CN109911843A - 金属薄膜图形的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金属薄膜图形的制造方法，包括步骤：步骤一、在半导体衬底上形成金属薄膜。步骤二、进行CVD吹扫处理来释放所述金属薄膜的应力。步骤三、进行光刻刻蚀形成金属薄膜图形。本发明能防止在金属薄膜图形尤其是小线宽的图形中产生金属薄膜翘曲，进而防止金属薄膜剥落。本发明能很好的应用于MEMS的桥梁结构中，避免TIN材料形成的金属薄膜的应力过大引起的桥梁结构的翘曲，从而有利于后道封装。

Description

金属薄膜图形的制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种金属薄膜图形的制造方法。
背景技术
在半导体器件中，TiN作为金属互联的一种重要材料，一般作为阻挡层及抗反射层应用在半导体制造过程中。作为MEMS工艺中的电极层材料，由于氮化钛本身化学及物理性质，尤其是氮化钛应力较大，刻蚀完成后，在小线宽的图形上经常会发生剥落的现象。尤其是MEMS桥梁结构中影响尤为突出。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种金属薄膜图形的制造方法，能够防止金属薄膜图形中产生金属薄膜翘曲。
为解决上述技术问题，本发明提供的金属薄膜图形的制造方法包括如下步骤：
步骤一、在半导体衬底上形成金属薄膜。
步骤二、将所述半导体衬底放入到CVD工艺腔中进行CVD吹扫处理来释放所述金属薄膜的应力。
步骤三、将所述半导体衬底取出，对所述金属薄膜进行光刻刻蚀形成金属薄膜图形。
进一步的改进是，所述半导体衬底为硅衬底。
进一步的改进是，所述金属薄膜为TiN薄膜。
进一步的改进是，所述金属薄膜用于作为MEMS器件的电极层材料。
进一步的改进是，所述金属薄膜用于作为所述MEMS器件的桥梁结构。
进一步的改进是，在形成所述金属薄膜之前还包括形成第一氧化硅层的步骤，所述第一氧化硅层和所述金属薄膜叠加形成所述桥梁结构的底层结构。
进一步的改进是，步骤一中采用CVD淀积工艺形成所述金属薄膜。
进一步的改进是，步骤二中所述CVD吹扫由高温吹扫加降温吹扫两个过程组成，所述高温吹扫的工艺温度大于室温，所述降温吹扫过程中工艺温度由所述高温吹扫对应的工艺温度降低到室温。
进一步的改进是，所述高温吹扫的工艺温度为400℃～450℃，气体流量为200scc～500scc，工艺时间为1分钟～3分钟。
进一步的改进是，所述高温吹扫的气体包括氮气或惰性气体。
进一步的改进是，所述降温吹扫的气体流量为200scc～500scc，工艺时间为1分钟～3分钟。
进一步的改进是，所述降温吹扫的气体包括氮气或惰性气体。
进一步的改进是，在步骤二完成之后以及步骤三之前还包括如下步骤：
在所述金属薄膜的表面形成顶层结构。
进一步的改进是，所述顶层结构包括依次叠加的第二氧化硅层、第三氮化硅层和第四氧化硅层。
进一步的改进是，步骤三中的光刻工艺定义出所述桥梁结构，刻蚀工艺依次对所述顶层结构的所述第四氧化硅层、所述第三氮化硅层和所述第二氧化硅层以及所述底层结构的所述金属薄膜以及所述第一氧化硅层进行刻蚀形成所述桥梁结构。
本发明在金属薄膜形成之后以及进行光刻刻蚀之前，采用CVD吹扫处理来释放金属薄膜的应力，这样能在光刻刻蚀后防止在金属薄膜图形尤其是小线宽的图形中产生金属薄膜翘曲，进而防止金属薄膜剥落。
本发明能很好的应用于MEMS的桥梁结构中，避免TIN材料形成的金属薄膜的应力过大引起的桥梁结构的翘曲，从而有利于后道封装。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明实施例方法流程图；
图2是本发明实施例方法中MEMS器件的桥梁结构的示意图；
图3A是现有方法形成的MEMS器件的桥梁结构的照片；
图3B是图3A中的MEMS器件的桥梁结构的照片的放大图。
具体实施方式
如图3所示，是本发明实施例方法流程图为解决上述技术问题，本发明实施例金属薄膜图形的制造方法包括如下步骤：
步骤一、在半导体衬底101上形成金属薄膜104。
本发明实施例方法中，所述半导体衬底101为硅衬底。
所述金属薄膜104为TiN薄膜。
所述金属薄膜104用于作为MEMS器件的电极层材料。所述金属薄膜104用于作为所述MEMS器件的桥梁结构201。在所述半导体衬底101的表面还形成有电极结构102。
在形成所述金属薄膜104之前还包括形成第一氧化硅层103的步骤，所述第一氧化硅层103和所述金属薄膜104叠加形成所述桥梁结构201的底层结构。
较佳为，采用CVD淀积工艺形成所述金属薄膜104。
步骤二、将所述半导体衬底101放入到CVD工艺腔中进行CVD吹扫处理来释放所述金属薄膜104的应力。
本发明实施例方法中，所述CVD吹扫由高温吹扫加降温吹扫两个过程组成，所述高温吹扫的工艺温度大于室温，所述降温吹扫过程中工艺温度由所述高温吹扫对应的工艺温度降低到室温。
所述高温吹扫的工艺温度为400℃～450℃，气体流量为200scc～500scc，工艺时间为1分钟～3分钟。所述高温吹扫的气体包括氮气或惰性气体。
所述降温吹扫的气体流量为200scc～500scc，工艺时间为1分钟～3分钟。所述降温吹扫的气体包括氮气或惰性气体。
在步骤二完成之后以及后续步骤三之前还包括如下步骤：
在所述金属薄膜104的表面形成顶层结构。
所述顶层结构包括依次叠加的第二氧化硅层105、第三氮化硅层106和第四氧化硅层107。
步骤三、将所述半导体衬底101取出，对所述金属薄膜104进行光刻刻蚀形成金属薄膜图形。
本发明实施例方法中，所述金属薄膜图形是结合在所述桥梁结构201的图形结构中。步骤三中的光刻工艺首先定义出所述桥梁结构201，刻蚀工艺依次对所述顶层结构的所述第四氧化硅层107、所述第三氮化硅层106和所述第二氧化硅层105以及所述底层结构的所述金属薄膜104以及所述第一氧化硅层103进行刻蚀形成所述桥梁结构201。
本发明实施例方法在金属薄膜104形成之后以及进行光刻刻蚀之前，采用CVD吹扫处理来释放金属薄膜104的应力，这样能在光刻刻蚀后防止在金属薄膜图形尤其是小线宽的图形中产生金属薄膜104翘曲，进而防止金属薄膜104剥落。
本发明实施例方法能很好的应用于MEMS的桥梁结构201中，避免TIN材料形成的金属薄膜104的应力过大引起的桥梁结构201的翘曲，从而有利于后道封装。
现有方法中没有进行金属薄膜104的应力释放，在桥梁结构201刻蚀完成之后容易产生翘曲，如图3A所示，是现有方法形成的MEMS器件的桥梁结构的照片；图3B是图3A中的MEMS器件的桥梁结构的照片的放大图，可以看出，桥梁结构201产生了翘曲，这会影响后道封装。
实验可以发现，本发明实施例方法能消除桥梁结构201的翘曲，有利于后道封装。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种金属薄膜图形的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在半导体衬底上形成金属薄膜；
步骤二、将所述半导体衬底放入到CVD工艺腔中进行CVD吹扫处理来释放所述金属薄膜的应力；
步骤三、将所述半导体衬底取出，对所述金属薄膜进行光刻刻蚀形成金属薄膜图形。
2.如权利要求1所述的金属薄膜图形的制造方法，其特征在于：所述半导体衬底为硅衬底。
3.如权利要求2所述的金属薄膜图形的制造方法，其特征在于：所述金属薄膜为TiN薄膜。
4.如权利要求3所述的金属薄膜图形的制造方法，其特征在于：所述金属薄膜用于作为MEMS器件的电极层材料。
5.如权利要求4所述的金属薄膜图形的制造方法，其特征在于：所述金属薄膜用于作为所述MEMS器件的桥梁结构。
6.如权利要求5所述的金属薄膜图形的制造方法，其特征在于：在形成所述金属薄膜之前还包括形成第一氧化硅层的步骤，所述第一氧化硅层和所述金属薄膜叠加形成所述桥梁结构的底层结构。
7.如权利要求6所述的金属薄膜图形的制造方法，其特征在于：步骤一中采用CVD淀积工艺形成所述金属薄膜。
8.如权利要求6所述的金属薄膜图形的制造方法，其特征在于：步骤二中所述CVD吹扫由高温吹扫加降温吹扫两个过程组成，所述高温吹扫的工艺温度大于室温，所述降温吹扫过程中工艺温度由所述高温吹扫对应的工艺温度降低到室温。
9.如权利要求8所述的金属薄膜图形的制造方法，其特征在于：所述高温吹扫的工艺温度为400℃～450℃，气体流量为200scc～500scc，工艺时间为1分钟～3分钟。
10.如权利要求9所述的金属薄膜图形的制造方法，其特征在于：所述高温吹扫的气体包括氮气或惰性气体。
11.如权利要求9所述的金属薄膜图形的制造方法，其特征在于：所述降温吹扫的气体流量为200scc～500scc，工艺时间为1分钟～3分钟。
12.如权利要求11所述的金属薄膜图形的制造方法，其特征在于：所述降温吹扫的气体包括氮气或惰性气体。
13.如权利要求6所述的金属薄膜图形的制造方法，其特征在于：在步骤二完成之后以及步骤三之前还包括如下步骤：
在所述金属薄膜的表面形成顶层结构。
14.如权利要求13所述的金属薄膜图形的制造方法，其特征在于：所述顶层结构包括依次叠加的第二氧化硅层、第三氮化硅层和第四氧化硅层。
15.如权利要求14所述的金属薄膜图形的制造方法，其特征在于：步骤三中的光刻工艺定义出所述桥梁结构，刻蚀工艺依次对所述顶层结构的所述第四氧化硅层、所述第三氮化硅层和所述第二氧化硅层以及所述底层结构的所述金属薄膜以及所述第一氧化硅层进行刻蚀形成所述桥梁结构。
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