CN102881582B - 深硅刻蚀方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深硅刻蚀方法，用以形成台阶结构的沟槽，包括：s1、设计光刻版图形，该光刻版图形具有形成所述沟槽的窗口，利用分割线对所述窗口进行分割，所述分割线为不同台阶的分界线；s2、根据设计的光刻版图形在待加工样品上形成掩膜；s3、在掩膜下对待加工样品进行深硅ICP刻蚀，同时刻蚀掉所述分割线形成的掩膜部分。本发明的深硅刻蚀方法，可以凭借单次刻蚀形成多种不同深度台阶的沟槽，成本低，成功率高。

Description

深硅刻蚀方法

技术领域

本发明属于半导体、MEMS器件加工领域，尤其涉及一种凭借深硅刻蚀在硅材料上形成多种不同深度台阶的加工方法。

背景技术

半导体、MEMS（微机电系统，Micro-Electro-MechanicalSystems）器件技术的发展很大程度上依赖于微纳米加工技术的不断进步。随着高深宽比干法刻蚀技术的普遍采用与不断发展，体硅MEMS器件也得到了越来越广泛的应用；然而随着器件结构的多样化，深度依次递增或递减的多台阶结构越来越受到人们关注，然而其制备过程往往伴随着多次的光刻及刻蚀工艺，多次工艺直接影响着此种结构的成本与成功率。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种深硅刻蚀方法，该方法可以凭借单次刻蚀形成多种不同深度台阶的沟槽，成本低，成功率高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开了一种深硅刻蚀方法，包括：

s1、设计光刻版图形，该光刻版图形具有形成所述沟槽的窗口，利用分割线对所述窗口进行分割，所述分割线为不同台阶的分界线；

s2、根据设计的光刻版图形在待加工样品上形成掩膜；

s3、在掩膜下对待加工样品进行深硅ICP刻蚀，同时刻蚀掉所述分割线形成的掩膜部分。

作为本发明的进一步改进，所述分割线的宽度小于或等于5微米。

作为本发明的进一步改进，所述深硅ICP刻蚀为BOSCH刻蚀工艺。

作为本发明的进一步改进，所述掩膜为二氧化硅层。

作为本发明的进一步改进，所述掩膜为光刻胶。

本发明的深硅刻蚀方法，经实验证明其实施所具的突出效果：凭借单次刻蚀形成多种不同深度台阶的沟槽，成本低，成功率高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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的附图。

图1所示为本发明具体实施例中光刻板图形设计示意图；

图2所示为本发明具体实施例中利用图1中光刻版图形进行刻蚀沟槽的成品效果示意图。

具体实施方式

为适应半导体、MEMS器件应用发展所需，为了解决制造多层阶梯结构的制备工艺复杂及减小制作成本。本发明提出了一种凭借深硅刻蚀在硅材料上形成多种不同深度台阶的加工方法。

本发明的该种深硅刻蚀形成多种不同深度台阶的加工方法，特别适用于需要形成的台阶结构深度及宽度均为依次递增或递减的情况。周知地，该深硅刻蚀的工艺包括：s1、设计光刻版图形；s2、根据设计的光刻版图形在待加工样品上形成掩膜；s3、在掩膜下对待加工样品进行深硅ICP刻蚀，形成所需结构。在此基础上，本发明所述的加工方法是针对其中步骤s1步骤提出改善措施，从而使得刻蚀后的形成多种不同深度台阶结构。

本发明实施例公开了一种深硅刻蚀方法，包括：

s1、设计光刻版图形，该光刻版图形具有形成所述沟槽的窗口，利用分割线对所述窗口进行分割，所述分割线为不同台阶的分界线；

s2、根据设计的光刻版图形在待加工样品上形成掩膜；

s3、在掩膜下对待加工样品进行深硅ICP刻蚀，同时刻蚀掉所述分割线形成的掩膜部分。

上述深硅刻蚀方法，可以凭借单次刻蚀形成多种不同深度台阶的沟槽，成本低，成功率高。

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详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

深硅刻蚀方法主要体现在两个关键的方面。首先：在电脑上使用L-EDIT版图设计软件进行光刻版图形设计时，根据所需台阶结构深度、宽度、台阶级数等设计分割线的数量及宽度，并以分割线作为多层台阶结构的分界线，通常分割线的宽度不应大于5微米；其次，根据沟槽图形的宽度尺寸和刻蚀深度来决定刻蚀工艺（刻蚀工艺应通过试验并可以满足最浅台阶深度的刻蚀形貌及深度要求），比较优选的是各向异性刻蚀的BOSCH刻蚀工艺。概括来说：即通过光刻版图形对待加工样品进行深硅ICP刻蚀，并通过刻蚀将用于分隔不同深度台阶的分割线去除，以达到成功制造出多种不同深度的台阶结构。

图1所示为本发明具体实施例中光刻板图形设计示意图。

图1所示的光刻版图形设计示意图中，窗口1被分割线2分隔成多个不同间距的小窗口，每个小窗口对应不同深度的台阶，优选的，分割线2的宽度为2微米。图中，相邻分割线2间的距离越大，所形成的台阶深度越大，因此，从左往右，所获得台阶的深度逐渐减小，左侧为图形设计台阶结构中最深台阶。

参照图1的光刻板图形，通过常规光刻方法（即旋胶、前烘、曝光、显影、坚膜等一系列步骤）在样品表面形成掩膜。再对待加工样品在掩膜下进行深硅ICP刻蚀（BOSCH刻蚀工艺），刻蚀深度在70μm左右。参图2所示，图示中深度为30微米的台阶结构分界线依然残留，但右侧50-70微米的结构已经形成了深度递增的多层台阶结构，需注意的是，图2中的台阶从右到左，对应于图1中的从左往右的设计图形。

上述深硅刻蚀工艺中，所用的掩膜为光刻胶，当然其也可以是等离子增强化学气相外延（PECVD）生长的二氧化硅层。

综上，本发明利用图形设计将多层台阶结构的不同深度各层台阶之间被分割线分割，然后利用BOSCH工艺的各向同性刻蚀将起分割作用的分割线去除，这样一次制作出具有深度及尺寸递增的多层台阶结构，对于降低制造台阶结构的工艺难度与工艺成本起到了极大地作用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (3)

1.一种深硅刻蚀方法，用以形成台阶结构的沟槽，其特征在于，包括：

s1、设计光刻版图形，该光刻版图形具有形成所述沟槽的窗口，利用分割线对所述窗口进行分割，窗口被分割线分隔成多个不同间距的小窗口,所述分割线为不同台阶的分界线,所述分割线的宽度小于或等于5微米；

s2、根据设计的光刻版图形在待加工样品上形成掩膜；

s3、在掩膜下对待加工样品进行深硅ICP刻蚀，同时刻蚀掉所述分割线形成的掩膜部分,所述深硅ICP刻蚀为BOSCH刻蚀工艺。

2.根据权利要求1所述的深硅刻蚀方法，其特征在于：所述掩膜为二氧化硅层。

3.根据权利要求1所述的深硅刻蚀方法，其特征在于：所述掩膜为光刻胶。