溝槽中的成膜工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種溝槽中的成膜工藝方法，包括步驟：1）在溝槽表面生長隔離介質(zhì)層；2）涂布含硅的光刻膠，曝光顯影，去除不需要保護的區(qū)域的光刻膠，然后用強氧化劑在光刻膠表面形成氧化膜并固化；3）根據(jù)溝槽底部需要淀積的膜的寬度和光刻膠的厚度，計算出淀積角度，然后以該淀積角度，在硅片上淀積一層成膜材料；4）淀積完成后去除光刻膠。本發(fā)明通過在保護區(qū)域涂布含硅的光刻膠，并以一定的角度淀積成膜，有效地避免了成膜后，光刻膠殘留溝槽底部（正膠）或因溝槽底部光強不夠而無法形成有效的光刻膠保護（負膠）的問題。
【專利說明】溝槽中的成膜工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種溝槽中的成膜工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，硅基MEMS器件制造技術(shù)已經(jīng)成為MEMS的主流技術(shù)。硅基MEMS制造工藝主要包括體硅工藝和表面犧牲層工藝。表面犧牲層工藝的主要工藝流程是首先在半導體襯底上生長一層硬掩膜，在硬掩膜上涂布一層光刻膠，利用光刻、刻蝕形成深溝槽(深溝槽通常用于形成壓力或者溫度傳感器的Z方向的感應連接)，然后在硅片表面形成一層刻蝕阻擋層并淀積一層感應材料(導電或磁性材料，例如鋁、鎢、氮化鉭、鎳鐵等)，涂布光刻膠，曝光顯影，將感應材料需要留下的部分定義出來，不需要的部分通過刻蝕去掉，形成最終結(jié)構(gòu)。這種工藝方法由于深溝槽底部的光強不夠，在定義感應材料需要留下的部分時，若使用正性光刻膠，會遇到溝槽底部的光刻膠因無法被光曝開而殘留底部的問題(見圖1、2);而若使用負性光刻膠，則會遇到無法在溝槽底部形成有效的光刻膠保護的問題(見圖3、4)。目前僅僅通過提供能量或者是變動焦距都無法取得滿意的效果。
[0003]同時，一些功率器件中也通常會用到深溝槽來控制電壓，而深溝槽技術(shù)同時也遇至IJ 了同類的光刻問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種溝槽中的成膜工藝方法，它可以避免溝槽底部殘留光刻膠或無法形成有效的光刻膠保護的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的溝槽中的成膜工藝方法，包括以下步驟:
[0006]I)在溝槽表面生長一層隔離介質(zhì)層；
[0007]2)涂布一層含硅的光刻膠，通過曝光顯影，去除不需要保護的區(qū)域的光刻膠，然后用強氧化劑在光刻膠表面形成一層氧化膜并固化；
[0008]3)根據(jù)溝槽底部需要淀積的膜的寬度和光刻膠的厚度，計算出淀積角度，然后以該淀積角度，在硅片上淀積一層成膜材料；
[0009]4)淀積完成后去除光刻膠。
[0010]本發(fā)明通過在保護區(qū)域涂布含硅的光刻膠，并以一定的角度淀積成膜，有效地避免了成膜后，光刻膠殘留溝槽底部(正膠)或因溝槽底部光強不夠而無法形成有效的光刻膠保護(負膠)的問題。該成膜方法不僅操作性強，而且成本低廉，并且能夠與現(xiàn)有的工藝兼容。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是使用正性光刻膠，用現(xiàn)有工藝在深溝槽中成膜后，深溝槽的形貌正視圖。圖中，深溝槽底部有光刻膠殘留。
[0012]圖2是圖1成膜后的深溝槽的形貌俯視圖。[0013]圖3是使用負性光刻膠，用現(xiàn)有工藝在深溝槽中成膜后，深溝槽的形貌俯視圖。
[0014]圖4是圖3成膜后的深溝槽的形貌俯視圖。圖中，深溝槽底部因光強不夠?qū)е逻^顯影。
[0015]圖5是本發(fā)明實施例的在深溝槽中成膜的工藝流程示意圖。
[0016]圖6是本發(fā)明實施例在淀積成膜時，硅片的放置方法示意圖。圖中，在機臺的承載臺下面加了一個墊片，硅片放置在墊片上而呈現(xiàn)一定角度。
[0017]圖7是本發(fā)明實施例的淀積成膜方法示意圖。其中，硅片以圖6的方式呈一定角度放置，靶材打入，通過陰影淀積的方法，實現(xiàn)成膜。
[0018]圖中附圖標記說明如下:
[0019]101:襯底
[0020]102:硬掩膜
[0021]103、105:光刻膠
[0022]104:介質(zhì)層
[0023]106:成膜材料
【具體實施方式】
[0024]為對本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、特點與功效有更具體的了解，現(xiàn)結(jié)合圖示的實施方式，詳述如下:
[0025]本發(fā)明公開了一種在溝槽中成膜的工藝方法，其具體工藝步驟如下:
[0026]步驟1，在半導體襯底表面生長一層硬掩膜102，如圖5 Ca)所示。硬掩膜102的材料可以是氧化硅或者氮化硅。
[0027]步驟2，在硬掩膜102上涂布一層光刻膠103，通過光刻和刻蝕定義出溝槽的位置，如圖5(b)所示。光刻膠可以用正膠或負膠，烘烤溫度是90°C 60秒。光刻機可以使用Nikon1-14，光刻膠可以使用TOK的SEPR602。
[0028]步驟3，以光刻膠103為掩模，光刻形成深溝槽，如圖5 (C)所示。深溝槽的角度需要與后續(xù)的光刻膠厚度和淀積的角度做綜合考量并匹配，較佳的值是85°。
[0029]步驟4，用氫氟酸和硫酸的混合物進行濕法刻蝕，去除硬掩膜102，圖5 (d)。
[0030]步驟5，生長一層介質(zhì)層104，如圖5 (e)所示，該介質(zhì)層104的材料可以是氧化硅或氮化硅等硬掩膜材料。
[0031]步驟6，涂上一層含硅的光刻膠105(電子束正膠)，通過曝光顯影形成圖形，如圖5Cf)所示。然后使用強氧化劑，在150?240°C溫度下烘烤，使光刻膠105表面形成一層氧化膜(很薄)并固化。強氧化劑可以采用氧氣或臭氧。烘烤溫度較佳為180°C。
[0032]步驟7，在機臺的承載臺下面加一個墊片，將硅片放置在墊片上，使硅片呈現(xiàn)一定角度，如圖6所示。然后打入靶材，通過陰影淀積的方法(見圖7)，淀積一層成膜材料106(例如磁性材料或?qū)щ姴牧?，如圖5 (g)、(h)所示。淀積角度根據(jù)需要在溝槽底部形成的成膜材料的寬度和光刻膠的厚度，經(jīng)過綜合考量計算得出。
[0033]步驟8，通過濕法或干法刻蝕，去除光刻膠105，形成如圖5 (i)所示的最終形貌。
【權(quán)利要求】
1.溝槽中的成膜工藝方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)在溝槽表面生長一層隔離介質(zhì)層； 2)涂布一層含硅的光刻膠，通過曝光顯影，去除不需要保護的區(qū)域的光刻膠，然后用強氧化劑在光刻膠表面形成一層氧化膜并固化； 3)根據(jù)溝槽底部需要淀積的膜的寬度和光刻膠的厚度，計算出淀積角度，然后以該淀積角度，在硅片上淀積一層成膜材料； 4)淀積完成后去除光刻膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔離介質(zhì)層為氧化硅或者氮化硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述光刻膠為電子束正膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)，形成氧化膜的烘烤溫度為30~260。。。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述烘烤溫度為150~240°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述烘烤溫度為180°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述強氧化劑包括氧氣或臭氧。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述成膜材料包括磁性材料或?qū)щ姴牧稀?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)，在硅片承載臺下面加墊片，使硅片放置在承載臺上淀積時呈現(xiàn)出根據(jù)計算得到的淀積所需要的角度。
【文檔編號】B81C1/00GK103896204SQ201210571706
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月25日
【發(fā)明者】孟鴻林, 郭曉波, 劉堯 申請人:上海華虹宏力半導體制造有限公司