CN103864003A - 微电机结构的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微电机结构的制造方法，包括步骤：在基片上制备微机结构的e层图形。在基片上形成非感光性聚酰亚胺膜层。采用光刻工艺并做进一步显影或干法刻蚀形成非感光性聚酰亚胺图形。去除光刻胶图形。对非感光性聚酰亚胺图形进行填充，并形成g层膜层。对g层膜层进行光刻刻蚀形成g层图形。采用显影去除非感光性聚酰亚胺图形，形成微机结构。本发明能简化工艺条件、降低工艺的复杂度和成本，采用简单工艺就能实现较大范围厚度变化的膜层制备、以满足不同微机结构对工艺上的需求。

Description

微电机结构的制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体集成电路制造工艺方法，特别是涉及一种微电机结构的制造方法。
背景技术
如图1所示，是现有微电机结构的制造方法的流程图；包括步骤：
在形成有e层图形的基片上形成一层牺牲氧化层，该牺牲氧化层作为f层。
采用光刻刻蚀工艺对该牺牲氧化层进行湿法刻蚀形成f层图形。
在f层图形上进行填充并进行g层膜层制备。
采用光刻刻蚀工艺对g层膜层进行刻蚀形成g层图形。
最后湿法去除牺牲氧化层，形成由e层图形、f层图形定义的填充物以及g层图形组成的微电机结构。
现有方法中，采用该牺牲氧化层作为f层，在形成f层图形时以及g层图形形成后都需要采用湿法刻蚀工艺对牺牲氧化层进行刻蚀，具有较高的工艺复杂度，同时受牺牲氧化层厚度的限制，所形成的微电机结构具有一定的局限性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种微电机结构的制造方法，能简化工艺条件、降低工艺的复杂度和成本，采用简单工艺就能实现较大范围厚度变化的膜层制备、以满足不同微机结构对工艺上的需求。
为解决上述技术问题，本发明提供的微电机结构的制造方法包括如下步骤：
步骤一、在基片上制备微机结构的e层图形。
步骤二、采用旋涂和烘烤工艺在形成有所述e层图形的所述基片上形成非感光性聚酰亚胺膜层。
步骤三、采用光刻工艺在所述非感光性聚酰亚胺膜层上形成光刻胶图形，对所述光刻胶图形下方的所述非感光性聚酰亚胺膜层做进一步显影或干法刻蚀形成非感光性聚酰亚胺图形。
步骤四、去除所述光刻胶图形,形成由所述非感光性聚酰亚胺图形组成的f层图形。
步骤五、对所述非感光性聚酰亚胺图形进行填充，填充物的底部和所述e层图形相连接；在形成有所述填充物的所述非感光性聚酰亚胺图形表面形成g层膜层。
步骤六、采用光刻刻蚀工艺对所述g层膜层进行刻蚀形成g层图形，所述g层图形通过所述填充物和所述e层图形连接。
步骤七、采用显影去除所述非感光性聚酰亚胺图形，形成由所述g层图形、所述填充物和所述e层图形连接形成的所述微机结构。
进一步的改进是，步骤一中所述e层图形为金属图形，氧化硅图形，单晶硅图形。
进一步的改进是，所述非感光性聚酰亚胺膜层对波长436nm的G-line、365nm的I-line、248nm的KrF和193nm的ArF中的任意一种或多种光不具有光敏性；所述非感光性聚酰亚胺膜层的厚度为大于0微米且小于等于50微米。
进一步的改进是，步骤三中的光刻工艺中的光刻胶为曝光波长为436nm的G-line、365nm的I-line、248nm的KrF和193nm的ArF中的任意一种或多种的正性光刻胶或负性光刻胶。
进一步的改进是，步骤三中的光刻工艺中的光刻胶包括感光性聚酰亚胺。
进一步的改进是，步骤五中所述填充物的材料和所述g层膜层的材料不同且采用两步工艺依次形成所述填充物和所述g层膜层；或者，步骤五中所述填充物的材料和所述g层膜层的材料相同且采用一步工艺形成所述填充物和所述g层膜层。
进一步的改进是，所述填充物的材料为金属，氧化硅，所述g层膜层的材料为金属，氧化硅。
进一步的改进是，所述g层膜层的制备工艺温度为0℃～200℃，所述g层膜层的材料为氧化硅、铝、TiN或Ti。
进一步的改进是，步骤中对所述g层膜层进行的刻蚀工艺为湿法刻蚀工艺或干法刻蚀工艺。
非感光性聚酰亚胺因其可以耐受更高的工艺温度，及其分子结构的稳定性，近年来正广泛地被用于功率器件，尤其是高压功率器件，以增强器件的可靠性和稳定性。本发明采用非感光性聚酰亚胺后，具有如下有益效果：
1、本发明采用非感光性聚酰亚胺作为f层膜层，非感光性聚酰亚胺通过旋涂工艺就能形成，且通过对旋涂工艺的调试，很简单就能实现较大范围厚度变化的膜层制备、以满足不同微机结构对工艺上的需求。
2、非感光性聚酰亚胺的去除通过显影工艺就能实现，相对于现有方法中的采用牺牲氧化层作为f层膜层，本发明方法并不需要采用复杂的湿法刻蚀工艺，能简化工艺条件、降低工艺的复杂度和成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是现有微电机结构的制造方法的流程图；
图2是本发明实施例一微电机结构的制造方法的流程图；
图3A-图3I是本发明实施例一方法各步骤中器件结构图；
图4是本发明实施例二方法形成的器件结构图；
图5是本发明实施例三方法形成的器件结构图。
具体实施方式
如图2所示，是本发明实施例一微电机结构的制造方法的流程图；如图3A至图3I所示，是本发明实施例一方法各步骤中器件结构图。本发明实施例微电机结构的制造方法包括如下步骤：
步骤一、如图3A所示，在基片1上制备微机结构的e层图形2。所述e层图形2为金属图形，氧化硅图形，单晶硅图形。
步骤二、如图3A所示，采用旋涂和烘烤工艺在形成有所述e层图形2的所述基片1上形成非感光性聚酰亚胺膜层3。所述非感光性聚酰亚胺膜层3对波长436nm的G-line、365nm的I-line、248nm的KrF和193nm的ArF中的任意一种或多种光不具有光敏性；所述非感光性聚酰亚胺膜层3的厚度为大于0微米且小于等于50微米。
步骤三、采用光刻工艺在所述非感光性聚酰亚胺膜层3上形成光刻胶图形，具体包括步骤：如图3B所示，在所述非感光性聚酰亚胺膜层3表面上涂布光刻胶4，所示光刻胶4为曝光波长为436nm的G-line、365nm的I-line、248nm的KrF和193nm的ArF中的任意一种或多种的正性光刻胶或负性光刻胶。所述光刻胶4包括感光性聚酰亚胺。如图3C所示，对所述光刻胶4进行曝光、显影形成所述光刻胶图形。
对所述光刻胶图形下方的所述非感光性聚酰亚胺膜层3做进一步显影或干法刻蚀形成非感光性聚酰亚胺图形。如图3C所示，所述非感光性聚酰亚胺图形的沟槽图形3a形成在所述光刻胶图形的正下方，在只采用显影工艺形成所述非感光性聚酰亚胺图形的沟槽图形3a时，由于显影工艺会形成各项异性的刻蚀，故所形成的沟槽图形3a的宽度由顶部到底部逐渐减少。
如图3D所示，在采用显影工艺加干法刻蚀工艺形成所述非感光性聚酰亚胺图形的沟槽图形3b时，所述沟槽图形3b底部由干法刻蚀工艺形成，故所述沟槽图形3b底部的宽度均匀；所述沟槽图形3b定部由显影工艺形成，故所述沟槽图形3b底部的宽度由顶部到底部逐渐减少。
也能只采用干法刻蚀形成所述非感光性聚酰亚胺图形，此时所述非感光性聚酰亚胺图形的沟槽图形的宽度由顶部到底部都相同。
步骤四、如图3E所示，去除所述光刻胶图形,形成由所述非感光性聚酰亚胺图形组成的f层图形。
步骤五、如图3F所示，对所述非感光性聚酰亚胺图形进行填充即在所述非感光性聚酰亚胺图形的沟槽图形3a中填充并形成填充物5a，填充物5a的底部和所述e层图形2相连接；在形成有所述填充物5a的所述非感光性聚酰亚胺图形表面形成g层膜层6；所述填充物5a的材料和所述g层膜层6的材料相同且采用一步工艺形成所述填充物5a和所述g层膜层6。
如图3G所示，所述填充物5b的材料和所述g层膜层6的材料能够不同，此时需要采用两步工艺依次形成所述填充物5b和所述g层膜层6。
所述填充物5a或5b的材料能为铝、TiN或Ti等金属，氧化硅。
所述g层膜层6的材料能为铝、TiN或Ti等金属，氧化硅。
步骤六、如图3H所示，采用光刻刻蚀工艺对所述g层膜层6进行刻蚀形成g层图形6a，所述g层图形6a通过所述填充物5a和所述e层图形2连接。对所述g层膜层6进行的刻蚀工艺为湿法刻蚀工艺或干法刻蚀工艺
步骤七、如图3I所示，采用显影去除所述非感光性聚酰亚胺图形即去除剩余的所述非感光性聚酰亚胺3，形成由所述g层图形6a、所述填充物5a和所述e层图形2连接形成的所述微机结构。
通过改变所述步骤三中形成所述非感光性聚酰亚胺图形的显影或干法刻蚀工艺，以及改变步骤六g层图形6a的刻蚀工艺，能够分别形成如图4所示的本发明实施例二方法形成的器件结构图；以及能形成如图5所述的本发明实施例三方法形成的器件结构图。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种微电机结构的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在基片上制备微机结构的e层图形；
步骤二、采用旋涂和烘烤工艺在形成有所述e层图形的所述基片上形成非感光性聚酰亚胺膜层；
步骤三、采用光刻工艺在所述非感光性聚酰亚胺膜层上形成光刻胶图形，对所述光刻胶图形下方的所述非感光性聚酰亚胺膜层做进一步显影或干法刻蚀形成非感光性聚酰亚胺图形；
步骤四、去除所述光刻胶图形,形成由所述非感光性聚酰亚胺图形组成的f层图形；
步骤五、对所述非感光性聚酰亚胺图形进行填充，填充物的底部和所述e层图形相连接；在形成有所述填充物的所述非感光性聚酰亚胺图形表面形成g层膜层；
步骤六、采用光刻刻蚀工艺对所述g层膜层进行刻蚀形成g层图形，所述g层图形通过所述填充物和所述e层图形连接；
步骤七、采用显影去除所述非感光性聚酰亚胺图形，形成由所述g层图形、所述填充物和所述e层图形连接形成的所述微机结构。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤一中所述e层图形为金属图形，氧化硅图形，单晶硅图形。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述非感光性聚酰亚胺膜层对波长436nm的G-line、365nm的I-line、248nm的KrF和193nm的ArF中的任意一种或多种光不具有光敏性；所述非感光性聚酰亚胺膜层的厚度为大于0微米且小于等于50微米。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤三中的光刻工艺中的光刻胶为曝光波长为436nm的G-line、365nm的I-line、248nm的KrF和193nm的ArF中的任意一种或多种的正性光刻胶或负性光刻胶。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤三中的光刻工艺中的光刻胶包括感光性聚酰亚胺。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤五中所述填充物的材料和所述g层膜层的材料不同且采用两步工艺依次形成所述填充物和所述g层膜层；或者，步骤五中所述填充物的材料和所述g层膜层的材料相同且采用一步工艺形成所述填充物和所述g层膜层。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述填充物的材料为金属，氧化硅，所述g层膜层的材料为金属，氧化硅。
8.如权利要求1或6或7所述的方法，其特征在于：所述g层膜层的制备工艺温度为0℃～200℃，所述g层膜层的材料为氧化硅、铝、TiN或Ti。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤中对所述g层膜层进行的刻蚀工艺为湿法刻蚀工艺或干法刻蚀工艺。
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