Mems器件的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種MEMS器件的制造方法，包括：提供一襯底；在所述襯底上形成氮化鉭層；在所述氮化鉭層上形成介質(zhì)抗反射層；在所述介質(zhì)抗反射層上涂布光刻膠并對(duì)所述介質(zhì)抗反射層和氮化鉭層進(jìn)行刻蝕，形成溝槽；對(duì)形成有所述溝槽的MEMS器件執(zhí)行加強(qiáng)的灰化和濕法清洗工藝。在本發(fā)明提供的MEMS器件的制造方法中，通過(guò)在氮化鉭層上形成介質(zhì)抗反射層用以隔離氮化鉭層，所述介質(zhì)抗反射層能夠防止氮化鉭層在加強(qiáng)的灰化工藝中與光刻膠發(fā)生反應(yīng)生成含鉭類聚合物，從而避免因含鉭類聚合物覆蓋而產(chǎn)生光刻膠或BRAC殘留物，同時(shí)，能夠在加強(qiáng)的灰化工藝中保持溝槽寬度。
【專利說(shuō)明】MEMS器件的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微機(jī)電系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種MEMS器件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical Systems,簡(jiǎn)稱MEMS)是指微細(xì)加工技術(shù)制作的，集微型傳感器、微型構(gòu)件、微型執(zhí)行器、信號(hào)處理、控制電路等于一體的微型器件或系統(tǒng)，尺寸通常在微米或納米級(jí)。MEMS器件具有體積小、重量輕、功耗低、耐用性好、價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]MEMS技術(shù)由于采用了先進(jìn)的半導(dǎo)體制造工藝，因此可以實(shí)現(xiàn)MEMS器件的批量制造，能極好的控制生產(chǎn)成本，提高器件的一致性。MEMS器件的制造過(guò)程是以薄膜沉積、光刻、外延、氧化、擴(kuò)散、注入、濺射、蒸鍍、刻蝕、劃片和封裝等為基本工藝步驟來(lái)制造復(fù)雜三維形體的微加工過(guò)程。
[0004]在MEMS器件制造過(guò)程中，一般都要通過(guò)刻蝕形成溝槽(GAP )。對(duì)于MEMS器件而言，溝槽寬度是一項(xiàng)非常重要的參數(shù)，需要嚴(yán)格管控，目前，溝槽寬度一般要求控制在0.2微米到0.5微米之間。請(qǐng)參考圖1，其為現(xiàn)有技術(shù)的MEMS器件的制造方法中溝槽刻蝕之后的器件的結(jié)構(gòu)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16。溝槽16刻蝕之后，還需要進(jìn)行灰化和濕法清洗工藝除去氮化鉭層13上面的抗反射涂層14和光刻膠15。
[0005]請(qǐng)繼續(xù)參考圖1，如圖1所示，在MEMS器件10的制造過(guò)程形成溝槽的主要工藝流程如下:首先，提供一襯底11 ;接著，在襯底11上依次形成述鎳鐵層12和氮化鉭層13 ;然后，在所述氮化鉭層13上依次涂布抗反射涂層14和光刻膠15，其中，抗反射涂層14采用底部抗反射層(Bottom Anti_Ref lective coating,簡(jiǎn)稱BARC),在光刻膠15的底部涂覆BARC可以減少光的反射，使得曝光的能量被光刻膠更好地吸收；之后，通過(guò)對(duì)氮化鉭層13進(jìn)行刻蝕形成溝槽16 ;最后，進(jìn)行灰化和濕法清洗工藝除去抗反射涂層14和光刻膠15。
[0006]然而，氮化鉭層12在傳統(tǒng)的灰化工藝過(guò)程中會(huì)與光刻膠發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生了大量的含鉭類聚合物，含鉭類聚合物覆蓋在光刻膠和BARC的上面會(huì)阻礙BARC和光刻膠的去除，溝槽16形成之后溝槽16內(nèi)一般會(huì)存在大量的光刻膠和BARC殘留物，光刻膠和BARC殘留物積聚在溝槽16內(nèi)會(huì)影響器件的性能。
[0007]由于光刻膠和BARC殘留物上覆蓋有含鉭類聚合物，采用傳統(tǒng)的灰化工藝即在250°C下通入純氧氣體(O2)進(jìn)行灰化是難以除去光刻膠和BARC殘留物的，而采用加強(qiáng)的灰化工藝即在低溫狀態(tài)下通入四氟化碳(CF4)和氧氣(O2)的混合氣體進(jìn)行灰化雖然能夠去除光刻膠和BARC殘留物，但是會(huì)增加溝槽寬度使其超過(guò)管控范圍，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致溝槽側(cè)壁的氮化鉭出現(xiàn)剝離現(xiàn)象，無(wú)論是溝槽寬度超過(guò)管控范圍還是出現(xiàn)剝離現(xiàn)象都會(huì)影響MEMS器件的性能。
[0008]因此，如何解決現(xiàn)有的MEMS器件在溝槽刻蝕過(guò)程中由于光刻膠和BARC殘留影響 器件性能的問(wèn)題成為當(dāng)前亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種MEMS器件的制造方法，以解決現(xiàn)有的MEMS器件在形成溝槽過(guò)程中出現(xiàn)的光刻膠和BARC殘留物問(wèn)題。
[0010]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)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:
[0011]提供一襯底；
[0012]在所述襯底上形成氮化鉭層；
[0013]在所述氮化鉭層上形成介質(zhì)抗反射層；
[0014]在所述介質(zhì)抗反射層上涂布光刻膠并進(jìn)行光刻；
[0015]對(duì)所述介質(zhì)抗反射層和氮化鉭層進(jìn)行刻蝕，形成溝槽；
[0016]對(duì)形成有所述溝槽的MEMS器件執(zhí)行加強(qiáng)的灰化和濕法清洗工藝。
[0017]可選的，在所述的MEMS器件的制造方法中，所述介質(zhì)抗反射層是DARC，所述介質(zhì)抗反射層采用的材料為SiON。
[0018]可選的，在所述的MEMS器件的制造方法中，所述介質(zhì)抗反射層是通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝形成的。
[0019]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，在所述襯底上形成鎳鐵層。
[0020]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是通過(guò)物理氣相沉積工藝形成的。
[0021]本發(fā)明還提供了一種MEMS器件的制造方法，所述MEMS器件的制造方法包括:
[0022]提供一襯底；
[0023]在所述襯底上形成氮化鉭層；
[0024]在所述氮化鉭層上形成介質(zhì)抗反射層；
[0025]在所述介質(zhì)抗反射層上涂布底部抗反射涂層；
[0026]在所述底部抗反射涂層上涂布光刻膠并進(jìn)行光刻；
[0027]對(duì)所述介質(zhì)抗反射層和氮化鉭層進(jìn)行刻蝕，形成溝槽；
[0028]對(duì)形成有所述溝槽的MEMS器件執(zhí)行加強(qiáng)的灰化和濕法清洗工藝。
[0029]可選的，在所述的MEMS器件的制造方法中，所述介質(zhì)抗反射層是DARC，所述介質(zhì)抗反射層采用的材料為SiON。
[0030]可選的，在所述的MEMS器件的制造方法中，所述介質(zhì)抗反射層是通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝形成的。
[0031]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，在所述襯底上形成鎳鐵層。
[0032]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是通過(guò)物理氣相沉積工藝形成的。
[0033]在本發(fā)明提供的MEMS器件的制造方法中，通過(guò)在氮化鉭層上形成介質(zhì)抗反射層用以隔離氮化鉭層，所述介質(zhì)抗反射層能夠防止氮化鉭層在加強(qiáng)的灰化工藝中與光刻膠發(fā)制造方法的工藝流程圖；
制造方法中涂布光刻膠之后的器件的結(jié)構(gòu)
制造方法中溝槽刻蝕之后的器件的結(jié)構(gòu)示
制造方法中灰化和濕法清洗之后的器件的
是出的1213器件的制造方法作進(jìn)一步詳細(xì)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采3以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的
實(shí)施例的1213器件100的制造方法包括:〕0執(zhí)行加強(qiáng)的灰化和濕法清洗工藝。其中，I下通入四氟化碳(0？4?和氧氣(02)的混合和15008。。111。米用加強(qiáng)的灰化工藝5 104覆蓋在氮化鉭層103的上面，能夠阻旦類聚合物。因此，在加強(qiáng)的灰化工藝過(guò)程
18器件的制造方法中灰化和濕法清洗之后聚合物的遮蓋，介質(zhì)抗反射層104在光刻膠:反射層104覆蓋在氮化鉭層103的上面能呈中溝槽寬度不會(huì)增加。
3器件的制造方法形成的溝槽106，溝槽寬控要求。
實(shí)施例的1213器件200的制造方法包括:203 ；DARC涂覆在光刻膠的底部可以減少光的反射，使得曝光的能量被光刻膠更好地吸收。本實(shí)施例中，介質(zhì)抗反射層204采用的材料為SiON。
[0073]之后，在介質(zhì)抗反射層204上涂布底部抗反射涂層205，即BRAC。在本發(fā)明的實(shí)施例中，形成DARC層之后在DARC層的上面再涂布一層BRAC層，之后在BRAC層的上面涂布光刻膠進(jìn)行溝槽刻蝕，如此能夠更為精確地控制溝槽寬度，提高器件的性能。
[0074]底部抗反射涂層205涂布完成之后，在底部抗反射涂層205上涂布光刻膠206。請(qǐng)參考圖7，其為本發(fā)明實(shí)施例二的MEMS器件的制造方法中涂布光刻膠之后的器件的結(jié)構(gòu)示意圖。如7圖所示，襯底201上依次形成了鎳鐵層202、氮化鉭層203、介質(zhì)抗反射層204、底部抗反射涂層205和光刻膠206。
[0075]涂布光刻膠206之后，先進(jìn)行光刻工藝將圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠206和底部抗反射涂層205上，之后對(duì)介質(zhì)抗反射層204進(jìn)行刻蝕形成溝槽圖形并露出介質(zhì)抗反射層204下面的氮化鉭層203，接著繼續(xù)對(duì)暴露出來(lái)的氮化鉭層203進(jìn)行刻蝕直至露出鎳鐵層202，形成溝槽207。
[0076]請(qǐng)參考圖8，其為本發(fā)明實(shí)施例二的MEMS器件的制造方法中溝槽刻蝕之后的器件的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖8所示，通過(guò)光刻和刻蝕在所述氮化鉭層203上形成溝槽207，由于還未進(jìn)行灰化和濕法清洗工藝，氮化鉭層203的上面還覆蓋著介質(zhì)抗反射層204、底部抗反射涂層205和光刻膠206。
[0077]最后，對(duì)形成有溝槽207的MEMS器件200執(zhí)行加強(qiáng)的灰化和濕法清洗工藝。其中，加強(qiáng)的灰化工藝的條件是在80°C到130°C的溫度下通入四氟化碳(CF4)和氧氣(O2)的混合氣體，四氟化碳(CF4)和氧氣(O2)的濃度分別為40sccm和1500sccm。采用加強(qiáng)的灰化工藝能夠加速底部抗反射涂層205和光刻膠206的剝離，而且，由于介質(zhì)抗反射層204覆蓋在氮化鉭層203的上面，能夠阻止光刻膠206與氮化鉭層203發(fā)生反應(yīng)生成含鉭類聚合物。因此，在加強(qiáng)的灰化工藝過(guò)程中并不會(huì)產(chǎn)生含鉭類聚合物。
[0078]請(qǐng)參考圖9，其為本發(fā)明實(shí)施例二的MEMS器件的制造方法中灰化和濕法清洗之后的器件的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖9所示，沒(méi)有含鉭類聚合物的遮蓋，介質(zhì)抗反射層204在底部抗反射涂層205和光刻膠206剝離之后也被順利去除了，同時(shí)，由于介質(zhì)抗反射層204覆蓋在氮化鉭層203的上面能夠保護(hù)氮化鉭層203，因此加強(qiáng)的灰化工藝也不會(huì)增加溝槽寬度。
[0079]實(shí)驗(yàn)證明，采用本發(fā)明實(shí)施例二的MEMS器件的制造方法形成的溝槽207，其溝槽寬度能夠控制在0.2微米到0.5微米之間，符合管控要求。
[0080]本實(shí)施例與實(shí)施一的不同之處在于,在形成介質(zhì)抗反射層(DARC)之后,涂布光刻膠之前，在介質(zhì)抗反射層(DARC)的上面涂布了一層抗反射涂層(BRAC)。在介質(zhì)抗反射層(DARC)和光刻膠之間增加一層抗反射涂層(BRAC)能夠更為精確地控制溝槽寬度，MEMS器件的性能更好。
[0081]綜上，在本發(fā)明實(shí)施例提供的MEMS器件的制造方法中，通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝在氮化鉭層上形成介質(zhì)抗反射層(DARC)，用以隔離氮化鉭層，從而保護(hù)氮化鉭層以避免溝槽寬度在加強(qiáng)的灰化工藝中增大，同時(shí)防止氮化鉭層在灰化工藝中與光刻膠發(fā)生反應(yīng)生成含鉭類聚合物，避免光刻膠、介質(zhì)抗反射層(DARC)及介質(zhì)抗反射層(DARC)上的抗反射涂層(BRAC)被含鉭類聚合物遮蓋。因此，所述光刻膠、介質(zhì)抗反射層(DARC)和抗反射涂層(BRAC)均能夠在灰化和濕法清洗過(guò)程中順利地被除去，防止出現(xiàn)光刻膠、BRAC或DARC殘留物，提高了 MEMS器件的性能。
[0082]上述描述僅是對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對(duì)本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種MEMS器件的制造方法，其特征在于，包括: 提供一襯底； 在所述襯底上形成氮化鉭層； 在所述氮化鉭層上形成介質(zhì)抗反射層； 在所述介質(zhì)抗反射層上涂布光刻膠并進(jìn)行光刻； 對(duì)所述介質(zhì)抗反射層和氮化鉭層進(jìn)行刻蝕，形成溝槽； 對(duì)形成有所述溝槽的MEMS器件執(zhí)行加強(qiáng)的灰化和濕法清洗工藝。
2.如權(quán)利要求1所述的MEMS器件的制造方法，其特征在于，所述介質(zhì)抗反射層是DARC，所述介質(zhì)抗反射層采用的材料為SiON。
3.如權(quán)利要求2所述的MEMS器件的制造方法，其特征在于，所述介質(zhì)抗反射層是通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝形成的。
4.如權(quán)利要求1所述的MEMS器件的制造方法，其特征在于，還包括:在形成氮化鉭層之前，在所述襯底上形成鎳鐵層。
5.如權(quán)利要求4所述的MEMS器件的制造方法，其特征在于，所述鎳鐵層和氮化鉭層是通過(guò)物理氣相沉積工藝形成的。
6.一種MEMS器件的制造方法，其特征在于，包括: 提供一襯底； 在所述襯底上形成氮化鉭層； 在所述氮化鉭層上形成介質(zhì)抗反射層； 在所述介質(zhì)抗反射層上涂布底部抗反射涂層； 在所述底部抗反射涂層上涂布光刻膠并進(jìn)行光刻； 對(duì)所述介質(zhì)抗反射層和氮化鉭層進(jìn)行刻蝕，形成溝槽； 對(duì)形成有所述溝槽的MEMS器件執(zhí)行加強(qiáng)的灰化和濕法清洗工藝。
7.如權(quán)利要求6所述的MEMS器件的制造方法，其特征在于，所述介質(zhì)抗反射層是DARC，所述介質(zhì)抗反射層采用的材料為SiON。
8.如權(quán)利要求7所述的MEMS器件的制造方法，其特征在于，所述介質(zhì)抗反射層是通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝形成的。
9.如權(quán)利要求6所述的MEMS器件的制造方法，其特征在于，還包括:在形成氮化鉭層之前，在所述襯底上形成鎳鐵層。
10.如權(quán)利要求9所述的MEMS器件的制造方法，其特征在于，所述鎳鐵層和氮化鉭層是通過(guò)物理氣相沉積工藝形成的。
【文檔編號(hào)】B81C1/00GK103832968SQ201410097373
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月17日
【發(fā)明者】張振興, 奚裴, 熊磊, 王健鵬, 時(shí)廷 申請(qǐng)人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司