[發明專利]半導體結構的形成方法

有效

• 申請號: 201410045283.1
• 申請日: 2014-01-30
• 公開（公告）號: CN104817055B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 李新;戚德奎
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體領域，具體涉及一種半導體結構的形成方法。

背景技術

在晶圓制造過程中，尤其是MEMS結構的形成，經常需要在空腔上方形成一些梳狀或齒狀結構，形成所述結構的步驟包括：刻蝕形成孔。然而，在形成所述結構的過程中往往會產生許多聚合物，這些聚合物出現在所述孔或空腔中很難被完全去除。

下面以具體MEMS結構為例，結合附圖進行說明。圖1示出了一種MEMS結構的剖視圖，在襯底01上形成有第一介電層02，第一介電層02中形成有空腔03，在第一介電層02上形成有第二介電層04，第二介電層04中形成有多個通孔05，多個通孔05位于空腔03上方，通孔05為對第二介電層04進行刻蝕形成的。在對第二介電層04進行刻蝕的過程中，會產生刻蝕副產物，刻蝕副產物殘留在通孔與空腔內部，對MEMS結構的性能產生不良影響。

目前業界基本采用兩種方法去除刻蝕副產物：濕法清洗和干法去除。但這兩種方法都存在一些弊端，例如濕法清洗將會有一些化學試劑殘留在空腔內，影響器件的性能。干法去除雖然可以避免化學試劑的殘留但卻無法將空腔內的刻蝕副產物去除干凈。

因此，如何提高在MEMS結構中空腔的潔凈度，減少刻蝕副產物對MEMS結構性能的影響成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明解決的問題是，提供一種半導體結構的形成方法，提高在半導體結構中形成的空腔的潔凈度。

為解決上述問題，本發明提供一種半導體結構的形成方法，包括：

提供襯底；

在所述襯底上形成腔體層；

在所述腔體層中形成空腔；

在空腔內填充犧牲層；

在犧牲層上方形成通孔結構，所述通孔結構具有露出犧牲層的通孔；

去除所述犧牲層。

可選的，所述半導體結構位于運動傳感器中，在形成腔體層之前，還包括：

在所述襯底表面覆蓋第一介電層。

可選的，在所述腔體層中形成空腔的步驟包括：對所述腔體層進行刻蝕，形成空腔，所述空腔底部露出所述第一介電層。

可選的，所述半導體結構位于運動傳感器中，所述腔體層材料為鋁，用作所述運動傳感器的固定電極。

可選的，在形成所述空腔之后，形成通孔結構之前，還包括：

在所述空腔內壁、空腔底部以及腔體層表面形成第二介電層，用于使所述固定電極絕緣。

可選的，在空腔內填充犧牲層的步驟包括：

在空腔內填充犧牲層的步驟包括：在所述腔體層表面旋涂溶解有聚碳酸亞丙酯材料的苯甲醚溶液，使所述苯甲醚溶液填充至空腔內部；

使苯甲醚溶液蒸發，在空腔內部以及腔體層表面形成聚碳酸亞丙酯材料層；

去除腔體層上表面的聚碳酸亞丙酯材料層，保留位于空腔內部的聚碳酸亞丙酯材料層，以位于空腔內部的聚碳酸亞丙酯材料層作為所述犧牲層。

可選的，使苯甲醚溶液蒸發的步驟包括：使苯甲醚溶液蒸發的溫度在70攝氏度到150攝氏度的范圍內。

可選的，所述半導體結構位于運動傳感器中，提供襯底的步驟包括：提供第一晶圓，以所述第一晶圓作為襯底；

在犧牲層上方形成通孔結構的步驟包括：

在所述第一晶圓上鍵合第二晶圓；

對第二晶圓進行減薄處理，在空腔上方的第二晶圓中形成露出所述犧牲層的多個通孔，所述多個通孔構成所述通孔結構。

可選的，去除所述犧牲層的步驟包括：通過熱處理去除所述空腔內的聚碳酸亞丙酯材料層。

可選的，進行熱處理步驟中，溫度在200攝氏度到300攝氏度的范圍內。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：在形成半導體結構的過程中，在空腔上方形成通孔結構之前，在空腔內填充犧牲層，使得在空腔上方形成通孔結構的步驟中，形成通孔結構所產生的聚合物等副產物不會落入空腔內部，在形成通孔結構以后，去除所述犧牲層，這樣形成的半導體結構中，空腔內部潔凈度高；并且由于在形成通孔結構的過程中，空腔內部充滿犧牲層，降低了形成通孔結構過程中的應力使空腔破裂的風險。