專利名稱：深硅刻蝕方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體、MEMS器件加工領(lǐng)域，尤其涉及一種憑借深硅刻蝕在硅材料上形成多種不同深度臺階的加工方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體、MEMS(微機電系統(tǒng),Micro-Electro-Mechanical Systems)器件技術(shù)的發(fā)展很大程度上依賴于微納米加工技術(shù)的不斷進步。隨著高深寬比干法刻蝕技術(shù)的普遍采用與不斷發(fā)展，體硅MEMS器件也得到了越來越廣泛的應(yīng)用；然而隨著器件結(jié)構(gòu)的多樣化，深度依次遞增或遞減的多臺階結(jié)構(gòu)越來越受到人們關(guān)注，然而其制備過程往往伴隨著多次的 光刻及刻蝕工藝，多次工藝直接影響著此種結(jié)構(gòu)的成本與成功率。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種深硅刻蝕方法，該方法可以憑借單次刻蝕形成多種不同深度臺階的溝槽，成本低，成功率高。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案
本發(fā)明公開了一種深硅刻蝕方法，包括
Si、設(shè)計光刻版圖形，該光刻版圖形具有形成所述溝槽的窗口，利用分割線對所述窗口進行分割，所述分割線為不同臺階的分界線；
s2、根據(jù)設(shè)計的光刻版圖形在待加工樣品上形成掩膜；
S3、在掩膜下對待加工樣品進行深硅ICP刻蝕，同時刻蝕掉所述分割線形成的掩膜部分。作為本發(fā)明的進一步改進，所述分割線的寬度小于或等于5微米。作為本發(fā)明的進一步改進，所述深硅ICP刻蝕為BOSCH刻蝕工藝。作為本發(fā)明的進一步改進，所述掩膜為二氧化硅層。作為本發(fā)明的進一步改進，所述掩膜為光刻膠。本發(fā)明的深硅刻蝕方法，經(jīng)實驗證明其實施所具的突出效果憑借單次刻蝕形成多種不同深度臺階的溝槽，成本低，成功率高。


為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I所示為本發(fā)明具體實施例中光刻板圖形設(shè)計示意圖2所示為本發(fā)明具體實施例中利用圖I中光刻版圖形進行刻蝕溝槽的成品效果示意圖。
具體實施例方式為適應(yīng)半導(dǎo)體、MEMS器件應(yīng)用發(fā)展所需，為了解決制造多層階梯結(jié)構(gòu)的制備工藝復(fù)雜及減小制作成本。本發(fā)明提出了一種憑借深硅刻蝕在硅材料上形成多種不同深度臺階的加工方法。本發(fā)明的該種深硅刻蝕形成多種不同深度臺階的加工方法，特別適用于需要形成的臺階結(jié)構(gòu)深度及寬度均為依次遞增或遞減的情況。周知地，該深硅刻蝕的工藝包括sl、設(shè)計光刻版圖形；s2、根據(jù)設(shè)計的光刻版圖形在待加工樣品上形成掩膜；s3、在掩膜下對待加工樣品進行深硅ICP刻蝕，形成所需結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明所述的加工方法是針對其中步驟Si步驟提出改善措施，從而使得刻蝕后的形成多種不同深度臺階結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實施例公開了一種深硅刻蝕方法，包括
Si、設(shè)計光刻版圖形，該光刻版圖形具有形成所述溝槽的窗口，利用分割線對所述窗口進行分割，所述分割線為不同臺階的分界線；
s2、根據(jù)設(shè)計的光刻版圖形在待加工樣品上形成掩膜；
S3、在掩膜下對待加工樣品進行深硅ICP刻蝕，同時刻蝕掉所述分割線形成的掩膜部分。上述深硅刻蝕方法，可以憑借單次刻蝕形成多種不同深度臺階的溝槽，成本低，成
功率高。下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。深硅刻蝕方法主要體現(xiàn)在兩個關(guān)鍵的方面。首先在電腦上使用L-EDIT版圖設(shè)計軟件進行光刻版圖形設(shè)計時，根據(jù)所需臺階結(jié)構(gòu)深度、寬度、臺階級數(shù)等設(shè)計分割線的數(shù)量及寬度，并以分割線作為多層臺階結(jié)構(gòu)的分界線，通常分割線的寬度不應(yīng)大于5微米；其次，根據(jù)溝槽圖形的寬度尺寸和刻蝕深度來決定刻蝕工藝(刻蝕工藝應(yīng)通過試驗并可以滿足最淺臺階深度的刻蝕形貌及深度要求)，比較優(yōu)選的是各向異性刻蝕的BOSCH刻蝕工藝。概括來說即通過光刻版圖形對待加工樣品進行深硅ICP刻蝕，并通過刻蝕將用于分隔不同深度臺階的分割線去除，以達(dá)到成功制造出多種不同深度的臺階結(jié)構(gòu)。圖I所示為本發(fā)明具體實施例中光刻板圖形設(shè)計示意圖。圖I所示的光刻版圖形設(shè)計示意圖中，窗口 I被分割線2分隔成多個不同間距的小窗口，每個小窗口對應(yīng)不同深度的臺階，優(yōu)選的，分割線2的寬度為2微米。圖中，相鄰分割線2間的距離越大，所形成的臺階深度越大，因此，從左往右，所獲得臺階的深度逐漸減小，左側(cè)為圖形設(shè)計臺階結(jié)構(gòu)中最深臺階。參照圖I的光刻板圖形，通過常規(guī)光刻方法(即旋膠、前烘、曝光、顯影、堅膜等一系列步驟)在樣品表面形成掩膜。再對待加工樣品在掩膜下進行深硅ICP刻蝕(B0SCH刻蝕工藝)，刻蝕深度在70 μ m左右。參圖2所示，圖示中深度為30微米的臺階結(jié)構(gòu)分界線依然殘留，但右側(cè)50-70微米的結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成了深度遞增的多層臺階結(jié)構(gòu)，需注意的是，圖2中的臺階從右到左，對應(yīng)于圖I中的從左往右的設(shè)計圖形。
上述深硅刻蝕工藝中，所用的掩膜為光刻膠，當(dāng)然其也可以是等離子增強化學(xué)氣相外延(PECVD)生長的二氧化硅層。綜上，本發(fā)明利用圖形設(shè)計將多層臺階結(jié)構(gòu)的不同深度各層臺階之間被分割線分害IJ，然后利用BOSCH工藝的各向同性刻蝕將起分割作用的分割線去除，這樣一次制作出具有深度及尺寸遞增的多層臺階結(jié)構(gòu)，對于降低制造臺階結(jié)構(gòu)的工藝難度與工藝成本起到了極大地作用。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分 開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。以上所述僅是本申請的具體實施方式
，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本申請的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種深硅刻蝕方法，用以形成臺階結(jié)構(gòu)的溝槽，其特征在于，包括 Si、設(shè)計光刻版圖形，該光刻版圖形具有形成所述溝槽的窗口，利用分割線對所述窗口進行分割，所述分割線為不同臺階的分界線； s2、根據(jù)設(shè)計的光刻版圖形在待加工樣品上形成掩膜； S3、在掩膜下對待加工樣品進行深硅ICP刻蝕，同時刻蝕掉所述分割線形成的掩膜部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的深硅刻蝕方法，其特征在于所述分割線的寬度小于或等于5微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的深硅刻蝕方法，其特征在于所述深硅ICP刻蝕為BOSCH刻蝕工藝。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的深硅刻蝕方法，其特征在于所述掩膜為二氧化硅層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的深硅刻蝕方法，其特征在于所述掩膜為光刻膠。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種深硅刻蝕方法，用以形成臺階結(jié)構(gòu)的溝槽，包括s1、設(shè)計光刻版圖形，該光刻版圖形具有形成所述溝槽的窗口，利用分割線對所述窗口進行分割，所述分割線為不同臺階的分界線；s2、根據(jù)設(shè)計的光刻版圖形在待加工樣品上形成掩膜；s3、在掩膜下對待加工樣品進行深硅ICP刻蝕，同時刻蝕掉所述分割線形成的掩膜部分。本發(fā)明的深硅刻蝕方法，可以憑借單次刻蝕形成多種不同深度臺階的溝槽，成本低，成功率高。
文檔編號H01L21/306GK102881582SQ20121033309
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者付思齊, 時文華, 繆小虎, 周韋娟, 張寶順 申請人:中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所