一种基于MEMS产品的刻蚀方法与流程

本发明涉及半导体，特别涉及一种基于mems产品的刻蚀方法。

背景技术：

1、mems制造工艺是下至纳米尺度，上至毫米尺度微结构加工工艺的统称。主要包括：集成电路工艺技术(以薄膜沉积，图形化与刻蚀技术对硅材料进行加工，形成硅基mems器件)、liga技术(光刻、电铸和塑铸形成深层微结构的方法制造mems器件)。硅mems加工技术的主要特点，对硅衬底材料的深刻蚀，可得到较大纵向尺寸可动微结构，硅工艺包括湿法sog(玻璃上硅)工艺、干法sog工艺、正面硅工艺、soi(绝缘体上硅)工艺。表面mems加工技术主要通过在硅片上生长氧化硅、氮化硅、多晶硅等多层薄膜，来完成mems器件的制作，利用表面工艺得到的可动微结构的纵向尺寸较小。

2、因此，mems产品(microelectromechanicalsystem)，是利用如上集成电路技术和微机械加工技术把微结构，微处理器，控制处理电路甚至接口电路，通信电路，电源电路等制造在一块或者多块芯片上的微型集成系统。是微电路和微机械按照功能要求在芯片上的集成。

3、通常，mems产品中使用磁性材料(nife)来检查磁场强度以及方向。因此，磁性材料nife的成长以及刻蚀是mems产品中的关键工序。然而，由于在磁性材料nife的表面上通常有tan作为其保护层，即在磁性材料nife刻蚀前需要先要用刻蚀工艺刻蚀保护层tan；具体的，在现有的传统工艺中，保护层tan的刻蚀工艺中的刻蚀气体通常采用氯气cl2，但是由于在该刻蚀过程中会出现刻蚀气体氯气cl2腐蚀磁性材料nife表面，进而造成磁性材料nife剥落(peeling)的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于mems产品的刻蚀方法，以解决现有的基于mems产品的刻蚀方法中由于刻蚀气体氯气cl2与磁性材料层发生化学反应，所造成的mems产品中的磁性材料被腐蚀剥离的的问题，即提高了mems产品的稳定性。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种基于mems产品的刻蚀方法，包括如下步骤：

3、提供一半导体结构，所述半导体结构的表面上依次形成有磁性材料层和刻蚀阻挡层；

4、以所述磁性材料层为刻蚀停止层，刻蚀所述刻蚀阻挡层，并在所述刻蚀阻挡层内至少形成一底部暴露出所述磁性材料层的顶面的开口。

5、进一步的，刻蚀所述刻蚀阻挡层工艺具体可以为干法刻蚀工艺。

6、进一步的，刻蚀所述刻蚀阻挡层的刻蚀气体具体可以包括四氟化碳气体cf4。

7、进一步的，所述磁性材料层具体可以包括铁镍合金层。

8、进一步的，所述刻蚀阻挡层的材料具体可以包括氮化钽tan。

9、进一步的，所述半导体结构具体可以包括形成有mems产品的衬底结构。

10、进一步的，所述衬底结构具体可以包括表面上形成有氮化硅层的硅衬底。

11、进一步的，以所述磁性材料层为刻蚀停止层，刻蚀所述刻蚀阻挡层的步骤具体可以包括：

12、在所述刻蚀阻挡层的表面上形成图案化的硬掩膜层；

13、以所述图案化的硬掩膜层为掩膜，对承载有所述半导体结构的反应腔中通入所述cf4气体，并对所述刻蚀停止层进行干法刻蚀工艺。

14、进一步的，所述图案化的硬掩膜层的材料具体可以包括氮化硅。

15、进一步的，在形成所述开口之后，本发明一实施例中所提供的所述基于mems产品的刻蚀方法还可以包括：去除所述图案化的硬掩膜层的步骤。

16、与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下有益效果之一：

17、在本发明提供的基于mems产品的刻蚀方法中，其先提供一表面上形成有磁性材料层和覆盖在所述磁性材料层表面上的刻蚀阻挡层的半导体结构，然后在以所述磁性材料层为刻蚀停止层，刻蚀所述刻蚀阻挡层，以完成mems产品中的磁性材料层的刻蚀工艺。由于本发明实施例中的刻蚀方法是将刻蚀所述刻蚀阻挡层的气体由现有的氯气cl2替换为四氟化碳气体cf4，以避免在氯气cl2中的cl离子与所述磁性材料层的粒子合金界面处容易发生化学反应，而造成mems产品中的磁性材料层被腐蚀和脱落的问题，即提高了mems产品的稳定性。

技术特征：

1.一种基于mems产品的刻蚀方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的基于mems产品的刻蚀方法，其特征在于，刻蚀所述刻蚀阻挡层工艺为干法刻蚀工艺。

3.如权利要求2所述的基于mems产品的刻蚀方法，其特征在于，刻蚀所述刻蚀阻挡层的刻蚀气体包括四氟化碳气体cf4。

4.如权利要求1所述的基于mems产品的刻蚀方法，其特征在于，所述磁性材料层包括铁镍合金层。

5.如权利要求1所述的基于mems产品的刻蚀方法，其特征在于，所述刻蚀阻挡层的材料包括氮化钽tan。

6.如权利要求1所述的基于mems产品的刻蚀方法，其特征在于，所述半导体结构包括形成有mems产品的衬底结构。

7.如权利要求6所述的基于mems产品的刻蚀方法，其特征在于，所述衬底结构包括表面上形成有氮化硅层的硅衬底。

8.如权利要求3所述的基于mems产品的刻蚀方法，其特征在于，以所述磁性材料层为刻蚀停止层，刻蚀所述刻蚀阻挡层的步骤包括：

9.如权利要求8所述的基于mems产品的刻蚀方法，其特征在于，所述图案化的硬掩膜层的材料包括氮化硅。

10.如权利要求9所述的基于mems产品的刻蚀方法，其特征在于，在形成所述开口之后，所述刻蚀方法还包括去除所述图案化的硬掩膜层。

技术总结本发明提供了一种基于MEMS产品的刻蚀方法，应用于半导体集成电路制造工艺中。具体的，在本发明提供的基于MEMS产品的刻蚀方法中，其先提供一表面上形成有磁性材料层和覆盖在所述磁性材料层表面上的刻蚀阻挡层的半导体结构，然后在以所述磁性材料层为刻蚀停止层，刻蚀所述刻蚀阻挡层，以完成MEMS产品中的磁性材料层的刻蚀工艺。由于本发明实施例中的刻蚀方法是将刻蚀所述刻蚀阻挡层的气体由现有的氯气cl2替换为四氟化碳气体CF4，以避免在氯气cl2中的cl离子与所述磁性材料层的粒子合金界面处容易发生化学反应，而造成MEMS产品中的磁性材料层被腐蚀和脱落的问题，即提高了MEMS产品的稳定性。技术研发人员：程望阳,戴有江,王蕊,李灵均,杨雷,黄梦盼受保护的技术使用者：上海华虹宏力半导体制造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/13