[发明专利]一种刻蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种刻蚀方法。

背景技术

在MEMS（Micro Electromechanical System，微电子机械系统）器件的制造工艺中，缺口效应（notching effect/footing effect）是一个众所周知的难以控制或消除的难题。

例如在制造高深宽比的微陀螺仪时，参考图1-2所示，在SOG（Silicon on Glass）衬底100上刻蚀不同宽度的沟槽102、104，由于滞后效应，具有高的长径比的沟槽具有低的刻蚀效率，这样，当宽沟槽102刻蚀到埋氧层时，窄沟槽104的刻蚀还未完成，如图1所示；在继续进行刻蚀时，由于缺口效应，在宽沟槽102底部横向刻蚀，形成底切。而在制造高长径比的微陀螺仪时，缺口效应会破坏移动结构，如悬臂梁，以及固定结构如固定架形成底切，从而影响器件的性能。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，提供一种改善缺口效应的刻蚀方法。

为此，本发明提供了如下技术方案：

一种刻蚀方法，包括：

提供衬底，所述衬底包括绝缘层及其上的半导体层；

在所述半导体层上形成掩膜层，所述掩膜层具有宽度不同的图案；

在预定时间内刻蚀所述半导体层，以形成沟槽，部分沟槽暴露绝缘层；

在所述沟槽侧壁形成保护层；

继续刻蚀所述半导体层。

优选地，采用感应耦合等离子体的刻蚀方法，在预定时间内刻蚀所述半导体层，以形成沟槽，部分沟槽暴露绝缘层；

原位进行氮化，将刻蚀气体转变为氮气，氮气等离子体与沟槽内裸露的半导体层反应形成保护层，继续原位刻蚀，去除沟槽底部的保护层，以在沟槽侧壁形成保护层；

继续原位刻蚀所述半导体层。

优选地，所述衬底为SOI衬底或SOG衬底。

优选地，刻蚀所述半导体层的刻蚀气体为HBr/O₂，或者HBr/Cl₂/O₂。

优选地，在所述沟槽内壁形成保护层的步骤具体为：氮化或氧化裸露沟槽内的半导体层，以形成保护层；再各向异性刻蚀去除沟槽底部的保护层。

优选地，在继续刻蚀所述半导体层之后还包括：去除所述保护层以及去除所述掩膜层。

本发明实施例提供的刻蚀方法，在刻蚀不同宽度的沟槽时，先进行一次刻蚀，部分暴露绝缘层后，在沟槽的侧壁上形成保护层，该保护层对刻蚀完毕的沟槽底部起到了保护作用，避免后继续刻蚀在沟槽底部横向刻蚀形成底切，改善缺口效应，工艺简单，利于提高器件的性能。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1-图2示出了现有技术中制造高深宽比比的微陀螺仪时刻蚀的截面示意图；

图3为根据本发明实施例的刻蚀方法的流程示意图；

图4-图9示出了根据本发明实施例的刻蚀方法的截面示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

正如背景技术中的描述，为了改善缺口效应，本发明提出了一种刻蚀方法，包括：提供衬底，所述衬底包括绝缘层及其上的半导体层；在所述半导体层上形成掩膜层，所述掩膜层具有宽度不同的图案；在预定时间内刻蚀所述半导体层，以形成沟槽，部分沟槽暴露绝缘层；在所述沟槽内壁形成保护层；继续刻蚀所述半导体层。通过两次刻蚀来形成沟槽，并在第一刻蚀之后，在沟槽的内壁形成保护层，该保护层对第一次刻蚀完毕的沟槽底部起到了保护作用，避免后续刻蚀在沟槽底部横向刻蚀形成底切，改善缺口效应。

为了更好的理解本发明，以下将结合流程图3和本发明实施例的示意图对本发明的形成方法进行详细的描述。

在步骤S01，提供衬底200，所述衬底200包括绝缘层2002及其上的半导体层2003，参考图4所示。

在本实施例中，所述衬底可以是SOI衬底200，参考图4所示，所述SOI衬底200包括顶层硅2003、埋氧层2002以及背衬底2001，所述埋氧层2002即为衬底的绝缘层，所述顶层硅2003即为衬底的半导体层。

在其他实施例中，所述衬底还可以为SOG衬底或其他复合绝缘层的衬底。