CN106865488B - 锗层图形化方法及硅基mems运动传感器的制造方法 - Google Patents

锗层图形化方法及硅基mems运动传感器的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106865488B
CN106865488B CN201710068609.6A CN201710068609A CN106865488B CN 106865488 B CN106865488 B CN 106865488B CN 201710068609 A CN201710068609 A CN 201710068609A CN 106865488 B CN106865488 B CN 106865488B
Authority
CN
China
Prior art keywords
germanium
layer
etching
silicon wafer
germanium layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710068609.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106865488A (zh
Inventor
陈跃华
熊磊
奚裴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Original Assignee
Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp filed Critical Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority to CN201710068609.6A priority Critical patent/CN106865488B/zh
Publication of CN106865488A publication Critical patent/CN106865488A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106865488B publication Critical patent/CN106865488B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00436Shaping materials, i.e. techniques for structuring the substrate or the layers on the substrate
    • B81C1/00523Etching material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00436Shaping materials, i.e. techniques for structuring the substrate or the layers on the substrate
    • B81C1/00523Etching material
    • B81C1/00531Dry etching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00841Cleaning during or after manufacture

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

本发明公开了一种锗层图形化方法,包括步骤:步骤11、在硅晶圆表面形成锗层;步骤12、光刻定义出锗层需要刻蚀的区域;步骤13、进行第一次锗刻蚀,完成后在刻蚀区域外保留一定厚度的锗层;步骤14、进行去除锗基聚合物的原位刻蚀处理,原位刻蚀处理中锗层需要刻蚀的区域外的硅通过所保留的锗层保护;步骤15、进行第二次锗刻蚀将锗层需要刻蚀的区域的锗层全部去除;步骤16、进行光刻胶的剥离。本发明公开了一种硅基MEMS运动传感器的制造方法。本发明能降低聚合物残留,提高产品良率。

Description

锗层图形化方法及硅基MEMS运动传感器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体集成电路制造工艺方法,特别是涉及一种深硅刻蚀方法。本发明还涉及一种硅基MEMS运动传感器的制造方法。
背景技术
如图1所示,是硅基MEMS运动传感器的示意图,包括了3片键合在一起的硅晶圆,即第一硅晶圆101、第二硅晶圆102和第三硅晶圆103。
其中,硅基MEMS运动传感器的主体部分形成于第二硅晶圆102上,第一硅晶圆101作为第二硅晶圆102的封盖层,第二硅晶圆103上形成CMOS集成电路,通过CMOS集成电路对硅基MEMS运动传感器进行控制。
第一硅晶圆101上形成有空腔1。
硅基MEMS运动传感器的主体部分包括了固定电极和可动电极,固定电极和可动电极之间间隔由沟槽3,沟槽3通过深硅刻蚀工艺实现,也即固定电极和可动电极是通过深硅刻蚀实现。其中空腔1在位置上和可动电极相对应并为可动电极的移动提供空间。通过固定电极和可动电极的相对位置的变化,能够实现运动状态的检查,如实现压力传感器,加速度传感器等,这在智能设备如智能手机、汽车和医疗等方面都有很好的应用。
第三硅晶圆103形成有CMOS集成电路,CMOS集成电路的顶部形成有层间膜5,各层层间膜5之间具有金属层,并通过顶层金属层(TM)6实现电极的引出。
第一硅晶圆101和第二硅晶圆102之间通过氧化层如二氧化硅层2键合在一起。
第三硅晶圆103和第二硅晶圆102之间通过共晶键合(Eutectic Bonding)。令,第一硅晶圆101是和第二硅晶圆102的第一面键合,则第三硅晶圆103会和第二硅晶圆102的第二面键合,第一面和第二面为第二硅晶圆102的正反两面。
通常,共晶键合中,第一键合层4为形成于第二硅晶圆102的固定电极的第二面上的锗层4,第二键合层7为形成于顶层金属层6和层间膜5表面的金属层组成;第二键合层7对应的金属层为多层金属层的叠加层如Ti、TiN和Al的叠加层,或第二键合层7的金属层由单层金属组成。第一键合层4和第二键合层7之间进行共晶键合后,第三硅晶圆103和第二硅晶圆102会接合在一起,且实现电连接。
现有硅基MEMS运动传感器的制造方法中,通常为:
先在第一硅晶圆101上形成空腔1,之后在通过氧化2实现第一硅晶圆101和第二硅晶圆102之间的键合。
之后、通过深硅刻蚀工艺对第二硅晶圆102进行刻蚀并形成沟槽3,沟槽3形成后也就自然形成了固定电极和可动电极。
之后在所述第二硅晶圆102的第二面形成锗层并对锗层4进行图形化形成第一键合层,第一键合层位于固定电极上。
之后、在第三硅晶圆103上形成CMOS集成电路,之后形成层间膜和金属层直至顶层金属层6,最后再最顶部形成钝化层,钝化层一般采用氮化硅形成,在钝化层中开口引出顶层金属层6用于引出电极。之后在顶层金属层6以及钝化层的表面形成第二键合层7。
之后、对第一键合层4和第二键合层7进行共晶键合。
由上可知,锗层4用于共晶键合,锗层4在进行共晶键合之前需要进行图形化,图形化采用到了光刻刻蚀工艺,刻蚀工艺一般采用干法刻蚀,干法刻蚀一般采用反应离子刻蚀工艺,在等离子体中通过离子的化学反应和物理轰击实现对锗的刻蚀。但是现有工艺中,锗的干法刻蚀一般采用氯源气体,如氯气或三氯化硼,刻蚀气体在进行锗刻蚀的同时,还容易进行再沉积,再沉积最后会在光刻胶的顶部表面和侧面形成氯化锗基聚合物(GeClxpolymer),这种聚合物很然去除,使得在进行光刻胶剥离过程中很难去除所述聚合物以及被聚合物覆盖的光刻胶,所以容易造成光刻胶以及聚合物的残留,最后导致器件的失效,从而降低产品的良率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种锗层图形化方法,能降低聚合物残留,提高产品良率。为此,本发明还提供一种硅基MEMS运动传感器的制造方法。
为解决上述技术问题,本发明提供的锗层图形化方法包括如下步骤:
步骤11、提供一硅晶圆,在所述硅晶圆表面形成锗层。
步骤12、采用光刻工艺形成光刻胶图形定义出所述锗层需要刻蚀的区域。
步骤13、采用反应离子刻蚀工艺对所述锗层进行第一次锗刻蚀,所述第一次锗刻蚀过程中会发生再沉积形成锗基聚合物,所述第一次锗刻蚀完成后在刻蚀区域外保留一定厚度的所述锗层且保留的所述锗层的厚度满足在后续步骤14的原位刻蚀处理中用于对底部的所述硅晶圆的硅进行保护。
步骤14、保持所述硅晶圆的位置不变对所述硅晶圆正面进行去除所述锗基聚合物的原位刻蚀处理;所述原位刻蚀处理中所述锗层需要刻蚀的区域外的硅通过所保留的所述锗层保护。
步骤15、保持所述硅晶圆的位置不变采用反应离子刻蚀工艺对所述锗层进行第二次锗刻蚀,所述第二次锗刻蚀将所述锗层需要刻蚀的区域的所述锗层全部去除。
步骤16、对去除了所述锗基聚合物后的所述硅晶圆进行光刻胶的剥离。
进一步的改进是,所述第一次锗刻蚀和所述第二次锗刻蚀的刻蚀气体都为氯源气体,形成的所述锗基聚合物为氯化锗基聚合物。
进一步的改进是,所述氯源气体为氯气或三氯化硼。
进一步的改进是,步骤14中所述原位刻蚀处理的刻蚀气体为氟源气体或氧源气体。
进一步的改进是,所述氟源气体包括四氟化碳,六氟化硫;所述氧源气体为氧气。
进一步的改进是,所述主刻蚀完成后在刻蚀区域还保留的所述锗层的厚度为
为解决上述技术问题,本发明提供的硅基MEMS运动传感器的制造方法包括如下步骤:
步骤一、提供具有空腔结构的第一硅晶圆,所述第一硅晶圆键合在所述第二硅晶圆的第一面上。
步骤二、在所述第二硅晶圆上进行深硅刻蚀形成硅基MEMS运动传感器的固定电极和可动电极。
步骤三、在所述第二硅晶圆的第二面上形成锗层的图形,以图形化后的所述锗层作为第一键合层且所述第一键合层都位于所述固定电极上;锗层图形化方法包括如下步骤:
步骤11、在所述第二硅晶圆的第二面形成锗层。
步骤12、采用光刻工艺形成光刻胶图形定义出所述锗层需要刻蚀的区域。
步骤13、采用反应离子刻蚀工艺对所述锗层进行第一次锗刻蚀,所述第一次锗刻蚀过程中会发生再沉积形成锗基聚合物,所述第一次锗刻蚀完成后在刻蚀区域外保留一定厚度的所述锗层且保留的所述锗层的厚度满足在后续步骤14的原位刻蚀处理中用于对底部的所述第二硅晶圆的第二面的硅进行保护。
步骤14、保持所述第二硅晶圆的位置不变对所述第二硅晶圆的第二面进行去除所述锗基聚合物的原位刻蚀处理;所述原位刻蚀处理中所述锗层需要刻蚀的区域外的硅通过所保留的所述锗层保护。
步骤15、保持所述硅晶圆的位置不变采用反应离子刻蚀工艺对所述锗层进行第二次锗刻蚀,所述第二次锗刻蚀将所述锗层需要刻蚀的区域的所述锗层全部去除。
步骤16、对去除了所述锗基聚合物后的所述第二硅晶圆进行光刻胶的剥离。
步骤三、提供第三硅晶圆,在所述第三硅晶圆上形成CMOS集成电路。
步骤四、在所述第三硅晶圆的顶层金属以及钝化层表面形成第二键合层,通过所述第一键合层和所述第二键合层实现所述第三硅晶圆和所述第二硅晶圆的共晶键合并实现电极连接。
进一步的改进是,所述第一次锗刻蚀和所述第二次锗刻蚀的刻蚀气体都为氯源气体,形成的所述锗基聚合物为氯化锗基聚合物。
进一步的改进是,所述氯源气体为氯气或三氯化硼。
进一步的改进是,步骤14中所述原位刻蚀处理的刻蚀气体为氟源气体或氧源气体。
进一步的改进是,所述氟源气体包括四氟化碳,六氟化硫;所述氧源气体为氧气。
进一步的改进是,所述主刻蚀完成后在刻蚀区域还保留的所述锗层的厚度为
进一步的改进是,所述第二键合层由多层金属叠加而成或者由单层金属组成。
进一步的改进是,所述第二键合层的多层金属叠加结构为由Ti、TiN和Al叠加而成的结构。
进一步的改进是,所述第二键合层的单层金属结构为Al层。
本发明锗层图形化方法中,通过将锗刻蚀分成两步,第一次锗刻蚀为主刻蚀,将锗层的大部分厚度都去除,余下的厚度满足后续进行原位刻蚀处理时作为底部硅的保护层即可,由于有了锗层作为底部的硅层的保护,故能够在进行原位刻蚀处理将锗基聚合物全部去除而不会影响到底部的硅晶圆;在锗基聚合物全部去除之后,还是利用所保留的光刻胶图形为掩模即可将余下的锗层全部刻蚀掉;由于余下的锗层的厚度不多,故第二次锗刻蚀过程中产生的锗基聚合物基本可以忽略,故后续进行光刻胶剥离时能实现将光刻胶的完全剥离,故本发明实现了无锗基聚合物以及光刻胶的残留,即能降低聚合物残留,从而能提高产品良率。
另外,本发明锗层图形化方法中,第一次锗刻蚀、对锗基聚合物的原位刻蚀处理以及第二次锗刻蚀过程中,硅晶圆的位置不需要改变,为原位(In-Situ)进行,能提高工艺质量和效率并降低工艺成本。
通过将本发明锗层图形化方法整合到硅基MEMS运动传感器的制造方法中,本发明方法降低直至消除硅基MEMS运动传感器的锗层图形化工艺中的聚会物的残留,从而能提高产品的良率。
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是硅基MEMS运动传感器的示意图;
图2A-图2C是现有锗层图形化方法各步骤中的结构示意图;
图3是现有锗层图形化方法形成的锗层图形化后的照片;
图4是本发明实施例锗层图形化方法的流程图;
图5A-图5E是本发明实施例锗层图形化方法各步骤中的结构示意图;
图6是本发明实施例锗层图形化方法形成的锗层图形化后的照片。
具体实施方式
在说明本发明实施例锗层图形化方法之前,先根据附图说明一下现有锗层图形化方法,如图2A至图2C所示,是现有锗层图形化方法各步骤中的结构示意图;现有锗层图形化方法包括步骤:
步骤1、如图2A所示,提供一硅晶圆201,在所述硅晶圆201表面形成锗层202。
步骤2、如图2A所示,采用光刻工艺形成光刻胶203图形定义出所述锗层需要刻蚀的区域。
步骤3、如图2B所示,采用反应离子刻蚀工艺对所述锗层202进行锗刻蚀,锗刻蚀会将所述锗层需要刻蚀的区域的锗层202全部去除,留下的锗层单独用标记202a表示。
所述锗刻蚀过程中会发生再沉积形成锗基聚合物204。锗基聚合物204会形成于光刻胶203的顶部表面和侧面。
步骤4、如图2B所示,进行光刻胶203的剥离,在光刻胶剥离过程中,由于具有锗基聚合物204的残留,故光刻胶203无法完全去除干净,同时锗基聚合物204也无法完全去除干净,最后会产生光刻胶203和锗基聚合物204的残留。现有方法中,这种锗基聚合物204的残留很难去除,对产品的良率产生了很大的影响。
如图3所示,是现有锗层图形化方法形成的锗层图形化后的照片;可以看出,在锗层202a的表面具有锗基聚合物204。
如图4所示,是本发明实施例锗层图形化方法的流程图;如图5A至图5E所示,是本发明实施例锗层图形化方法各步骤中的结构示意图;本发明实施例锗层图形化方法包括如下步骤:
步骤11、如图5A所示,提供一硅晶圆301,在所述硅晶圆301表面形成锗层302。
步骤12、如图5A所示,采用光刻工艺形成光刻胶303图形定义出所述锗层需要刻蚀的区域。
步骤13、如图5B所示,采用反应离子刻蚀工艺对所述锗层302进行第一次锗刻蚀,所述第一次锗刻蚀过程中会发生再沉积形成锗基聚合物304,所述第一次锗刻蚀完成后在刻蚀区域外保留一定厚度的所述锗层302b且保留的所述锗层302b的厚度满足在后续步骤14的原位刻蚀处理中用于对底部的所述硅晶圆301的硅进行保护。未被刻蚀的所述锗层用标记302a标示,刻蚀区域外保留的所述锗层用标记302b表示。
所述第一次锗刻蚀的刻蚀气体都为氯源气体,形成的所述锗基聚合物304为氯化锗基聚合物304。较佳为,所述氯源气体为氯气或三氯化硼。
所述主刻蚀完成后在刻蚀区域还保留的所述锗层302b的厚度为
步骤14、如图5C所示,保持所述硅晶圆301的位置不变对所述硅晶圆301正面进行去除所述锗基聚合物304的原位刻蚀处理;所述原位刻蚀处理中所述锗层需要刻蚀的区域外的硅通过所保留的所述锗层302b保护。所述原位刻蚀处理后光刻胶303也会有一定的消耗。
所述原位刻蚀处理的刻蚀气体为氟源气体或氧源气体。较佳为,所述氟源气体包括四氟化碳,六氟化硫等;所述氧源气体为氧气。由于在所述锗层需要刻蚀的区域外的保留由一定厚度的所述锗层302b,利用锗和硅之间具有较高的刻蚀速率差,如F对锗和硅之间的刻蚀速率差较大,如果没有锗,锗F会对底部的硅产生较多的刻蚀,从而影响形成于硅晶圆301上的器件的性能;所以本发明实施例方法实现了通过锗层对所述锗层需要刻蚀的区域外的硅的保护。
步骤15、如图5D所示,保持所述硅晶圆的位置不变采用反应离子刻蚀工艺对所述锗层进行第二次锗刻蚀,所述第二次锗刻蚀将所述锗层需要刻蚀的区域的所述锗层302b全部去除。所述第二次锗刻蚀的刻蚀气体和所述第二次锗刻蚀的刻蚀气体相同。
步骤16、如图5E所示,对去除了所述锗基聚合物304后的所述硅晶圆301进行光刻胶303的剥离。
如图6所示,是本发明实施例锗层图形化方法形成的锗层图形化后的照片;和图3比较可以看出,在锗层302a的表面不再具有锗基聚合物。
本发明实施例硅基MEMS运动传感器的制造方法中整合了本发明实施例锗层4图形化方法,硅基MEMS运动传感器的结构请参考图1所示,本发明实施例硅基MEMS运动传感器的制造方法包括如下步骤:
步骤一、提供具有空腔结构的第一硅晶圆101,所述第一硅晶圆101键合在所述第二硅晶圆102的第一面上。
所述第一硅晶圆101和所述第二硅晶圆102之间通过氧化层如二氧化硅2键合。
步骤二、在所述第二硅晶圆102上进行深硅刻蚀形成硅基MEMS运动传感器的固定电极和可动电极,图1中沟槽3为深硅刻蚀形成的沟槽。
步骤三、在所述第二硅晶圆102的第二面上形成锗层4的图形,以图形化后的所述锗层4作为第一键合层且所述第一键合层都位于所述固定电极上;锗层4图形化方法包括如下步骤:
步骤11、在所述第二硅晶圆102的第二面形成锗层4。
步骤12、采用光刻工艺形成光刻胶图形定义出所述锗层4需要刻蚀的区域。
步骤13、采用反应离子刻蚀工艺对所述锗层4进行第一次锗刻蚀,所述第一次锗刻蚀过程中会发生再沉积形成锗基聚合物,所述第一次锗刻蚀完成后在刻蚀区域外保留一定厚度的所述锗层4且保留的所述锗层4的厚度满足在后续步骤14的原位刻蚀处理中用于对底部的所述第二硅晶圆102的第二面的硅进行保护。
所述第一次锗刻蚀的刻蚀气体都为氯源气体,形成的所述锗基聚合物304为氯化锗基聚合物304。较佳为,所述氯源气体为氯气或三氯化硼。
所述主刻蚀完成后在刻蚀区域还保留的所述锗层302b的厚度为
步骤14、保持所述第二硅晶圆102的位置不变对所述第二硅晶圆102的第二面进行去除所述锗基聚合物的原位刻蚀处理;所述原位刻蚀处理中所述锗层4需要刻蚀的区域外的硅通过所保留的所述锗层4保护。
所述原位刻蚀处理的刻蚀气体为氟源气体或氧源气体。较佳为,所述氟源气体包括四氟化碳,六氟化硫等;所述氧源气体为氧气。由于在所述锗层需要刻蚀的区域外的保留由一定厚度的所述锗层,利用锗和硅之间具有较高的刻蚀速率差,如F对锗和硅之间的刻蚀速率差较大,如果没有锗,锗F会对底部的硅产生较多的刻蚀,从而影响形成于所述第二硅晶圆102上的器件的性能;所以本发明实施例方法实现了通过锗层对所述锗层需要刻蚀的区域外的硅的保护。
步骤15、保持所述第二硅晶圆102的位置不变采用反应离子刻蚀工艺对所述锗层4进行第二次锗刻蚀,所述第二次锗刻蚀将所述锗层4需要刻蚀的区域的所述锗层4全部去除。所述第二次锗刻蚀的刻蚀气体和所述第二次锗刻蚀的刻蚀气体相同。
步骤16、对去除了所述锗基聚合物后的所述第二硅晶圆102进行光刻胶的剥离。
步骤三、提供第三硅晶圆103,在所述第三硅晶圆103上形成CMOS集成电路。
CMOS集成电路的顶部形成有层间膜5,各层层间膜5之间具有金属层,并通过顶层金属层(TM)6实现电极的引出,最顶层的层间膜5一般采用氮化硅并作为钝化层,钝化层将需要引出顶层金属层6的区域打开。
步骤四、在所述第三硅晶圆103的顶层金属6以及钝化层表面形成第二键合层7,通过所述第一键合层和所述第二键合层7实现所述第三硅晶圆103和所述第二硅晶圆102的共晶键合并实现电极连接。
所述第二键合层7由多层金属叠加而成或者由单层金属组成;其中,所述第二键合层7的多层金属叠加结构为由Ti、TiN和Al叠加而成的结构;所述第二键合层7的单层金属结构为Al层。
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 (15)

1.一种锗层图形化方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤11、提供一硅晶圆,在所述硅晶圆表面形成锗层;
步骤12、采用光刻工艺形成光刻胶图形定义出所述锗层需要刻蚀的区域;
步骤13、采用反应离子刻蚀工艺对所述锗层进行第一次锗刻蚀,所述第一次锗刻蚀过程中会发生再沉积形成锗基聚合物,所述第一次锗刻蚀完成后在刻蚀区域外保留一定厚度的所述锗层且保留的所述锗层的厚度满足在后续步骤14的原位刻蚀处理中用于对底部的所述硅晶圆的硅进行保护;
步骤14、保持所述硅晶圆的位置不变对所述硅晶圆正面进行去除所述锗基聚合物的原位刻蚀处理;所述原位刻蚀处理中所述锗层需要刻蚀的区域外的硅通过所保留的所述锗层保护;
步骤15、保持所述硅晶圆的位置不变采用反应离子刻蚀工艺对所述锗层进行第二次锗刻蚀,所述第二次锗刻蚀将所述锗层需要刻蚀的区域的所述锗层全部去除;
步骤16、对去除了所述锗基聚合物后的所述硅晶圆进行光刻胶的剥离。
2.如权利要求1所述的锗层图形化方法,其特征在于:所述第一次锗刻蚀和所述第二次锗刻蚀的刻蚀气体都为氯源气体,形成的所述锗基聚合物为氯化锗基聚合物。
3.如权利要求2所述的锗层图形化方法,其特征在于:所述氯源气体为氯气或三氯化硼。
4.如权利要求2所述的锗层图形化方法,其特征在于:步骤14中所述原位刻蚀处理的刻蚀气体为氟源气体或氧源气体。
5.如权利要求4所述的锗层图形化方法,其特征在于:所述氟源气体包括四氟化碳,六氟化硫,所述氧源气体为氧气。
6.如权利要求1所述的锗层图形化方法,其特征在于:所述第一次锗刻蚀完成后在刻蚀区域还保留的所述锗层的厚度为
7.一种硅基MEMS运动传感器的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、提供具有空腔结构的第一硅晶圆,所述第一硅晶圆键合在第二硅晶圆的第一面上;
步骤二、在所述第二硅晶圆上进行深硅刻蚀形成硅基MEMS运动传感器的固定电极和可动电极;
步骤三、在所述第二硅晶圆的第二面上形成锗层的图形,以图形化后的所述锗层作为第一键合层且所述第一键合层都位于所述固定电极上;锗层图形化方法包括如下步骤:
步骤11、在所述第二硅晶圆的第二面形成锗层;
步骤12、采用光刻工艺形成光刻胶图形定义出所述锗层需要刻蚀的区域;
步骤13、采用反应离子刻蚀工艺对所述锗层进行第一次锗刻蚀,所述第一次锗刻蚀过程中会发生再沉积形成锗基聚合物,所述第一次锗刻蚀完成后在刻蚀区域外保留一定厚度的所述锗层且保留的所述锗层的厚度满足在后续步骤14的原位刻蚀处理中用于对底部的所述第二硅晶圆的第二面的硅进行保护;
步骤14、保持所述第二硅晶圆的位置不变对所述第二硅晶圆的第二面进行去除所述锗基聚合物的原位刻蚀处理;所述原位刻蚀处理中所述锗层需要刻蚀的区域外的硅通过所保留的所述锗层保护;
步骤15、保持所述硅晶圆的位置不变采用反应离子刻蚀工艺对所述锗层进行第二次锗刻蚀,所述第二次锗刻蚀将所述锗层需要刻蚀的区域的所述锗层全部去除;
步骤16、对去除了所述锗基聚合物后的所述第二硅晶圆进行光刻胶的剥离;
步骤三、提供第三硅晶圆,在所述第三硅晶圆上形成CMOS集成电路;
步骤四、在所述第三硅晶圆的顶层金属以及钝化层表面形成第二键合层,通过所述第一键合层和所述第二键合层实现所述第三硅晶圆和所述第二硅晶圆的共晶键合并实现电极连接。
8.如权利要求7所述的硅基MEMS运动传感器的制造方法,其特征在于:所述第一次锗刻蚀和所述第二次锗刻蚀的刻蚀气体都为氯源气体,形成的所述锗基聚合物为氯化锗基聚合物。
9.如权利要求8所述的硅基MEMS运动传感器的制造方法,其特征在于:所述氯源气体为氯气或三氯化硼。
10.如权利要求8所述的硅基MEMS运动传感器的制造方法,其特征在于:步骤14中所述原位刻蚀处理的刻蚀气体为氟源气体或氧源气体。
11.如权利要求10所述的硅基MEMS运动传感器的制造方法,其特征在于:所述氟源气体包括四氟化碳,六氟化硫,所述氧源气体为氧气。
12.如权利要求7所述的硅基MEMS运动传感器的制造方法,其特征在于:所述第一次锗刻蚀完成后在刻蚀区域还保留的所述锗层的厚度为
13.如权利要求7所述的硅基MEMS运动传感器的制造方法,其特征在于:所述第二键合层由多层金属叠加而成或者由单层金属组成。
14.如权利要求13所述的硅基MEMS运动传感器的制造方法,其特征在于:所述第二键合层的多层金属叠加结构为由Ti、TiN和Al叠加而成的结构。
15.如权利要求13所述的硅基MEMS运动传感器的制造方法,其特征在于:所述第二键合层的单层金属结构为Al层。
CN201710068609.6A 2017-02-08 2017-02-08 锗层图形化方法及硅基mems运动传感器的制造方法 Active CN106865488B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710068609.6A CN106865488B (zh) 2017-02-08 2017-02-08 锗层图形化方法及硅基mems运动传感器的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710068609.6A CN106865488B (zh) 2017-02-08 2017-02-08 锗层图形化方法及硅基mems运动传感器的制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106865488A CN106865488A (zh) 2017-06-20
CN106865488B true CN106865488B (zh) 2018-08-21

Family

ID=59167518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710068609.6A Active CN106865488B (zh) 2017-02-08 2017-02-08 锗层图形化方法及硅基mems运动传感器的制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106865488B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113336187B (zh) * 2020-02-14 2024-05-24 绍兴中芯集成电路制造股份有限公司 Mems器件封装方法及封装结构

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5783459A (en) * 1993-05-20 1998-07-21 Fujitsu Limited Method for fabricating a semiconductor device
EP1916708A2 (en) * 2006-10-23 2008-04-30 Interuniversitair Microelektronica Centrum (IMEC) Patterning of doped poly-silicon gates
CN103979481A (zh) * 2014-05-28 2014-08-13 杭州士兰集成电路有限公司 Mems铝锗键合结构及其制造方法
CN104465369A (zh) * 2014-12-30 2015-03-25 上海华虹宏力半导体制造有限公司 锗的刻蚀方法
CN105304480A (zh) * 2014-05-29 2016-02-03 上海矽睿科技有限公司 锗的干法刻蚀方法
CN105947969A (zh) * 2016-04-27 2016-09-21 上海华虹宏力半导体制造有限公司 一种mems运动传感器产品硅片的制造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0513382A (ja) * 1991-07-03 1993-01-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd エツチング方法
JP2004133384A (ja) * 2002-08-14 2004-04-30 Sony Corp レジスト用剥離剤組成物及び半導体装置の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5783459A (en) * 1993-05-20 1998-07-21 Fujitsu Limited Method for fabricating a semiconductor device
EP1916708A2 (en) * 2006-10-23 2008-04-30 Interuniversitair Microelektronica Centrum (IMEC) Patterning of doped poly-silicon gates
CN103979481A (zh) * 2014-05-28 2014-08-13 杭州士兰集成电路有限公司 Mems铝锗键合结构及其制造方法
CN105304480A (zh) * 2014-05-29 2016-02-03 上海矽睿科技有限公司 锗的干法刻蚀方法
CN104465369A (zh) * 2014-12-30 2015-03-25 上海华虹宏力半导体制造有限公司 锗的刻蚀方法
CN105947969A (zh) * 2016-04-27 2016-09-21 上海华虹宏力半导体制造有限公司 一种mems运动传感器产品硅片的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106865488A (zh) 2017-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9378975B2 (en) Etching method to form spacers having multiple film layers
JP4518453B2 (ja) エッチングプロセスを用いたシリコンの処理方法
US8940586B2 (en) Mechanism for MEMS bump side wall angle improvement
US10889493B2 (en) MEMS method and structure
US20060286767A1 (en) Novel thinning process for 3 - dimensional integration via wafer bonding
US20160152467A1 (en) Mems capping method
KR101147383B1 (ko) 반도체 소자의 딥 트렌치 형성 방법
CN106865488B (zh) 锗层图形化方法及硅基mems运动传感器的制造方法
US11661332B2 (en) Stiction reduction system and method thereof
US20060054594A1 (en) Method for the manufacture of a display
CN107424923A (zh) 一种自限制精确刻蚀硅的方法
KR102270457B1 (ko) 다이 패키징 품질을 향상시키기 위한 웨이퍼 다이싱 방법
CN106783727A (zh) 互连结构的形成方法
CN104979175B (zh) 栅极及晶体管的形成方法
CN106829853B (zh) 深硅刻蚀方法及硅基mems运动传感器的制造方法
CN103367119B (zh) 用于双重图案化设计的掩模处理
TW201604993A (zh) 高深寬比結構的蝕刻方法及mems裝置的製作方法
US10906802B2 (en) Actuator layer patterning with topography
CN109427559A (zh) 半导体器件及其形成方法
TW200725713A (en) Method to define a patern having shrunk critical dimension
CN102709167A (zh) 侧墙结构的制作方法
CN103681451A (zh) 沟槽结构的制造方法
KR100836505B1 (ko) 반도체 소자의 절연막을 식각하는 방법
CN104658896B (zh) 蚀刻方法、半导体器件
CN105092104A (zh) 一种压力传感器及其制备方法、电子装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant