[發明專利]MEMS器件的制造方法

有效

• 申請號: 201410010413.8
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103738914A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 張振興;奚裴;熊磊
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及微機電系統技術領域，特別涉及一種MEMS器件的制造方法。

背景技術

微機電系統（Micro-Electro-Mechanical?Systems，簡稱MEMS）是指微細加工技術制作的，集微型傳感器、微型構件、微型執行器、信號處理、控制電路等于一體的微型器件或系統，尺寸通常在微米或納米級。MEMS器件具有體積小、重量輕、功耗低、耐用性好、價格低廉、性能穩定等優點，在許多領域都有著十分廣闊的應用前景。

MEMS技術是近年來高速發展的一項高新技術，由于采用了先進的半導體制造工藝，因此可以實現MEMS器件的批量制造，能極好的控制生產成本，提高器件的一致性。MEMS器件的制造過程是以薄膜沉積、光刻、外延、氧化、擴散、注入、濺射、蒸鍍、刻蝕、劃片和封裝等為基本工藝步驟來制造復雜三維形體的微加工過程。其中，薄膜沉積、光刻和刻蝕是MEMS器件制造中最基本的過程。

請參考圖1，其為現有技術的MEMS器件的結構示意圖。如圖1所示，MEMS器件10包括襯底11，形成于所述襯底11上的鎳鐵層12，形成于所述鎳鐵層12上的氮化鉭層13，形成于所述氮化鉭層13中的溝槽14。

制作MEMS器件10的主要工藝流程如下：首先，提供一襯底11，在所述襯底11上依次形成鎳鐵層12和氮化鉭層13；然后，在氮化鉭層13上涂布光刻膠進行光刻和刻蝕，在所述氮化鉭層13中形成溝槽14。可見，形成溝槽14過程中是以光刻膠為掩膜對氮化鉭層13進行刻蝕的。

然而，對氮化鉭層13進行刻蝕時會產生大量的聚合物。由于氮化鉭層13的表面涂布有光刻膠，刻蝕過程中氮化鉭與光刻膠發生反應生成了大量的含鉭類聚合物，所述含鉭類聚合物含有碳、氫、鉭等元素，難以去除。殘留的含鉭類聚合物會再沉積使得最終形成的溝槽14的側壁不是陡直的，而是具有一定的坡度。如圖1所示，氮化鉭層13的側面構成了溝槽14的側壁，氮化鉭層13的側面與氮化鉭層13的底面形成夾角（a），夾角（a）的范圍一般在50°到60°之間。可見，溝槽14的側壁是傾斜的，這使得溝槽的開口尺寸變大，進而影響了MEMS器件的性能。

因此，如何解決現有的MEMS器件在氮化鉭層刻蝕過程中含鉭類聚合物殘留影響器件性能的問題成為當前亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種MEMS器件的制造方法，以解決現有的MEMS器件在氮化鉭層刻蝕過程中含鉭類聚合物殘留影響器件性能的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種MEMS器件的制造方法，所述MEMS器件的制造方法包括：

提供一襯底；

在所述襯底上依次形成氮化鉭層和硬掩膜層；

在所述硬掩膜層上涂布光刻膠并對所述硬掩膜層進行第一次刻蝕，形成刻蝕窗口，所述刻蝕窗口下保留部分硬掩膜層；

去除所述硬掩膜層上的光刻膠并對所述刻蝕窗口下的硬掩膜層和氮化鉭層進行第二次刻蝕，形成溝槽。

可選的，在所述的MEMS器件的制造方法中，所述硬掩膜層為氮化硅層。

可選的，在所述的MEMS器件的制造方法中，所述氮化硅層是通過化學氣相沉積工藝形成的。

可選的，在所述的MEMS器件的制造方法中，所述氮化硅層的厚度在所述氮化鉭層厚度的3倍以上。

可選的，在所述的MEMS器件的制造方法中，所述刻蝕窗口下保留的氮化硅層的厚度范圍在100埃到300埃之間。

可選的，在所述的MEMS器件的制造方法中，所述第一次刻蝕和第二次刻蝕均采用等離子體刻蝕工藝。

可選的，在所述的MEMS器件的制造方法中，還包括：在第二次刻蝕之后，對所述溝槽進行灰化和濕法清洗。

可選的，在所述的MEMS器件的制造方法中，還包括：在形成氮化鉭層之前，提供襯底之后，在所述襯底上形成鎳鐵層。

可選的，在所述的MEMS器件的制造方法中，所述鎳鐵層和氮化鉭層均是通過物理氣相沉積工藝形成的。

在本發明提供的MEMS器件的制造方法中，通過兩次刻蝕形成溝槽，其中第一次刻蝕保留部分硬掩膜層用以隔離氮化鉭層和光刻膠，第二次刻蝕利用硬掩膜層對氮化鉭層進行刻蝕，從而避免了氮化鉭層刻蝕過程中由于直接以光刻膠為掩膜層而產生的含鉭類聚合物殘留問題。

附圖說明

圖1是現有技術的MEMS器件的結構示意圖；

圖2是本發明實施例的MEMS器件的結構示意圖；

圖3是本發明實施例的MEMS器件的制造方法中形成氮化硅之后的器件的結構示意圖；