[发明专利]沟槽中的成膜工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于集成电路制造领域，特别是涉及一种沟槽中的成膜工艺方法。

背景技术

目前，硅基MEMS器件制造技术已经成为MEMS的主流技术。硅基MEMS制造工艺主要包括体硅工艺和表面牺牲层工艺。表面牺牲层工艺的主要工艺流程是首先在半导体衬底上生长一层硬掩膜，在硬掩膜上涂布一层光刻胶，利用光刻、刻蚀形成深沟槽（深沟槽通常用于形成压力或者温度传感器的Z方向的感应连接），然后在硅片表面形成一层刻蚀阻挡层并淀积一层感应材料（导电或磁性材料，例如铝、钨、氮化钽、镍铁等），涂布光刻胶，曝光显影，将感应材料需要留下的部分定义出来，不需要的部分通过刻蚀去掉，形成最终结构。这种工艺方法由于深沟槽底部的光强不够，在定义感应材料需要留下的部分时，若使用正性光刻胶，会遇到沟槽底部的光刻胶因无法被光曝开而残留底部的问题（见图1、2）；而若使用负性光刻胶，则会遇到无法在沟槽底部形成有效的光刻胶保护的问题（见图3、4）。目前仅仅通过提供能量或者是变动焦距都无法取得满意的效果。

同时，一些功率器件中也通常会用到深沟槽来控制电压，而深沟槽技术同时也遇到了同类的光刻问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种沟槽中的成膜工艺方法，它可以避免沟槽底部残留光刻胶或无法形成有效的光刻胶保护的问题。

为解决上述技术问题，本发明的沟槽中的成膜工艺方法，包括以下步骤：

1）在沟槽表面生长一层隔离介质层；

2）涂布一层含硅的光刻胶，通过曝光显影，去除不需要保护的区域的光刻胶，然后用强氧化剂在光刻胶表面形成一层氧化膜并固化；

3）根据沟槽底部需要淀积的膜的宽度和光刻胶的厚度，计算出淀积角度，然后以该淀积角度，在硅片上淀积一层成膜材料；

4）淀积完成后去除光刻胶。

本发明通过在保护区域涂布含硅的光刻胶，并以一定的角度淀积成膜，有效地避免了成膜后，光刻胶残留沟槽底部（正胶）或因沟槽底部光强不够而无法形成有效的光刻胶保护（负胶）的问题。该成膜方法不仅操作性强，而且成本低廉，并且能够与现有的工艺兼容。

附图说明

图1是使用正性光刻胶，用现有工艺在深沟槽中成膜后，深沟槽的形貌正视图。图中，深沟槽底部有光刻胶残留。

图2是图1成膜后的深沟槽的形貌俯视图。

图3是使用负性光刻胶，用现有工艺在深沟槽中成膜后，深沟槽的形貌俯视图。

图4是图3成膜后的深沟槽的形貌俯视图。图中，深沟槽底部因光强不够导致过显影。

图5是本发明实施例的在深沟槽中成膜的工艺流程示意图。

图6是本发明实施例在淀积成膜时，硅片的放置方法示意图。图中，在机台的承载台下面加了一个垫片，硅片放置在垫片上而呈现一定角度。

图7是本发明实施例的淀积成膜方法示意图。其中，硅片以图6的方式呈一定角度放置，靶材打入，通过阴影淀积的方法，实现成膜。

图中附图标记说明如下：

101：衬底

102：硬掩膜

103、105：光刻胶

104：介质层

106：成膜材料

具体实施方式

为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合图示的实施方式，详述如下：

本发明公开了一种在沟槽中成膜的工艺方法，其具体工艺步骤如下：

步骤1，在半导体衬底表面生长一层硬掩膜102，如图5（a）所示。硬掩膜102的材料可以是氧化硅或者氮化硅。

步骤2，在硬掩膜102上涂布一层光刻胶103，通过光刻和刻蚀定义出沟槽的位置，如图5（b）所示。光刻胶可以用正胶或负胶，烘烤温度是90℃60秒。光刻机可以使用Nikon I-14，光刻胶可以使用TOK的SEPR602。

步骤3，以光刻胶103为掩模，光刻形成深沟槽，如图5（c）所示。深沟槽的角度需要与后续的光刻胶厚度和淀积的角度做综合考量并匹配，较佳的值是85°。

步骤4，用氢氟酸和硫酸的混合物进行湿法刻蚀，去除硬掩膜102，图5（d）。

步骤5，生长一层介质层104，如图5（e）所示，该介质层104的材料可以是氧化硅或氮化硅等硬掩膜材料。

步骤6，涂上一层含硅的光刻胶105（电子束正胶），通过曝光显影形成图形，如图5（f）所示。然后使用强氧化剂，在150～240℃温度下烘烤，使光刻胶105表面形成一层氧化膜（很薄）并固化。强氧化剂可以采用氧气或臭氧。烘烤温度较佳为180℃。