本發(fā)明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種基于臺階結構的刻蝕方法。

背景技術：

在MEMS工藝中，各層膜厚的厚度變化很大，一般在幾十納米到幾十微米區(qū)間內(nèi)變化，這樣在一層薄膜經(jīng)過黃光和刻蝕工藝把圖形定義好以后，由于結構要求或工藝能力，一般圖形的邊緣輪廓都比較直，從而會形成臺階的結構形貌。其中，薄膜厚度越厚，形成的臺階的高度差就越大。

通常MEMS產(chǎn)品由于結構需要沒有辦法做平坦化，又由于定義當層薄膜的圖形時會需要和前一層圖形形成部分重疊，刻蝕轉(zhuǎn)移圖形時就需要把刻蝕區(qū)域臺階處厚的薄膜全部移除。由于濕法刻蝕會造成圖形線寬Loss太多和刻蝕形貌不夠光滑的問題，為了避免這些問題通常會選擇干法刻蝕，但由于需要將刻蝕區(qū)域臺階處的薄膜移除干凈，干法刻蝕需要加很重的過刻量，這樣就需要很厚的刻蝕阻擋層薄膜來保證需要保留的圖形不會有頂部損傷，以及需要很厚的刻蝕停止層薄膜來保證不影響前層的結構。

但是，在實際情況中，產(chǎn)品要求的圖形寬度尺寸以及圖形結構通常又不允許設計使用很厚的刻蝕阻擋層和刻蝕停止層薄膜，從而導致干法刻蝕后容易在刻蝕區(qū)域臺階處有刻蝕薄膜殘留，因此臺階結構高度差較大時經(jīng)常會造成產(chǎn)品工藝無法實現(xiàn)的問題。

具體而言，目前，針對臺階結構高度差較大時的現(xiàn)有工藝解決方案一般有以下幾種：

(1)、對前層薄膜臺階圖形的側(cè)壁角度進行改善：通過調(diào)整臺階圖形干法或濕法刻蝕步驟的工藝參數(shù)，盡量把臺階圖形的側(cè)壁角度趨于平坦來減少臺階結構造成的薄膜厚度差異。

然而，上述做法存在如下問題：

1)產(chǎn)品工藝對側(cè)壁角度通常要求比較直，不允許角度過于平坦；2)干法或濕法刻蝕的工藝特性及工藝能力，很難實現(xiàn)比較平坦的側(cè)壁，如此使得側(cè)壁角度可調(diào)空間不大，很難起到明顯改善的作用。

2)、當層薄膜的刻蝕工藝采用濕法刻蝕：利用濕法刻蝕的等向性使得臺階處的薄膜能移除干凈。

然而，上述做法存在如下問題：

1)、圖形線寬容易損耗太多，而不滿足產(chǎn)品設計要求；2)刻蝕形貌不夠光滑而影響產(chǎn)品性能。

2)、當層薄膜的刻蝕工藝采用干法刻蝕時對刻蝕過刻量進行改善：通過調(diào)整重疊圖形的干法刻蝕工藝的時間或刻蝕率盡量加大刻蝕的過刻量使得臺階處的薄膜能移除干凈。

然而，上述做法存在如下問題：

1)、刻蝕阻擋層薄膜容易不滿足遮擋要求，而導致保留圖形頂部有損損傷；

2)、刻蝕停止層薄膜容易不滿足遮擋要求，而導致?lián)p傷前層的結構。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于臺階結構的刻蝕方法，以解決現(xiàn)有技術中存在的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

本發(fā)明的基于臺階結構的刻蝕方法包括如下步驟：

S1.在所述臺階結構所在的區(qū)域沉積一層過渡層薄膜；

S2.對所述過渡層薄膜進行刻蝕，刻蝕至所述臺階結構的刻蝕停止層；

S3.在所述臺階結構所在的區(qū)域沉積刻蝕層；

S4.在所述臺階結構對應的刻蝕層上制作圖形結構層；

S5.刻蝕去除所述刻蝕層未被所述圖形結構層覆蓋的部分；

S6.刻蝕去除所述圖形結構層。

進一步的：所述步驟S1中，所述過渡層薄膜完全覆蓋所述臺階結構及其周圍區(qū)域。

進一步的：所述步驟S2中，刻蝕完成后，所述臺階結構的頂面通過位于所述臺階結構兩側(cè)殘留的過渡層薄膜與其周圍區(qū)域形成平滑過渡。

進一步的：所述步驟S2中，所述過渡層薄膜與所述刻蝕停止層為相同材質(zhì)。

進一步的：所述步驟S2中，所述過渡層薄膜與所述刻蝕停止層為不同材質(zhì)。

進一步的：所述步驟S3中，所述臺階結構及其周圍區(qū)域?qū)目涛g層厚度均勻，且具有平滑過渡的形貌。

進一步的：所述步驟S4中，通過光刻方法在所述臺階結構對應的刻蝕層上制作圖形結構層，所述圖形結構層為光阻層。

進一步的：所述步驟S5中，通過干法刻蝕去除所述刻蝕層未被所述圖形結構層覆蓋的部分。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的基于臺階結構的刻蝕方法工藝控制簡單、形貌可控且重復性好，其避免了干法刻蝕工藝參數(shù)調(diào)整而影響制程穩(wěn)定性及產(chǎn)品性能；并且可以通過調(diào)整過渡層的厚度進而控制臺階結構處的薄膜形貌平滑度；解決了MEMS產(chǎn)品工藝因臺階高度差大而造成的工藝實現(xiàn)問題。

上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的基于臺階結構的刻蝕方法的方法流程示意圖；

圖2為臺階結構的平面示意圖；

圖3為發(fā)明的基于臺階結構的刻蝕方法的原理圖；

圖4為發(fā)明的基于臺階結構的刻蝕方法的原理圖；

圖5為發(fā)明的基于臺階結構的刻蝕方法的原理圖；

圖6為發(fā)明的基于臺階結構的刻蝕方法的原理圖；

圖7為發(fā)明的基于臺階結構的刻蝕方法的原理圖；

圖8為發(fā)明的基于臺階結構的刻蝕方法的原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明的基于臺階結構的刻蝕方法包括如下步驟：

S1.在所述臺階結構所在的區(qū)域沉積一層過渡層薄膜。

S2.對所述過渡層薄膜進行刻蝕，刻蝕至所述臺階結構的刻蝕停止層。

S3.在所述臺階結構所在的區(qū)域沉積刻蝕層。

S4.在所述臺階結構對應的刻蝕層上制作圖形結構層。

S5.刻蝕去除所述刻蝕層未被所述圖形結構層覆蓋的部分。

S6.刻蝕去除所述圖形結構層。

下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

請參見圖2，所述臺階結構1厚度較厚，且側(cè)壁較直，其位于基底2上。所述臺階結構1上沉積有刻蝕停止層3，所述刻蝕停止層3完全覆蓋所述臺階結構1及其周圍區(qū)域。

如圖3～8所示，從而，本發(fā)明基于上述臺階結構的刻蝕方法包括如下步驟：

S1.在所述臺階結構1所在的區(qū)域沉積一層過渡層薄膜4。

如圖3所示，所述步驟S1的目的在于在沉積需要刻蝕的刻蝕層5前，在所述刻蝕停止層3上沉積一層過渡層薄膜4，優(yōu)選地，所述過渡層薄膜4完全覆蓋所述臺階結構1及其周圍區(qū)域。同時，所述過渡層薄膜4的厚度可進行調(diào)節(jié)，進而控制臺階結構1處的薄膜形貌平滑度。所述過渡層薄膜4的厚度越厚，所述臺階結構1的形貌越平滑。

S2.對所述過渡層薄膜4進行刻蝕，刻蝕至所述臺階結構1的刻蝕停止層3。

如圖4所示，所述步驟S2中，優(yōu)選采用etching back工藝對所述過渡層薄膜4進行刻蝕。由于刻蝕至所述臺階結構1的刻蝕停止層3，所述臺階結構1的頂面首先暴露出來，此時停止刻蝕，所述臺階結構1的兩側(cè)的過渡層薄膜4得到保留。從而，刻蝕完成后，所述臺階結構1的兩側(cè)側(cè)面會殘留有過渡層薄膜4，所述臺階結構1的頂面通過位于所述臺階結構1兩側(cè)殘留的過渡層薄膜4與其周圍區(qū)域形成平滑過渡。所述過渡層薄膜4與所述刻蝕停止層3可以為相同材質(zhì)，或者為不同材質(zhì)。

S3.在所述臺階結構1所在的區(qū)域沉積刻蝕層5。

如圖5所示，所述步驟S3中，由于所述臺階結構1的頂面通過位于所述臺階結構1兩側(cè)殘留的過渡層薄膜4與其周圍區(qū)域形成平滑過渡，從而所述臺階結構1及其周圍區(qū)域?qū)目涛g層5厚度均勻，且具有平滑過渡的形貌。如此，解決了MEMS產(chǎn)品工藝因臺階高度差大而造成的工藝實現(xiàn)問題。

S4.在所述臺階結構1對應的刻蝕層5上制作圖形結構層6。

如圖6所示，所述步驟S4中，根據(jù)需要制作的圖形結構，在所述臺階結構1對應的刻蝕層5上制作圖形結構層6。優(yōu)選地，通過光刻方法制作圖形結構層6，此時，所述圖形結構層6為光阻層。

S5.刻蝕去除所述刻蝕層5未被所述圖形結構層6覆蓋的部分。

如圖7所示，所述步驟S5中，由于所述臺階結構1兩側(cè)殘留有過渡層薄膜4，從而，刻蝕去除所述刻蝕層5未被所述圖形結構層6覆蓋的部分后，不會在所述臺階結構1兩側(cè)殘留刻蝕層5。優(yōu)選地，通過干法刻蝕去除所述刻蝕層5未被所述圖形結構層6覆蓋的部分。

S6.刻蝕去除所述圖形結構層。

綜上所述：上述基于臺階結構的刻蝕方法工藝控制簡單、形貌可控且重復性好，其避免了干法刻蝕工藝參數(shù)調(diào)整而影響制程穩(wěn)定性及產(chǎn)品性能；并且可以通過調(diào)整過渡層的厚度進而控制臺階結構處的薄膜形貌平滑度；解決了MEMS產(chǎn)品工藝因臺階高度差大而造成的工藝實現(xiàn)問題。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。