用于mems傳感器的刻蝕方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種用于MEMS傳感器的刻蝕方法方 法。
【背景技術】
[0002] 微電子機械系統(tǒng)（Micro Electro Mechanical Systems，MEMS)傳感器是通過對構 成絕緣體上娃（Silicon On Insulator，SOI)基板的娃基板進行微細加工以形成可動電極 部和固定電極部。所述細微的傳感器通過可動電極部的動作，可作為加速傳感器、壓力傳感 器、振動型陀螺儀，或者微型繼電器等進行使用。
[0003] 現(xiàn)有技術的用于MEMS傳感器的刻蝕方法中通常包括以下步驟：首先在襯底上形 成氧化物層，隨后在氧化物層中形成溝槽；此后在形成溝槽的氧化物層上依次形成氮化硅 層、鎳鐵合金層和氮化鉭層，從而在溝槽中也形成氮化硅層、鎳鐵合金層和氮化鉭層的疊 層；此后在氮化硅層上形成光刻膠填充材料層，從而使得溝槽中完全填充有光刻膠填充材 料層；此后在光刻膠填充材料層上形成光刻膠；對光刻膠進行曝光及顯影，對光刻膠填充 材料層及氮化硅層進行刻蝕，最后利用光刻膠及光刻膠填充材料層對氮化鉭層進行刻蝕， 從而留下覆蓋有光刻膠填充材料層的溝槽一側的側壁位置上的氮化鉭部分。
[0004] 請參閱圖la、圖lb，圖Ia所示為現(xiàn)有MEMS傳感器之階段性結構的SEM圖譜。圖 Ib為現(xiàn)有MEMS傳感器經過刻蝕后的SEM圖譜。如圖Ib所示，所述現(xiàn)有MEMS傳感器1包括 襯底11、依次沉積在所述襯底11上的NiFe層12、氮化鉭層13、氮化硅層14、光阻層15,以 及聚合物16。明顯地，從SEM圖譜可知，在所述現(xiàn)有MEMS傳感器之氮化鉭層13刻蝕后出現(xiàn) 嚴重的聚合物16,并且所述聚合物16很難通過常規(guī)的刻蝕或者剝離工藝去除，使得聚合物 不斷在MEMS傳感器的側墻堆積，造成側墻的粗糙，此外堆積有聚合物的側墻的表面會呈現(xiàn) 彎彎曲曲的形貌，從而影響后續(xù)刻蝕的形貌，出現(xiàn)制造的MEMS傳感器性能下降的問題。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于MEMS傳感器的刻蝕方法，以解決通過現(xiàn)有MEMS 傳感器的刻蝕方法在氮化鉭層刻蝕后出現(xiàn)很難通過常規(guī)的刻蝕或者剝離工藝去除嚴重的 聚合物，使得聚合物不斷在MEMS傳感器的側墻堆積，造成側墻的粗糙，導致制造的MEMS傳 感器性能下降的問題。
[0006] 為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種用于MEMS傳感器的刻蝕方法，所述用于 MEMS傳感器的刻蝕方法包括如下步驟：
[0007] 提供一襯底，所述襯底上依次形成氧化物層，所述氧化物層中形成有溝槽，所述溝 槽中及氧化層上依次形成鎳鐵合金層、氮化鉭層、氮化硅層、光刻膠填充材料層及光刻膠， 所述光刻膠填充材料層填充滿溝槽并覆蓋所述氧化層上的氮化硅層；
[0008] 對所述光刻膠進行曝光及顯影處理，形成圖案化的光刻膠；
[0009] 以所述圖案化的光刻膠為掩膜對溝槽中部分光刻膠填充材料層及所述氮化硅層 進行刻蝕；
[0010] 對圖案化的光刻膠及覆蓋在所述氮化硅層上的光刻膠填充層進行去膠處理；
[0011] 以刻蝕后的所述氮化硅層為掩膜對所述氮化鉭層進行物理刻蝕；
[0012] 對所述溝槽中剩余的光刻膠填充材料層進行去膠處理。
[0013] 可選的，在所述的用于MEMS傳感器的刻蝕方法中，所述氮化硅層的厚度為 1500 A ~2500 A。
[0014] 可選的，在所述的用于MEMS傳感器的刻蝕方法中，所述氮化硅層的厚度為 2000A。
[0015] 可選的，在所述的用于MEMS傳感器的刻蝕方法中，以刻蝕后的所述氮化硅層為掩 膜對所述氮化鉭層進行物理刻蝕采用的等離子體刻蝕的氣體為氬氣。
[0016] 可選的，在所述的用于MEMS傳感器的刻蝕方法中，進行物理刻蝕時，氬氣的流量 為 40ml/min ~160ml/min，射頻功率為 300W ~800W。
[0017] 可選的，在所述的用于MEMS傳感器的刻蝕方法中，以所述圖案化的光刻膠為掩膜 對溝槽中部分光刻膠填充材料層及所述氮化硅層進行刻蝕利用〇匕與Cl 2氣體組合執(zhí)行刻 蝕。
[0018] 可選的，在所述的用于MEMS傳感器的刻蝕方法中，所述溝槽的深度至少為3 μ m。
[0019] 在本發(fā)明所提供的用于MEMS傳感器的刻蝕方法中，在以所述圖案化的光刻膠為 掩膜對溝槽中部分光刻膠填充材料層及所述氮化硅層進行刻蝕之后，增加了對光刻膠進行 去膠處理的步驟及采用物理刻蝕對氮化鉭層進行刻蝕，均避免光刻膠在刻蝕氮化鉭層時會 與氮化鉭層反應產生難以去除的聚合物的現(xiàn)象，減少聚合物的產生；與此同時，在物理時還 能將已堆積于MEMS傳感器的側壁上的聚合物刻蝕掉，提高了側墻的平滑垂直性。
[0020] 另一方面，本發(fā)明將SiN層的厚度增加為1500A~2500A,避免了刻蝕SiN層時產 生的聚合物堆積在側墻上所產生的彎彎曲曲的形貌一直延續(xù)下去，從而影響后續(xù)刻蝕的形 貌的問題。
【附圖說明】
[0021] 圖Ia是現(xiàn)有MEMS傳感器之階段性結構的SEM圖譜；
[0022] 圖Ib是現(xiàn)有MEMS傳感器經過刻蝕后的SEM圖譜；
[0023] 圖2是本發(fā)明一實施例中用于MEMS傳感器的刻蝕方法的流程圖；
[0024] 圖3a~圖3f是圖2中不同步驟的剖面結構示意圖；
[0025] 圖4是MEMS傳感器采用本發(fā)明的用于MEMS傳感器的刻蝕方法后的SEM圖譜。
[0026] 圖中，襯底-10 ;氧化物層-11 ;鎳鐵合金層-12 ;氮化鉭層-13 ;氮化硅層-14 ;光 刻膠填充材料層-15 ;光刻膠-16。
【具體實施方式】
[0027] 以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的用于MEMS傳感器的刻蝕方法作進一 步詳細說明。根據(jù)下面說明和權利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附 圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實 施例的目的。
[0028] 請參考圖2,其為本發(fā)明一實施例中用于MEMS傳感器的刻蝕方法的流程圖，如圖2 所示，所述的用于MEMS傳感器的刻蝕方法，包括如下步驟：
[0029] 首先，請參考圖3a，執(zhí)行步驟S1，提供一襯底10,所述襯底10上依次形成氧化 物層11，所述氧化物層11中形成有溝槽，所述溝槽中及氧化層上依次形成鎳鐵合金層 12、氮化鉭層13、氮