)。
3.根据权利要求2所述的叉指电极的制备方法,其特征在于,所述若所述图案层(180)的图案与所需的金属线(170)的图案互补,则在含有所述图案层(180)的所述衬底(110)上方形成金属层(140),再去除所述图案层(180)上的所述金属层(140)的部分以及所述图案层(180)的步骤,包括:
在含有所述图案层(180)的所述衬底(110)上方形成所述金属层(140);
剥离与所述光阻层(130)对应的所述金属层(140)的部分以及所述光阻层(130);
去除所述碳层(120)。
4.根据权利要求3所述的叉指电极的制备方法,其特征在于,所述去除所述碳层(120)的步骤,包括:
采用灰化工艺去除所述碳层(120)。
5.根据权利要求1所述的叉指电极的制备方法,其特征在于,若所述图案层(180)的图案与所需的金属线(170)的图案相同,所述在衬底(110)上方依次形成碳层(120)和光阻层(130)的步骤之前,所述方法还包括:
在所述衬底(110)上形成所述金属层(140)。
6.根据权利要求5所述的叉指电极的制备方法,其特征在于,所述对所述光阻层(130)和所述碳层(120)进行图案化,形成图案层(180)的步骤,包括:
对所述光阻层(130)曝光、显影以在所述光阻层(130)上形成多个间隔的镂空区域(150);
刻蚀对应所述光阻层(130)中镂空区域(150)的所述碳层(120)。
7.根据权利要求6所述的叉指电极的制备方法,其特征在于,所述若所述图案层(180)的图案与所需的金属线(170)的图案相同,则在所述衬底(110)上方形成所述碳层(120)之前,在所述衬底(110)上形成金属层(140),再去除所述金属层(140)上与所述图案层(180)互补区域的部分的步骤,包括:
刻蚀对应所述光阻层(130)中镂空区域(150)的所述金属层(140);
刻蚀所述光阻层(130)以及所述碳层(120)。
8.根据权利要求7所述的叉指电极的制备方法,其特征在于,所述刻蚀所述光阻层(130)以及所述碳层(120)的步骤,包括:
采用含氧气的等离子体刻蚀所述光阻层(130)以及所述碳层(120)。
9.根据权利要求1所述的叉指电极的制备方法,其特征在于,所述在衬底(110)上方依次形成碳层(120)和光阻层(130)的步骤,包括:
采用溅射的方式在所述衬底(110)上方形成所述碳层(120)。
10.根据权利要求1所述的叉指电极的制备方法,其特征在于,所述金属层(140)采用铝制成,所述衬底(110)采用铌酸锂或钽酸锂制成。
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