深硅刻蚀方法技术

本发明专利技术公开了一种深硅刻蚀方法，包括：s1、设计光刻版图形，该光刻版图形具有不同宽度的沟槽，利用细线条沿所述沟槽的宽度方向对所述沟槽进行分割，并使得分割后所有沟槽的宽度相同；s2、根据设计的光刻版图形在待加工样品上形成掩膜；s3、在掩膜下对待加工样品进行深硅ICP刻蚀，同时刻蚀掉所述细线条形成的掩膜部分。通过本发明专利技术技术方案的应用，能有效减小深硅刻蚀中由于沟槽宽度尺寸较大的差异导致侧壁形貌变化，将侧壁陡直度偏差控制在1μm之内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体、MEMS器件加工领域，尤其涉及一种减小深硅刻蚀中根据开口尺寸差异导致侧壁形貌变化的新方法。
技术介绍
半导体、MEMS(微机电系统,Micro-Electro-Mechanical Systems)器件技术的发展很大程度上依赖于微纳米加工技术的不断进步。随着高深宽比干法刻蚀技术的普遍采用与不断发展，体硅MEMS器件也得到了越来越广泛的应用；然而很多体硅MEMS器件都拥有不同尺寸的结构，受到博世(BOSCH)工艺的micro loading (微负载)效应影响,在进行结构释放时仅仅能保证某一种尺寸结构的侧壁陡直度，对于体硅MEMS器件的性能有着较大的影响。虽然可以通过调整刻蚀工艺参数来减小博世(BOSCH)工艺的micro loading效应，但 是对于尺寸相差较大的结构，侧壁陡直度依然有着很严重的偏差，严重影响刻蚀工艺效果。随着光刻版图形中沟槽的宽度的增加，受博世(BOSCH)工艺的micro loading效应的影响。对于设计宽度为20 μ m的沟槽刻蚀后上开口的尺寸和底部宽度尺寸相差达2 μ m以上，参图3所示；对于设计宽度为10 μ m的沟槽刻蚀后上开口的尺寸和底部宽度尺寸相差达I μπι左右，陡直度偏差显著，参图4所示。
技术实现思路
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是提出一种，解决深硅刻蚀工艺造成陡直度偏差的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案 本专利技术公开了一种，包括 Si、设计光刻版图形，该光刻版图形具有不同宽度的沟槽，利用细线条沿所述沟槽的宽度方向对所述沟槽进行分割，并使得分割后所有沟槽的宽度相同；s2、根据设计的光刻版图形在待加工样品上形成掩膜； S3、在掩膜下对待加工样品进行深硅ICP刻蚀，同时刻蚀掉所述细线条形成的掩膜部分。作为本专利技术的进一步改进，所述细线条的宽度小于或等于所述被分割沟槽的宽度的 1/10。作为本专利技术的进一步改进，所述细线条的宽度小于等于2微米。作为本专利技术的进一步改进，所述掩膜为二氧化硅层。作为本专利技术的进一步改进，所述掩膜为光刻胶。本专利技术还公开了一种，包括 Si、设计光刻版图形，该光刻版图形具有沟槽，利用细线条沿所述沟槽的宽度方向对所述沟槽进行分割，并使得分割后所有沟槽的宽度相同；s2、根据设计的光刻版图形在待加工样品上形成掩膜；S3、在掩膜下对待加工样品进行深硅ICP刻蚀，同时刻蚀掉所述细线条形成的掩膜部分。本专利技术的，经实验证明其实 施所具的突出效果经过该抑制方法处理后，能有效减小深硅刻蚀中由于沟槽宽度尺寸较大的差异导致侧壁形貌变化，将侧壁陡直度偏差控制在Iym之内。 附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I所示为本专利技术具体实施例中光刻板图形设计示意 图2所示为本专利技术具体实施例中刻蚀22 μ m沟槽的成品效果示意 图3所示为现有技术中刻蚀20 μ m沟槽的成品效果示意 图4所示为现有技术中刻蚀10 μ m沟槽的成品效果示意图。具体实施例方式为适应半导体、MEMS器件应用发展所需，为了有效克服深硅刻蚀中BOSCH工艺的micro loading效应影响,提高释放时图形整体尺寸的陆直度。本专利技术提出了一种深娃刻蚀方法。本专利技术的，特别适用于被刻蚀的图形有多种宽度尺寸且相差较大的情况。周知地，该深硅刻蚀的工艺包括I设计光刻版图形，II根据设计的光刻版图形在待加工样品上形成掩膜，III在掩膜下对待加工样品进行深硅ICP (电感等离子体)刻蚀，形成所需结构。在此基础上，本专利技术所述的是针对其中若干步骤提出改善措施，从而使得刻蚀后的沟槽侧壁陡直度得以较好地维持。本专利技术的，也适用于具有相同宽度尺寸沟槽的图形，还适用于只有一个沟槽的图形。本专利技术实施例公开了一种，包括 Si、设计光刻版图形，该光刻版图形具有不同宽度的沟槽，利用细线条沿所述沟槽的宽度方向对所述沟槽进行分割，并使得分割后所有沟槽的宽度相同；s2、根据设计的光刻版图形在待加工样品上形成掩膜； S3、在掩膜下对待加工样品进行深硅ICP刻蚀，同时刻蚀掉所述细线条形成的掩膜部分。本专利技术实施例还公开了一种，包括 Si、设计光刻版图形，该光刻版图形具有沟槽，利用细线条沿所述沟槽的宽度方向对所述沟槽进行分割，并使得分割后所有沟槽的宽度相同；s2、根据设计的光刻版图形在待加工样品上形成掩膜； S3、在掩膜下对待加工样品进行深硅ICP刻蚀，同时刻蚀掉所述细线条形成的掩膜部分。上述能有效减小深硅刻蚀中由于沟槽宽度尺寸较大的差异导致侧壁形貌变化，将侧壁陡直度偏差控制在I μ m之内。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。主要体现在两个关键的方面。首先在电脑上使用L-EDIT版图设计软件进行光刻版设计时根据所需器件结构设计沟槽宽度及结构所需刻蚀深度设计细线条并以细线条插入宽度较大的沟槽之中，通常细线条的宽度小于或等于被分割沟槽的宽度的1/10，且细线条的宽度小于等于2微米；其次，根据沟槽图形的宽度尺寸和刻蚀深度来决定刻蚀工艺(刻蚀工艺应通过试验并可以满足最小沟槽的刻蚀形貌及深度要求)，比较优选的是各向同性刻蚀的博世(BOSCH)刻蚀工艺。概括来说即将光刻版图形中沟槽的宽度尺寸均匀化，并通过刻蚀将用于尺寸均匀化的细线条去除。 如图I所示的光刻版图形设计示意图中，以一条宽度为2μπι的细线条3将需要刻蚀的22 μ m沟槽2分为两个宽度为10 μ m的较窄槽21和22。其中左侧为图形设计所需单独的一条10 μ m沟槽I ;右侧为图形设计所需单独22 μ m沟槽2，图中网格部分为无掩膜区域。参照这样设计的光刻板图形，通过光刻方法(即旋胶、前烘、曝光、显影、坚膜等一系列步骤)在样品表面形成掩膜。再对待加工样品在掩膜下进行深硅ICP刻蚀(B0SCH刻蚀工艺)，刻蚀深度在80 μ m左右。刻蚀后的图形参图2，图示中开口相比设计图形偏大是由于BOSCH工艺的侧蚀导致的，但图示可见所形成的沟槽侧壁上下开口相差被控制在0.5μπι以内。上述深硅刻蚀工艺中，所用的掩膜为光刻胶，当然其也可以是等离子增强化学气相外延(PECVD)生长的二氧化硅层。从另一实施例来看，在图3所示的20μπι沟槽中，如果采用本专利技术的抑制方法，将20 μ m沟槽设计为两个相互间隔I μ m的9. 5 μ m沟槽，再对其进行深硅刻蚀，则所形成的产品图形的侧壁形貌将相对未采用本方法的刻蚀具有更好的陡直度性能。综上，本专利技术利用图形设计将大尺寸结构分割成两个或多个小尺寸结构，然后利用BOSCH工艺的各向同性刻蚀将起分割作用的细线条去除，这样能有效避免了 microloading效应，也避免了对不同尺寸结构侧壁陡直度的影响。对于拥有不同结构的MEMS体硅器件有着尤其明显的作用。需要说明的是，在本文本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深硅刻蚀方法，其特征在于，包括：s1、设计光刻版图形，该光刻版图形具有不同宽度的沟槽，利用细线条沿所述沟槽的宽度方向对所述沟槽进行分割，并使得分割后所有沟槽的宽度相同；s2、根据设计的光刻版图形在待加工样品上形成掩膜；s3、在掩膜下对待加工样品进行深硅ICP刻蚀，同时刻蚀掉所述细线条形成的掩膜部分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：付思齐，时文华，王敏锐，张宝顺，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：