一种晶圆刻蚀方法及晶圆与流程

本发明涉及半导体器件，尤其涉及一种晶圆刻蚀方法及晶圆。

背景技术：

1、在半导体加工制备领域，尤其是mems器件的加工制备领域，深刻蚀，尤其是深硅刻蚀技术经常被用来制备各种各样的结构。现有刻蚀技术对于不同尺寸的图形，尤其是图形线宽差异比较大的两种图形，在晶圆上的刻蚀速率差异比较大，对于大尺寸的图形刻蚀速率比较快，对于小尺寸的图形刻蚀速率比较慢，这样很难实现两种不同线宽尺寸的图形同时达到相同的刻蚀深度。

2、因此，现有技术中一张晶圆上只做一种或者几种尺寸比较相近的深刻蚀结构，限制晶圆的生产需求。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的晶圆刻蚀方法。

2、第一方面，提供一种晶圆刻蚀方法，用于在晶圆上加工第一沟槽、第二沟槽，第一沟槽的线宽尺寸大于第二沟槽的线宽尺寸，第一沟槽和第二沟槽具有相同的设定深度；该方法包括：

3、在晶圆上形成硬掩膜，采用干法刻蚀工艺在硬掩膜上刻蚀出第一区域，使晶圆暴露于第一区域；

4、采用干法刻蚀工艺在硬掩膜、晶圆上依次刻蚀出第二区域，使晶圆暴露；第二区域在晶圆上具有设定的第一深度，第一深度根据第一沟槽、第二沟槽的刻蚀速率以及设定深度得到；

5、采用干法刻蚀工艺，在晶圆上沿着第一区域垂直向下刻蚀出第一沟槽，以及沿着第二区域垂直向下刻蚀出第二沟槽；

6、去除硬掩膜，得到加工有第一沟槽、第二沟槽的晶圆。

7、可选的，第一深度满足算式n>1；其中，t为第一深度，n为第一沟槽的刻蚀速率与第二沟槽的刻蚀速率的比值，m为设定深度；第一沟槽的刻蚀速率、第二沟槽的刻蚀速率来自于在相同的干法刻蚀工艺条件下，在晶圆上分别形成第一沟槽、第二沟槽的刻蚀速率实测值。

8、可选的，第一沟槽的线宽尺寸是第二沟槽线的宽尺寸的2倍以上。

9、可选的，设定深度大于20um。

10、可选的，在相同的干法刻蚀条件下，硬掩膜的刻蚀速率为晶圆的刻蚀速率的20倍以上。

11、可选的，采用干法刻蚀工艺在硬掩膜上刻蚀出第一区域，使晶圆暴露，包括：

12、在硬掩膜上形成图形化的第一光刻胶层；

13、采用干法刻蚀工艺，根据第一光刻胶层的图形化区域刻蚀硬掩膜直至晶圆暴露，晶圆暴露的区域形成第一区域；

14、去除第一光刻胶层。

15、可选的，采用干法刻蚀工艺在硬掩膜、晶圆上依次刻蚀出第二区域，使晶圆暴露，包括：

16、在硬掩膜上、第一区域上形成图形化的第二光刻胶层；

17、采用干法刻蚀工艺，根据第二光刻胶层的图形化区域刻蚀硬掩膜直至第一深度处的晶圆暴露，晶圆暴露的区域形成第二区域；

18、去除第二光刻胶层。

19、可选的，第二光刻胶层的厚度在硬掩膜厚度的2倍以上。

20、可选的，去除硬掩膜，包括：

21、采用湿法腐蚀方式去除硬掩膜。

22、第二方面，提供一种晶圆，晶圆上加工有第一沟槽、第二沟槽，第一沟槽的线宽尺寸大于第二沟槽的线宽尺寸，第一沟槽和第二沟槽具有相同的设定深度。

23、本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

24、本申请实施例提供的晶圆刻蚀方法，在预留出第一沟槽刻蚀区域的硬掩膜上先对晶圆进行一定深度的第一次刻蚀，然后在第二次刻蚀中直接形成线宽尺寸不同且深度相同的两种沟槽。实现同一张晶圆上，按照设计实现具有相同刻蚀深度的不同线宽尺寸的沟槽图形。解决了现有技术不同尺寸的沟槽刻蚀速率不一致导致同一张晶圆上只能形成尺寸相近的沟槽的技术问题。本申请实施例提供的技术方案，可以在一张晶圆上实现将尺寸不同的复杂的图形制备在同一晶圆上，减少了开发的晶圆使用量，缩短了开发周期。

25、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.一种晶圆刻蚀方法，其特征在于，用于在晶圆上加工第一沟槽、第二沟槽，所述第一沟槽的线宽尺寸大于所述第二沟槽的线宽尺寸，所述第一沟槽和所述第二沟槽具有相同的设定深度；所述方法包括：

2.如权利要求1所述的晶圆刻蚀方法，其特征在于，所述第一深度满足算式其中，t为所述第一深度，n为所述第一沟槽的刻蚀速率与所述第二沟槽的刻蚀速率的比值，m为所述设定深度；所述第一沟槽的刻蚀速率、所述第二沟槽的刻蚀速率来自于在相同的干法刻蚀工艺条件下，在所述晶圆上分别形成所述第一沟槽、所述第二沟槽的刻蚀速率实测值。

3.如权利要求1或2所述的晶圆刻蚀方法，其特征在于，所述第一沟槽的线宽尺寸是所述第二沟槽线的宽尺寸的2倍以上。

4.如权利要求1或2所述的晶圆刻蚀方法，其特征在于，所述设定深度大于20um。

5.如权利要求1或2所述的晶圆刻蚀方法，其特征在于，在相同的干法刻蚀条件下，所述硬掩膜的刻蚀速率为所述晶圆的刻蚀速率的20倍以上。

6.如权利要求1所述的晶圆刻蚀方法，其特征在于，所述采用干法刻蚀工艺在所述硬掩膜上刻蚀出第一区域，使所述晶圆暴露，包括：

7.如权利要求1所述的晶圆刻蚀方法，其特征在于，所述采用干法刻蚀工艺在所述硬掩膜、所述晶圆上依次刻蚀出第二区域，使所述晶圆暴露，包括：

8.如权利要求7所述的晶圆刻蚀方法，其特征在于，所述第二光刻胶层的厚度是所述硬掩膜厚度的2倍以上。

9.如权利要求1所述的晶圆刻蚀方法，其特征在于，所述去除所述硬掩膜，包括：

10.一种晶圆，其特征在于，所述晶圆上加工有第一沟槽、第二沟槽，所述第一沟槽的线宽尺寸大于所述第二沟槽的线宽尺寸，所述第一沟槽和所述第二沟槽具有相同的设定深度。

技术总结本申请公开了一种晶圆刻蚀方法及晶圆，该方法在晶圆上形成硬掩膜，在硬掩膜上刻蚀出使晶圆暴露的第一区域。接着在硬掩膜、晶圆上依次刻蚀出使晶圆暴露的第二区域。最后在晶圆上沿着第一区域垂直向下刻蚀出第一沟槽，以及沿着第二区域垂直向下刻蚀出第二沟槽，得到加工有第一沟槽、第二沟槽的晶圆。本申请提供的晶圆刻蚀方法，在预留出第一沟槽刻蚀区域的硬掩膜上先对晶圆进行一定深度的第一次刻蚀，然后在第二次刻蚀中直接形成线宽尺寸不同且深度相同的两种沟槽。本申请技术方案可以将尺寸不同的复杂的图形制备在同一晶圆上，减少开发的晶圆使用量，缩短开发周期。技术研发人员：王飞飞,杨志政,卜德冲,祁富荣受保护的技术使用者：赛莱克斯微系统科技（北京）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/25