本發(fā)明屬于空間光學系統(tǒng)先進制造技術(shù)領域，涉及一種半導體器件及其制作方法。

背景技術(shù)：

大口徑復雜曲面(非球面、離軸非球面、自由曲面等)反射鏡是空間對地高分辨率光學遙感器的核心元件。由于面形精度要求極高，復雜曲面反射鏡的加工、檢測都面臨巨大挑戰(zhàn)。其加工和檢測水平是光學制造能力的重要體現(xiàn)。

光學復雜曲面的面形誤差檢測方法主要是衍射光學補償法。衍射式補償法采用計算全息圖(Computer Generated Hologram,CGH)作為補償器。和傳統(tǒng)補償器相比，CGH檢測方法理論上可產(chǎn)生任意波前，同時具有設計殘差小、結(jié)構(gòu)簡單、無組裝誤差、制作周期短、設計靈活等優(yōu)點。

根據(jù)制作工藝不同，CGH可分為振幅型和位相型兩種。振幅型CGH所使用衍射級次的衍射效率較低，僅適用于檢測表面粗糙度很好的拋光表面。而位相型CGH所使用衍射級次的衍射效率能達到40％以上，因而較振幅型CGH具有更大的應用范圍。但位相型CGH的制作工藝對設備精度要求較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種半導體器件及其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中位相型CGH的制作工藝對設備精度要求較高的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種半導體器件的制作方法，包括：

提供基板；

在所述基板的一個表面形成截止膜；

在所述截止膜背離所述基板的表面制作形成刻蝕膜；

對所述刻蝕膜進行刻蝕，以形成計算全息圖；

其中，所述截止膜的刻蝕速率低于所述刻蝕膜的刻蝕速率。

優(yōu)選地，所述截止膜的刻蝕速率與所述刻蝕膜的刻蝕速率比小于1/100。

優(yōu)選地，所述在所述基板的一個表面形成截止膜具體為：

采用熱蒸發(fā)工藝、磁控濺射工藝或化學氣相沉積工藝在所述基板的一個表面形成截止膜。

優(yōu)選地，所述對所述刻蝕膜進行刻蝕，以形成計算全息圖，具體包括：

在所述刻蝕膜表面形成光刻膠層；

在所述光刻膠層上進行曝光；

對所述光刻膠層進行顯影，形成計算全息圖形；

對所述計算全息圖形對應的刻蝕膜進行刻蝕；

清洗所述刻蝕膜的表面，去除殘留光刻膠，以形成計算全息圖。

優(yōu)選地，所述在所述光刻膠層上進行曝光具體為：

改變激光直寫機的光刻物鏡與待加工半導體器件表面之間的距離，并調(diào)整所述激光直寫機中相應的光路，采用所述激光直寫機在所述光刻膠層上進行曝光。

優(yōu)選地，所述對所述計算全息圖形對應的刻蝕膜進行刻蝕具體為：

采用反應離子刻蝕技術(shù)對所述計算全息圖形對應的刻蝕膜進行刻蝕。

本發(fā)明還提供一種半導體器件，包括：

基板；

位于所述基板的一個表面的截止膜；

位于所述截止膜背離所述基板表面的刻蝕膜，所述刻蝕膜包括鏤空區(qū)和非鏤空區(qū)，所述非鏤空區(qū)為計算全息圖形；

其中，所述截止膜的刻蝕速率低于所述刻蝕膜的刻蝕速率。

優(yōu)選地，所述截止膜的刻蝕速率與所述刻蝕膜的刻蝕速率比小于1/100。

優(yōu)選地，所述截止膜的材料為五氧化二鉭或者二氧化鈦。

優(yōu)選地，所述截止膜的厚度小于等于30nm，大于0nm。

經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的半導體器件制作方法中，在形成刻蝕膜之前增加一層截止膜，所述截止膜的刻蝕速率低于所述刻蝕膜的速率。在對所述刻蝕膜進行刻蝕時，刻蝕速率快的部分，刻蝕膜首先被刻蝕完成，此時開始刻蝕截止膜；而刻蝕速率較小的部分繼續(xù)刻蝕所述刻蝕膜，由于截止膜的刻蝕速率低于刻蝕膜的刻蝕速率，因此，刻蝕膜被刻蝕較快的部分在截止膜部分等待刻蝕較慢的部分到達截止膜。當刻蝕較慢的刻蝕膜被刻蝕掉時，結(jié)束整個刻蝕加工過程，以形成計算全息圖。由于截止膜的存在使得刻蝕膜被刻蝕的均勻性得到改善，進而決定了刻蝕深度的均勻性。

本發(fā)明提供的半導體器件制作方法中將刻蝕膜的刻蝕深度均勻性轉(zhuǎn)化為刻蝕膜的生長均勻性，由于刻蝕膜的生長均勻性相對于刻蝕膜的刻蝕深度均勻性更容易實現(xiàn)，從而降低了CGH的制作工藝對刻蝕設備精度的要求。

本發(fā)明還提供一種半導體器件，所述半導體器件采用上面所述的半導體器件的制作方法制作而成，由于截止膜的存在，使得半導體器件的刻蝕深度具有較高的均勻性，從而使得本發(fā)明提供的半導體器件相對于現(xiàn)有技術(shù)中的半導體器件，提高了制作精度，進而能夠提高作為檢測器件的半導體器件的檢測精度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的半導體器件的制作方法流程圖；

圖2本發(fā)明實施例提供的在基板上鍍截止膜的半導體器件剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的在截止膜上制作刻蝕膜的半導體器件剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的在刻蝕膜上涂光刻膠后的半導體器件剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的曝光后的半導體器件剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的顯影后的半導體器件剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例提供的經(jīng)過反應離子刻蝕后的半導體器件剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例提供的具有計算機全息圖案的半導體器件剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

現(xiàn)有技術(shù)中位相型CGH的制作過程一般分為掩模制備和反應離子刻蝕兩個步驟。位相型CGH的基板多采用兩面精密拋光的石英玻璃。當采用反應離子刻蝕加工石英玻璃時，刻蝕深度均勻性是重要的誤差源，直接決定了位相型CGH的制作精度。通過調(diào)整反應離子刻蝕的氣體成分和工藝參數(shù)，可以在有限的范圍內(nèi)提高深度刻蝕的均勻性，但無法實現(xiàn)優(yōu)于1％的刻蝕深度均勻性。

基于此，本發(fā)明提供一種半導體器件的制作方法，如圖1所示，包括如下步驟：

S101：提供基板；

本實施例中不限定基板的具體材質(zhì)，可選地，本實施例中基板為石英玻璃板，優(yōu)選地，使用高精度拋光機雙面拋光所述石英玻璃板的表面。本實施例中，在拋光過程中，不斷檢測基板的等厚性，即所述基板上下兩個端面之間的平行度，經(jīng)過拋光后將石英玻璃板的等厚性控制在6nm以內(nèi)，以便于提高半導體器件的性能。

S102：在所述基板的一個表面形成截止膜；

請參見圖2，在基板1的表面形成截止膜2，本實施例中，截止膜的刻蝕速率低于后續(xù)在截止膜表面生長的刻蝕膜的刻蝕速率，因此，所述截止膜能夠降低刻蝕速率，使得刻蝕深度均勻性提高。

可選地，截止膜2的材料為五氧化二鉭或者二氧化鈦。需要說明的是，本實施例中由于在半導體器件制作完成后，所述截止膜仍然存在，因此，為避免增加截止膜后對半導體器件的厚度有所增加，本實例中在保證截止膜2的截止作用基礎上，截止膜2的厚度優(yōu)選為小于等于30nm，大于0nm。需要說明的是，根據(jù)截止膜的刻蝕速率不同，截止膜的厚度也可以不同，截止膜的厚度，根據(jù)實際生產(chǎn)中刻蝕速率的不同而選擇，本實施例中對此不做贅述。

本實施例中采用鍍膜機在基板1的一個表面制作形成一層截止膜2，所述鍍膜機可以為熱蒸發(fā)、磁控濺射或者化學氣相沉積設備，以上鍍膜設備均能夠達到很好的生長均勻性，也即，本實施例中截止膜可以采用熱蒸發(fā)工藝、磁控濺射工藝或化學氣相沉積工藝在基板的一個表面形成。

S103：在所述截止膜背離所述基板的表面制作形成刻蝕膜；

請參見圖3，本實施例中，在截止膜2的上表面制作形成刻蝕膜3，此處所述上表面即為所述截止膜2上背離基板1的表面。

刻蝕膜3的制作工藝及制作設備與截止膜2的制作工藝及制作設備相同，可選地，刻蝕膜3采用鍍膜機制作形成，所述鍍膜機可以為熱蒸發(fā)、磁控濺射或者化學氣相沉積設備，以上鍍膜設備均能夠達到很好的生長均勻性，也即，本實施例中刻蝕膜可以采用熱蒸發(fā)工藝、磁控濺射工藝或化學氣相沉積工藝在截止膜的表面形成。

需要說明的是，因為刻蝕到截止膜才停止刻蝕，所以刻蝕膜的厚度一定等于獲得的CGH光柵結(jié)構(gòu)溝槽的刻蝕深度。即刻蝕膜3的厚度由刻蝕完成后CGH團的溝槽的深度決定，也即即刻蝕膜3的厚度等于最終刻蝕完成圖案溝槽的深度。

在鍍刻蝕膜時，即需要考慮鍍多厚的刻蝕膜，對于CGH圖案而言，刻蝕膜的厚度值是CGH設計人員根據(jù)光學參數(shù)給出的。從CGH設計角度考慮，CGH圖案的深度與CGH溝槽占空比有匹配關系，刻蝕膜的厚度一般在采用CGH作為補償器進行檢測時用到的激光的半個波長左右即可。

本實施例中對刻蝕膜的材質(zhì)不做限定，可選地，刻蝕膜的材質(zhì)與基板的材質(zhì)相同，均可以優(yōu)選為二氧化硅(SiO₂)。

S104：對所述刻蝕膜進行刻蝕，以形成計算全息圖；

本實施例中所述對所述刻蝕膜進行刻蝕，以形成計算全息圖，具體包括：

S1041：在所述刻蝕膜表面形成光刻膠層；

請參見圖4，本實施例中采用涂膠機在刻蝕3背離截止膜2的表面均勻旋涂光刻膠，形成光刻膠層4?？蛇x地，選擇紫外正性光刻膠，光刻膠厚度控制在500nm左右。涂光刻膠完成后，還需要進行前烘處理。在本發(fā)明的其他實施例中，所述光刻膠還可以是負性光刻膠，本實施例中對此不做限定。

S1042：在所述光刻膠層上進行曝光；

請參見圖5，本實施例中在形成光刻膠層后，改變激光直寫機的光刻物鏡與待加工半導體器件表面之間的距離，并調(diào)整所述激光直寫機中相應的光路，采用所述激光直寫機在所述光刻膠層上進行曝光。光刻膠層被分為曝光部分和非曝光部分，從而在光刻膠的表面加工出所設計的CGH圖案。激光直寫技術(shù)，是利用聚焦的激光光束，由計算機控制聲光調(diào)制器、平臺或轉(zhuǎn)臺的運動，在光刻膠上進行曝光。

檢測用CGH基板的厚度一般較大，通常為10mm～20mm，現(xiàn)有技術(shù)是先把CGH圖案加工到掩模板，然后使用掩模板將CGH圖案復制到CGH基板上。而現(xiàn)有激光直寫機無法加工如此厚的CGH基板，僅可加工厚度8mm以下的基板。經(jīng)過改造的激光直寫機才可以加工檢測用的CGH基板。對于沒有定制機器的用戶而言，只能采用掩模板復制的方法。

本實施例中通過改變激光直寫機的光刻物鏡與待加工CGH基板表面之間的距離，并調(diào)整相應的光路，從而采用激光直寫機直接加工CGH基板，節(jié)省了工藝環(huán)節(jié)，提高了線寬精度。

S1043：對所述光刻膠層進行顯影，形成計算全息圖形；

請參見圖6，待對所述曝光后的光刻膠進行顯影后，清洗CGH圖案，再進行后烘堅膜處理。此工藝步驟后，殘留在刻蝕膜表面的光刻膠形成CGH圖案。

S1044：對所述計算全息圖形對應的刻蝕膜進行刻蝕；

本實施例中不限定對刻蝕膜進行刻蝕時的具體刻蝕工藝，可選地，將帶有光刻膠形成CGH圖案的半導體器件半成品放入反應離子刻蝕機，進行刻蝕加工。請參見圖7，采用反應離子刻蝕技術(shù)對所述計算全息圖形對應的刻蝕膜進行刻蝕。

需要說明的是，由于本實施例中截止膜的刻蝕速率低于所述刻蝕膜的刻蝕速率。本實施例中不限定兩者之間的定量對應關系。截止膜的刻蝕速率與刻蝕膜的刻蝕速率的刻蝕速率比越小，越容易獲得高刻蝕均勻性。當截止膜的刻蝕速率與刻蝕膜的刻蝕速率的刻蝕速率比小于1/100時，非常有利于達到1％均勻性。優(yōu)選地，本實施例中，截止膜的刻蝕速率與刻蝕膜的刻蝕速率的刻蝕速率比小于1/100。

本實施例中刻蝕膜的材料可選為二氧化硅，截止膜的材料可選為五氧化二鉭或者二氧化鈦。所述截止膜的厚度小于等于30nm，大于0nm。

需要說明的是，本實施例采用的截止膜材料的反應離子刻蝕速率遠遠低于刻蝕膜材料的反應離子刻蝕速率。當位于半導體器件半成品表層的刻蝕膜材料刻蝕到截止膜材料時，刻蝕速率急劇下降，深度方向的刻蝕不再發(fā)生變化，截止膜材料起到了刻蝕截止的作用；由于截止膜的存在，刻蝕較快的部分首先達到截止膜，等待刻蝕較慢的部分到達截止膜。當全部待刻蝕的刻蝕膜被完全刻蝕掉時，就可以結(jié)束整個反應離子刻蝕加工過程。

傳統(tǒng)半導體器件的制作方法的刻蝕深度均勻性依賴于反應離子刻蝕機本身的加工能力，通過調(diào)整反應離子刻蝕的氣體成分和工藝參數(shù)，可以在有限的范圍內(nèi)提高深度刻蝕的均勻性，但無法實現(xiàn)優(yōu)于1％的刻蝕深度均勻性。而本實施例提供的半導體器件的制作方法將反應離子刻蝕的均勻性轉(zhuǎn)化為刻蝕膜生長的均勻性，由于設備的工作原理決定，與反應離子刻蝕機比，鍍膜機的厚度均勻性要容易保證，因此能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)于1％的刻蝕深度均勻性。

S1045：清洗所述刻蝕膜的表面，去除殘留光刻膠，以形成計算全息圖。

請參見圖8，待所有需要刻蝕掉的刻蝕膜都被完全去除后，即可完成反應離子刻蝕加工。清洗所述刻蝕膜的表面，去除殘留在刻蝕膜上層的光刻膠，以形成計算全息圖5。

本實施例提供的半導體器件制作方法中，在形成刻蝕膜之前增加一層截止膜，所述截止膜的刻蝕速率低于所述刻蝕膜的速率。在對所述刻蝕膜進行刻蝕時，刻蝕速率快的部分，刻蝕膜首先被刻蝕完成，此時開始刻蝕截止膜；而刻蝕速率較小的部分繼續(xù)刻蝕所述刻蝕膜，由于截止膜的刻蝕速率低于刻蝕膜的刻蝕速率，因此，刻蝕膜被刻蝕較快的部分在截止膜部分等待刻蝕較慢的部分到達截止膜。當刻蝕較慢的刻蝕膜被刻蝕掉時，結(jié)束整個刻蝕加工過程，以形成計算全息圖。由于截止膜的存在使得刻蝕膜被刻蝕的均勻性得到改善，進而決定了刻蝕深度的均勻性。

本發(fā)明另一個實施例提供一種半導體器件，如圖8所示，包括：基板1；位于所述基板1的一個表面的截止膜2；位于所述截止膜2背離所述基板表面的刻蝕膜，所述刻蝕膜包括鏤空區(qū)和非鏤空區(qū)，所述非鏤空區(qū)為計算全息圖形5；其中，所述截止膜的刻蝕速率低于所述刻蝕膜的刻蝕速率?？蛇x地，所述截止膜的刻蝕速率與所述刻蝕膜的刻蝕速率比小于1/100。

本實施例中不限定基板1的具體材質(zhì)，可選地，本實施例中基板1為石英玻璃板，并使用高精度拋光機雙面拋光所述石英玻璃板的表面。本實施例中，在拋光過程中，不斷檢測基板的等厚性，即所述基板上下兩個端面之間的平行度，經(jīng)過拋光后將石英玻璃板的等厚性控制在6nm以內(nèi)，以便于提高半導體器件的性能，對于檢測用半導體器件而言，提高了半導體器件的制作精度，能夠提高檢測用半導體器件的檢測精度。

本實施例中也不限定截止膜2的具體材質(zhì)，可選地，截止膜2的材料為五氧化二鉭或者二氧化鈦。為避免增加截止膜后對半導體器件的厚度有所增加，本實例中在保證截止膜2的截止作用基礎上，截止膜2的厚度優(yōu)選為小于等于30nm，大于0nm。需要說明的是，根據(jù)截止膜的刻蝕速率不同，截止膜的厚度也可以不同，截止膜的厚度，根據(jù)實際生產(chǎn)中刻蝕速率的不同而選擇，本實施例中對此不做贅述。

本實施例中采用鍍膜機在基板1的一個表面制作形成一層截止膜2，所述鍍膜機可以為熱蒸發(fā)、磁控濺射或者化學氣相沉積設備，以上鍍膜設備均能夠達到很好的生長均勻性，也即，本實施例中截止膜可以采用熱蒸發(fā)工藝、磁控濺射工藝或化學氣相沉積工藝在基板的一個表面形成。

刻蝕膜的制作工藝及制作設備與截止膜2的制作工藝及制作設備相同，可選地，刻蝕膜采用鍍膜機制作形成，所述鍍膜機可以為熱蒸發(fā)、磁控濺射或者化學氣相沉積設備，以上鍍膜設備均能夠達到很好的生長均勻性，也即，本實施例中刻蝕膜可以采用熱蒸發(fā)工藝、磁控濺射工藝或化學氣相沉積工藝在截止膜的表面形成。

所述刻蝕膜包括鏤空區(qū)和非鏤空區(qū)，所述非鏤空區(qū)為計算全息圖形5，即在截止膜背離基板1的表面上形成了計算全息圖形。可選的，本實施例中所述半導體器件為采用計算全息圖的補償器。

本發(fā)明實施例提供的半導體器件，采用上一實施例中所述的半導體器件的制作方法制作而成，由于截止膜的存在，使得半導體器件的刻蝕深度具有較高的均勻性，從而使得本發(fā)明提供的半導體器件相對于現(xiàn)有技術(shù)中的半導體器件，提高了制作精度，進而能夠提高作為檢測器件的半導體器件的檢測精度。且所述半導體器件的制作工藝對刻蝕設備精度要求也降低，使得半導體器件的刻蝕工藝的控制更加簡單。

需要說明的是，本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。