MEMS产品中桥腿刻蚀工艺的制作方法

本公开涉及半导体领域，更具体地涉及一种mems产品中桥腿刻蚀工艺。

背景技术：

1、mems产品经常用到桥腿结构。例如，图1示出示例性的mems产品的部分结构示意图，该mems产品为非制冷红外探测器的部分结构。

2、在涉及桥腿的mems产品中，需要对桥腿的工艺进行研究和开发，以满足mems产品的技术需求。

技术实现思路

1、鉴于背景技术中存在的问题，本公开的目的在于提供一种mems产品中桥腿刻蚀工艺，其能够控制所获得的用于形成桥腿的结构的形貌。

2、由此，在第一实施方式中，一种mems产品中桥腿刻蚀工艺包括步骤：步骤一，提供待刻蚀的复合膜层，复合膜层包括从下往上依次设置的硅衬底、底层的氮化硅膜层、中间的钛薄膜以及顶层的氮化硅膜层；步骤二，图形化设置光刻胶在顶层的氮化硅膜层上，以使光刻胶露出部分的顶层的氮化硅膜层，在顶层的氮化硅膜层处图形化露出的图形用于刻蚀形成桥腿；步骤三，将步骤二的完成光刻胶设置的复合膜层置于能够刻蚀氮化硅的电感耦合等离子反应的第一腔室中并通过双区静电卡盘静电吸附固定，双区静电卡盘的双区加热温度为45±1℃/45±1℃，在第一腔室中进行顶层的氮化硅膜层刻蚀，设定第一腔室的压力、源功率、偏置功率以及刻蚀时间，通入第一腔室的刻蚀气体为he、cf4和ar，从光刻胶露出的顶层的氮化硅膜层的部位进行刻蚀，第一腔室的压力为4-8mt，源功率为500-1200w，偏置功率为50-350w，he的流量为50-400sccm，cf4的流量为20-180sccm，ar的流量为20-200sccm，刻蚀时间的设定为刻蚀到使中间的钛薄膜的表面露出；步骤四，将步骤三的完成的露出中间的钛薄膜的复合膜层置于能够刻蚀钛的双频等离子反应的第二腔室中并通过双区静电卡盘静电吸附固定，第二腔室与第一腔室独立，双区静电卡盘的双区加热温度为45±1℃/45±1℃，在第二腔室中进行中间的钛薄膜刻蚀，设定第二腔室的压力、源功率、偏置功率以及刻蚀时间，通入第二腔室的刻蚀气体为bcl3、cl2和ar，从露出的中间的钛薄膜的表面进行刻蚀，第二腔室的压力为10-14mt，源功率为500-1200w，偏置功率为50-200w，bcl3的流量为10-180sccm，cl2的流量为10-180ccm，ar的流量为5-80sccm，刻蚀时间的设定为刻蚀到底层的氮化硅膜层的表面；步骤五，将步骤四的完成光刻胶设置的复合膜层置于能够刻蚀氮化硅的电感耦合等离子反应的第三腔室中并通过双区静电卡盘静电吸附固定，第三腔室与第二腔室独立，双区静电卡盘的双区加热温度为45±1℃/45±1℃，在第三腔室中进行底层的氮化硅膜层刻蚀，设定第三腔室的压力、源功率、偏置功率以及刻蚀时间，通入第三腔室的刻蚀气体为he、cf4和ar，从光刻胶露出的底层的氮化硅膜层的部位进行刻蚀，第三腔室的压力为4-8mt，源功率为500-1200w，偏置功率为50-350w，he的流量为50-400sccm，cf4的流量为20-180sccm，ar的流量为20-200sccm，刻蚀时间的设定为刻蚀到将底层的氮化硅膜刻完；步骤六，在步骤五完成后在光刻胶去除设备中将光刻胶去除；其中，在步骤五完成后，用于形成桥腿的被刻蚀的顶层的氮化硅膜层、中间的钛薄膜以及底层的氮化硅膜层形成光滑的侧壁、中间的钛薄膜在侧壁无隆起，桥腿的侧壁相对桥腿的底面的角度为85°-90°。

3、在第二实施方式中，一种mems产品中桥腿刻蚀工艺包括步骤：步骤s1，提供待刻蚀的复合膜层，复合膜层包括从下往上依次设置的硅衬底、底层的氮化硅膜层、中间的钛薄膜以及顶层的氮化硅膜层；步骤s2，图形化设置光刻胶在顶层的氮化硅膜层上，以使光刻胶露出部分的顶层的氮化硅膜层，在顶层的氮化硅膜层处图形化露出的图形用于刻蚀形成桥腿；步骤s3，将步骤s2的完成光刻胶设置的复合膜层置于既能够刻蚀氮化硅也能刻蚀钛的双频等离子反应的腔室中并通过双区静电卡盘静电吸附固定，双区静电卡盘的双区加热温度为45±1℃/45±1℃；步骤s4，在双频等离子反应的腔室中进行顶层的氮化硅膜层刻蚀，设定腔室的压力、源功率、偏置功率以及刻蚀时间，通入腔室的刻蚀气体为cf4、chf3、n2和o2，从光刻胶露出的顶层的氮化硅膜层的部位进行刻蚀，腔室的压力为6-10mt，源功率为500-1200w，偏置功率为50-200w，cf4的流量为20-100sccm，chf3的流量为20-180sccm，n2的流量为10-100sccm，o2的流量为10-80sccm，刻蚀时间的设定为刻蚀到使中间的钛薄膜的表面露出；步骤s5，在步骤s4完成后继续在腔室中刻蚀钛薄膜，设定腔室的压力、源功率、偏置功率以及刻蚀时间，通入腔室的刻蚀气体为bcl3、cl2和ar，从露出的中间的钛薄膜的表面进行刻蚀，腔室的压力为10-14mt，源功率为300-1000w，偏置功率为50-200w，bcl3的流量为10-180sccm，cl2的流量为10-180sccm，ar的流量为5-80sccm，刻蚀时间的设定为刻蚀到底层的氮化硅膜层的表面；步骤s6，在步骤s5完成后继续在腔室中刻蚀底层的氮化硅膜层，设定腔室的压力、源功率、偏置功率以及刻蚀时间，通入腔室的刻蚀气体为cf4、和n2，从露出的低层的氮化硅膜层的部位进行刻蚀，腔室的压力为6-10mt，源功率为500-1200w，偏置功率为50-200w，cf4的流量为20-100sccm，n2的流量为10-100sccm，刻蚀时间的设定为刻蚀到将底层的氮化硅膜刻完；步骤s7，在步骤s6完成后在光刻胶去除设备中将光刻胶去除；其中，在步骤s6完成后，用于形成桥腿的被刻蚀的顶层的氮化硅膜层、中间的钛薄膜以及底层的氮化硅膜层形成光滑的侧壁、中间的钛薄膜在侧壁无隆起，桥腿的侧壁相对桥腿的底面的角度为85°-90°。

4、本公开的有益效果如下。

5、在本公开的mems产品中桥腿刻蚀工艺的第一实施方式中，通过顶层的氮化硅膜层、中间的钛薄膜以及对底层的氮化硅膜层分别在电感耦合等离子反应的第一腔室、双频等离子反应的第二腔室和电感耦合等离子反应的第三腔室中进行刻蚀，能够控制所获得的用于形成桥腿的结构的形貌，进而能够控制所获得的桥腿的形貌。

6、在本公开的mems产品中桥腿刻蚀工艺的第二实施方式中，通过顶层的氮化硅膜层、中间的钛薄膜以及对底层的氮化硅膜层均在双频等离子反应的腔室中进行刻蚀，能够控制所获得的用于形成桥腿的结构的形貌，进而能够控制所获得的桥腿的形貌。越笔直的桥腿和光滑的桥腿侧壁形貌会保持sin-ti-sin结构中有效材料ti的cd的均匀性和一致性，改善器件结构均一性和提高器件结构上的美观。桥腿的侧壁相对桥腿的底面的角度越接近90°越好。与前述的本公开的mems产品中桥腿刻蚀工艺的第一实施方式相比，因为本公开的mems产品中桥腿刻蚀工艺的第二实施方式中顶层的氮化硅膜层、中间的钛薄膜以及对底层的氮化硅膜层均在双频等离子反应的腔室中进行刻蚀，避免了第一实施方式中第一腔室、第二腔室和第三腔室之间的转移过程，只需要对双频等离子反应的腔室进行暖机一次，由此降低了人力、时间、物力等成本，提高了作业效率。