一种等深结构的制造方法与流程

本申请涉及半导体，特别涉及一种等深结构的制造方法。

背景技术：

1、有些半导体器件，特别是有些微机电系统(mems：micro electro mechanicalsystems)器件，例如光纤模板、压力传感器等，需要在衬底上形成不同图形尺寸的深孔、深槽等结构。然而，由于刻蚀的负载效应，会使得小尺寸图形区域的刻蚀速率更低，即在同样的刻蚀条件下，小尺寸图形的刻蚀深度会低于大尺寸图形。对于刻蚀通孔亦是如此，即便有停止层的存在，往往大尺寸图形刻蚀完全后，小尺寸图形还未刻蚀完全；若等小尺寸图形刻蚀完全时，大尺寸图形区域存在一定风险：一是停止层的材料被刻蚀掉；二是大尺寸图形边缘出现缺口效应。为应对这种情况，在衬底加工中形成等深的不同尺寸结构的制造方法存在迫切需要。

2、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，以下提供一种等深结构的制造方法，包括如下步骤：

2、s1、提供衬底，所述衬底包括多个待刻蚀区域，所述待刻蚀区域用于形成具有不同目标图形尺寸的等深结构；

3、s2、根据所述待刻蚀区域中待形成的等深结构的目标图形尺寸，对应形成覆盖至少部分数量的所述待刻蚀区域的图形化介质层；

4、s3、根据所述待刻蚀区域中待形成的等深结构的目标图形尺寸，对应形成暴露所有所述待刻蚀区域的图形化光刻胶层；

5、s4、以所述图形化介质层和所述图形化光刻胶层为刻蚀掩膜进行刻蚀，在所述待刻蚀区域中对应形成等深结构；

6、s5、去除残余的光刻胶层和介质层。

7、本申请通过先在衬底的待刻蚀区域上对应形成特定厚度的介质层，再形成正常的图形化光刻胶层，利用同一次刻蚀即可针对不同目标图形尺寸同时得到等刻蚀深度的结构，工艺简洁且风险更小；同时本方案还支持制造多种不同目标图形尺寸等深结构的形成。

8、在步骤s2中，所述图形化介质层的图形尺寸大于对应的所述目标图形尺寸。能够确保形成的等深结构的图形尺寸尽可能接近目标图形尺寸。

9、在步骤s2中，在用于形成具有最小目标图形尺寸的等深结构所对应的所述待刻蚀区域上，不形成所述图形化介质层。能够简化工艺。

10、在步骤s2中，所述待刻蚀区域上的所述图形化介质层的厚度基于负载效应和待形成的等深结构的目标图形尺寸决定。可以针对不同的实际器件设计，灵活调整图形化介质层的厚度，适用性高。

11、所述待刻蚀区域上的所述图形化介质层的厚度满足：在步骤s4的所述刻蚀过程中，所述图形化介质层的厚度刚好使不同待刻蚀区域中得到的刻蚀深度相同。通过精确控制图形化介质层的厚度，即可精确确保最终的刻蚀结构的深度的一致性。

12、在步骤s2中，所述图形化介质层的形成过程包括：在所述衬底表面形成介质层；按照待形成的等深结构的目标图形尺寸和最小目标图形尺寸存在的差异数量，依次进行对应次数的图形化处理，在所述待刻蚀区域上对应形成所述图形化介质层。

13、在步骤s3中，所述图形化光刻胶层的形成过程包括：在所述衬底表面形成光刻胶层；利用光刻、刻蚀工艺，对所述光刻胶层进行图形化处理，形成暴露所述待刻蚀区域的图形化光刻胶层。

14、在步骤s4中，利用深硅刻蚀工艺，在所述待刻蚀区域中对应形成等深结构。

15、步骤s4中，所述图形化介质层的被刻蚀速率小于所述衬底的被刻蚀速率。选择合适的介质层材料，能够保证工艺的稳定性。

16、所述图形化介质层的材料为氧化硅或氮化硅。可兼容目前的通用工艺。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果主要包括如下：对衬底仅需要进行一次刻蚀加工，风险更小；能够同时支持制造多种不同目标图形尺寸的等深结构；不需要引入补偿刻蚀材料释放的工艺，工艺简洁。

1.一种等深结构的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种等深结构的制造方法，其特征在于，在步骤s2中，所述图形化介质层的图形尺寸大于对应的所述目标图形尺寸。

3.根据权利要求1所述的一种等深结构的制造方法，其特征在于，在步骤s2中，在用于形成具有最小目标图形尺寸的等深结构所对应的所述待刻蚀区域上，不形成所述图形化介质层。

4.根据权利要求1所述的一种等深结构的制造方法，其特征在于，在步骤s2中，所述待刻蚀区域上的所述图形化介质层的厚度基于负载效应和待形成的等深结构的目标图形尺寸决定。

5.根据权利要求4所述的一种等深结构的制造方法，其特征在于，所述待刻蚀区域上的所述图形化介质层的厚度满足：在步骤s4的所述刻蚀过程中，所述图形化介质层的厚度刚好使不同待刻蚀区域中得到的刻蚀深度相同。

6.根据权利要求3所述的一种等深结构的制造方法，其特征在于，在步骤s2中，所述图形化介质层的形成过程包括：

7.根据权利要求6所述的一种等深结构的制造方法，其特征在于，在步骤s3中，所述图形化光刻胶层的形成过程包括：

8.根据权利要求1所述的一种等深结构的制造方法，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的一种等深结构的制造方法，其特征在于，在步骤s4中，所述图形化介质层的被刻蚀速率小于所述衬底的被刻蚀速率。

10.根据权利要求8所述的一种等深结构的制造方法，其特征在于，所述图形化介质层的材料为氧化硅或氮化硅。