[發(fā)明專利]晶片犧牲層刻蝕方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410458058.0
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN105460886A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發(fā)明（設計）人: 謝秋實
• 申請（專利權）人: 北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 李芙蓉

本發(fā)明提供了一種晶片犧牲層刻蝕方法，包括如下步驟：S100：將帶有犧牲層的晶片放置在刻蝕設備中；S200：刻蝕步驟：向刻蝕設備中通入第一工藝氣體，用第一壓強、第一偏壓對犧牲層進行刻蝕；S300：沉積步驟：向刻蝕設備中通入第二工藝氣體，用第二壓強、第二偏壓對犧牲層進行沉積；重復步驟S200和S300，直至犧牲層的側(cè)向腐蝕寬度和縱向腐蝕深度達到所需時，犧牲層刻蝕結束，以實現(xiàn)較高的側(cè)向刻蝕比。

技術領域

本發(fā)明涉及微電子領域，特別是涉及微電子加工工藝中的一種晶片犧牲層刻蝕方法。

背景技術

一般地，微機電系統(tǒng)(micro electro mechanical systems，縮寫為MEMS，美國慣用詞)或微機械(Micro machine，日本慣用詞)或微系統(tǒng)技術(Micro systems Technology，歐洲慣用詞)是一個新興的、多學科交叉的高科技領域，它涉及電子、機械、材料、制造、信息與自動控制、物理、化學和生物等多種學科，并集約了當今科學技術的許多尖端成果，在信息、通信、航空、航天、汽車、生物、醫(yī)療、環(huán)保、工業(yè)控制等領域都有廣泛的應用前景。

表面犧牲層刻蝕技術是一種主要的MEMS加工手段，目前國際上開發(fā)最成功的MEMS器件ADXL系列加速度計就是采用該技術完成的。其特點是使用與集成電路工藝相類似的薄膜加工工藝，容易與集成電路集成制作。

犧牲層技術的主要要點是利用各項同性刻蝕的特性，刻蝕掉需要去掉的Si結構，而相對選擇比較高的SiO2、SiN或金屬結構會剩余下來，主要是采用干法或濕法的相關手段能完成犧牲層的刻蝕。

一般來說，犧牲層工藝希望在刻蝕深度一定的情況下，側(cè)向腐蝕更重一些，一般需要側(cè)向腐蝕寬度與縱向腐蝕深度之比等于或大于1:1，才能保證器件的性能。

由于犧牲層刻蝕需要用到各向同性刻蝕技術，濕法刻蝕是最先被采用的方式。一般來說，采用KOH溶液進行犧牲層釋放是MEMS制作的傳統(tǒng)方式，刻蝕速率快，可得到各向同性的形貌。但是，濕法刻蝕的主要問題在于刻蝕的可控性上面。溶液的溫度、溶液隨刻蝕過程濃度的變化都是不易控制的參數(shù)。對于MEMS的部分器件來說，犧牲層的刻蝕深度不能超過某個特定的值，否則器件性能會受到影響。因此采用濕法刻蝕會出現(xiàn)問題。

另一種各向同性的刻蝕方式是采用干法刻蝕，但需要采用XeF2作為刻蝕氣體。市場上已有部分干法刻蝕設備，通過配備XeF2氣體進行Si的犧牲層刻蝕。工藝一般不需要特殊控制，射頻電源可以加500W左右以提高刻蝕速率，不需要偏壓，控制適當?shù)膲簭姾途瑴囟韧瓿煽涛g過程。但是，XeF2是良好的Si各向同性刻蝕氣體，但XeF2氣體價格昂貴，為完成該各向同性刻蝕，需要專門添置新的刻蝕設備和氣體，增加成本。

鑒于上述缺陷，本發(fā)明人經(jīng)過長時間的研究和實踐終于獲得了本發(fā)明創(chuàng)造。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對犧牲層的刻蝕可控性不高的問題，提供一種便于刻蝕操作、實現(xiàn)較高側(cè)向刻蝕比的晶片犧牲層刻蝕方法。上述目的通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種晶片犧牲層刻蝕方法，包括如下步驟：

S100：將帶有犧牲層的晶片放置在刻蝕設備中；

S200：刻蝕步驟：向所述刻蝕設備中通入第一工藝氣體，采用第一壓強、第一偏壓對所述犧牲層進行刻蝕；

S300：沉積步驟：向所述刻蝕設備中通入第二工藝氣體，用第二壓強、第二偏壓對所述犧牲層進行沉積；

重復步驟S200和S300，直至所述犧牲層的側(cè)向腐蝕寬度和縱向腐蝕深度達到所需時，所述犧牲層刻蝕結束。