专利名称：半导体悬臂结构的制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体领域，且特别涉及一种半导体悬臂结构的制造方法。
背景技术：
伴随集成电路制造工艺的不断进步，半导体器件的体积正变得越来越小，单纯的 器件尺寸缩小已经变得非常困难。这也驱使业界努力寻找其他的半导体应用方向。MEMS(微 机电系统)可以通过在硅片上加工出一些特殊的机械结构，来完成许多单纯靠电路无法实 现的功能，如罗盘，加速度计，热传感器等等，因而受到越来越多的重视。MEMS器件中，悬臂结构是一种非常常见的结构，在很多不同的产品中都被广泛使 用。常见的制造工艺中，悬臂结构的制造过程主要有以下几步首先淀积一层介质层作为牺 牲层，然后以牺牲层作为基础，进行光刻、刻蚀，然后淀积所需要的薄膜。再对所淀积的薄膜 层进行光刻刻蚀工艺，形成所需形状后，去除光刻胶，再利用释放工艺，将下层的牺牲层清 除掉。现有工艺步骤繁琐，其中的释放工艺尤为困难。常见工艺多使用一些强腐蚀性的 气体或液体来去除牺牲层，同时又要保证不损伤制作完成的悬臂结构。超临界二氧化碳流体有着高扩散性，低粘度、低表面张力的优点，并且完全无毒无 环境危害，对半导体制造产业而言是一项新兴的技术。目前超临界二氧化碳流体在半导体 制造工艺中的应用性研究主要集中在三个方向清洗、薄膜淀积和薄膜品质调整。超临界流 体的这些特性，使得它能够深入非常细小的结构进行清洗，利用超临界流体所淀积的薄膜 质量好，应力极小。如果能利用这些特性来制作悬臂结构，将会极大地简化工艺，提升质量。
发明内容
本发明提出一种半导体悬臂结构的制造方法，极大的简化悬臂结构的制作，减少 成本，并且将现有工艺中最困难的释放工艺替换成较为容易的去胶工艺。为了达到上述目的，本发明提出一种半导体悬臂结构的制造方法，包括下列步 骤在半导体衬底上涂布第一光刻胶，并对其进行光刻显影处理；利用超临界二氧化碳流体在上述结构上淀积薄膜；在所述薄膜表面涂布第二光刻胶，并进行光刻显影处理；刻蚀所述薄膜，从而完成悬臂结构；利用添加了共溶剂的超临界二氧化碳流体清洗上述结构，同时去除所述悬臂结构 上方和下方的第一光刻胶和第二光刻胶。进一步的，在所述淀积薄膜步骤中，温度大于32°C，压力大于80标准大气压。进一步的，在所述淀积薄膜步骤中，使用二甲基乙酰丙酮金作为前驱物。进一步的，使用二甲基乙酰丙酮金作为前驱物的温度为60°C 180°C，压力为 80 120标准大气压。
进一步的，在所述清洗步骤中，温度大于32 °C，压力大于80标准大气压。进一步的，所述共溶剂为异丙醇或其他有机溶剂，并包含含氟添加剂。本发明提出一种利用超临界流体来制作悬臂结构的半导体制造工艺，利用超临界 流体淀积薄膜所特有的低应力特点，在完成光刻显影工艺之后，直接在光刻胶上利用超临 界流体淀积所需薄膜。淀积完成后，再次进行光刻胶涂布、光刻、显影，并刻蚀淀积的薄膜。 然后再利用超临界流体进行去胶工艺，将薄膜下方的光刻胶以及薄膜上方刻蚀后的光刻胶 残余一起清除，就形成了所需的悬臂结构。这种工艺将会极大的简化悬臂结构的制作，减少 成本，并且将现有工艺中最困难的释放工艺替换成较为容易的去胶工艺。
图1所示为本发明半导体悬臂结构的制造方法流程图；图2所示为本发明完成光刻胶涂布光刻显影后的示意图；图3所示为本发明完成薄膜淀积后的示意图；图4所示为本发明完成薄膜表面光刻胶涂布光刻显影后的示意图；图5所示为本发明完成薄膜刻蚀后的示意图；图6所示为本发明完成硅片清洗去胶后的示意图。
具体实施例方式为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。本发明提出一种半导体悬臂结构的制造方法，极大的简化悬臂结构的制作，减少 成本，并且将现有工艺中最困难的释放工艺替换成较为容易的去胶工艺。请参考图1，图1所示为本发明半导体悬臂结构的制造方法流程图，本发明提出一 种半导体悬臂结构的制造方法，包括下列步骤步骤SlOO 在半导体衬底上涂布第一光刻胶，并对其进行光刻显影处理；步骤S200 利用超临界二氧化碳流体在上述结构上淀积薄膜；步骤S300 在所述薄膜表面涂布第二光刻胶，并进行光刻显影处理；步骤S400 刻蚀所述薄膜，从而完成悬臂结构；步骤S500 利用添加了共溶剂的超临界二氧化碳流体清洗上述结构，同时去除所 述悬臂结构上方和下方的第一光刻胶和第二光刻胶。根据本发明较佳实施例，在所述淀积薄膜步骤中，温度大于32°C，压力大于80标 准大气压，同时在所述淀积薄膜步骤中，使用二甲基乙酰丙酮金作为前驱物，其中使用二甲 基乙酰丙酮金作为前驱物的温度为60V 180°C，压力为80 120标准大气压。所述薄膜 可为金薄膜，使用二甲基乙酰丙酮金来淀积金薄膜，只是一种薄膜的一种淀积方法，也可采 用其它方法来淀积其它薄膜。进一步的，在所述清洗步骤中，温度大于32°C，压力大于80标准大气压，所述共溶 剂为异丙醇或其他有机溶剂，并包含含氟添加剂。再请参考图2 图5，图2所示为本发明完成光刻胶涂布光刻显影后的示意图，首 先在半导体衬底1上涂布第一光刻胶2，并对其进行光刻显影处理，在第一光刻胶2上形成 凹槽10并露出其下的半导体衬底1，得到如图2中的结构；接着请参考图3，图3所示为本发明完成薄膜淀积后的示意图，利用超临界二氧化碳流体在上述结构上淀积薄膜3 ；接着 在所述薄膜3表面涂布第二光刻胶4，并进行光刻显影处理，露出部分薄膜3，请参考图4， 图4所示为本发明完成薄膜表面光刻胶涂布光刻显影后的示意图；之后利用所述第二光刻 胶4刻蚀所述露出的薄膜3直至露出所述第一光刻胶2，从而完成悬臂结构20，请再参考图 5，图5所示为本发明完成薄膜刻蚀后的示意图；最后，利用添加了共溶剂的超临界二氧化 碳流体清洗上述结构，同时去除所述悬臂结构20上方和下方的第一光刻胶2和第二光刻胶 4，完成整个结构的制作，请参考图6，图6所示为本发明完成硅片清洗去胶后的示意图。综上所述，本发明提出一种利用超临界流体来制作悬臂结构的半导体制造工艺。 首先在衬底上完成涂胶光刻显影，然后利用超临界二氧化碳流体直接在光刻胶上淀积薄 膜。淀积完成后，再进行一次涂胶光刻显影，然后通过刻蚀完成悬臂结构。然后利用添加了 共溶剂的超临界二氧化碳流体清洗硅片，同时去除悬臂结构上方和下方的光刻胶，完成整 个结构的制作。这一工艺方法大大减少了工艺步骤，同时不必使用较为复杂的释放工艺。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技 术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因 此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
一种半导体悬臂结构的制造方法，其特征在于，包括下列步骤在半导体衬底上涂布第一光刻胶，并对其进行光刻显影处理；利用超临界二氧化碳流体在上述结构上淀积薄膜；在所述薄膜表面涂布第二光刻胶，并进行光刻显影处理；刻蚀所述薄膜，从而完成悬臂结构；利用添加了共溶剂的超临界二氧化碳流体清洗上述结构，同时去除所述悬臂结构上方和下方的第一光刻胶和第二光刻胶。
2.根据权利要求1所述的半导体悬臂结构的制造方法，其特征在于，在所述淀积薄膜 步骤中，温度大于32°C，压力大于80标准大气压。
3.根据权利要求1所述的半导体悬臂结构的制造方法，其特征在于，在所述淀积薄膜 步骤中，使用二甲基乙酰丙酮金作为前驱物。
4.根据权利要求3所述的半导体悬臂结构的制造方法，其特征在于，使用二甲基乙酰 丙酮金作为前驱物的温度为60°C 180°C，压力为80 120标准大气压。
5.根据权利要求1所述的半导体悬臂结构的制造方法，其特征在于，在所述清洗步骤 中，温度大于32°C，压力大于80标准大气压。
6.根据权利要求1所述的半导体悬臂结构的制造方法，其特征在于，所述共溶剂为异 丙醇或其他有机溶剂，并包含含氟添加剂。
全文摘要
本发明提出一种半导体悬臂结构的制造方法，包括下列步骤在半导体衬底上涂布第一光刻胶，并对其进行光刻显影处理；利用超临界二氧化碳流体在上述结构上淀积薄膜；在所述薄膜表面涂布第二光刻胶，并进行光刻显影处理；刻蚀所述薄膜，从而完成悬臂结构；利用添加了共溶剂的超临界二氧化碳流体清洗上述结构，同时去除所述悬臂结构上方和下方的第一光刻胶和第二光刻胶。本发明提出的半导体悬臂结构的制造方法，极大的简化悬臂结构的制作，减少成本，并且将现有工艺中最困难的释放工艺替换成较为容易的去胶工艺。
文档编号B81C1/00GK101920929SQ20101021653
公开日2010年12月22日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者张晨骋 申请人:上海集成电路研发中心有限公司