[发明专利]一种MEMS工艺中的刻蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种MEMS工艺中的刻蚀方法。

背景技术

在MEMS(MicroElectromechanicalSystem，微电子机械系统)器件的制造工艺中，经常会通过多次刻蚀来形成所需的结构，而在后次刻蚀中，会对前次刻蚀形成的结构造成损坏，影响器件的性能。

在悬桥工艺中，需要通过刻蚀进行释放，获得悬桥结构，通常先利用各向异性刻蚀形成独立的相邻的沟槽和桥体，而后在利用各向同性刻蚀将相邻的沟槽连通，从而将桥体释放，获得悬桥结构，然后，在连通沟槽的刻蚀中，会对前次刻蚀形成的桥体造成损伤。

在MEMS工艺中，经常需要同时刻蚀不同深宽比的结构，大尺寸或大深宽比的结构先完成刻蚀，由于缺口效应(notchingeffect/footingeffect)，先完成刻蚀的结构会在后续刻蚀中受到损伤。

目前，也有提出对刻蚀结构进行保护的方法，但需要在不同设备间转换，通过多个不同的工艺步骤实现，集成度低，效率低，费用高。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，提供一种MEMS工艺中进行原位保护的刻蚀方法。

为此，本发明提供了如下技术方案：

一种MEMS工艺中的刻蚀方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成掩膜层；

采用等离子体刻蚀的方法，刻蚀衬底以形成沟槽；

采用等离子气体进行钝化，在沟槽的表面上形成聚合物的钝化层；

采用等离子体刻蚀的方法，去除沟槽底面上的钝化层；

继续刻蚀衬底；

去除钝化层以及掩膜层。

可选的，所述沟槽形成在衬底的半导体层中，继续刻蚀后，沟槽的底部连通。

可选的，所述衬底为复合绝缘层的半导体衬底，在衬底的半导体层中具有空腔；在形成掩膜层后的步骤为：

采用等离子体刻蚀的方法，刻蚀衬底以形成第一沟槽和第二沟槽，其中，第二沟槽位于空腔之上，第一沟槽的宽度大于第二沟槽，第一沟槽暴露衬底的绝缘层；

采用等离子气体进行钝化，在沟槽的表面上形成聚合物的钝化层；

采用等离子体刻蚀的方法，去除第二沟槽底面上的钝化层；

继续刻蚀衬底的半导体层，直至暴露空腔；

去除钝化层以及掩膜层。

可选的，采用各向同性刻蚀继续刻蚀衬底。

可选的，采用C₄F₈等离子气体进行钝化，在沟槽的表面上形成C_xF_y聚合物的钝化层。

可选的，采用等离子体刻蚀的方法，去除沟槽底面上的钝化层，其中，刻蚀气体为SF₆/CF₄/O₂/Ar的组合气体。

本发明实施例提供的刻蚀方法，采用等离子体刻蚀的方法刻蚀衬底，而后进行等离子的聚合物钝化层的保护，继而完成后续刻蚀，可以在等离子体刻蚀的设备中完成首次刻蚀以及原位的钝化层的保护，工艺简单，集成度高且效率高。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的刻蚀方法的流程示意图；

图2-图7示出了根据本发明第一实施例的刻蚀方法的截面示意图；

图8-13示出了根据本发明第二实施例的刻蚀方法的截面示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

正如背景技术的描述，在MEMS工艺中，对通过多次刻蚀来形成所需的结构的刻蚀工艺中，后次刻蚀会对前次刻蚀形成的结构造成损坏，对此，本发明提出了一种MEMS工艺中的刻蚀方法，如图1所示，包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成掩膜层；

采用等离子体刻蚀的方法，刻蚀衬底以形成沟槽；

采用等离子气体进行钝化，在沟槽的表面上形成聚合物的钝化层；

采用等离子体刻蚀的方法，去除沟槽底面上的钝化层；

继续刻蚀衬底；

去除钝化层以及掩膜层。