本發(fā)明涉及mems壓力傳感器加工，尤其涉及一種基于離子束修整技術(shù)的控制mems空腔結(jié)構(gòu)硅厚的方法。

背景技術(shù)：

1、mems壓力傳感器在汽車工業(yè)/醫(yī)療設(shè)備/物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。目前的mems壓力傳感器需要制備一定的空腔結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有的控制空腔結(jié)構(gòu)硅厚的方法較為單一，即通過濕法腐蝕，其中腐蝕液的選擇包括koh(氫氧化鉀)和tmah((四甲基氫氧化銨)。但這兩種腐蝕液都存在不可避免的缺點(diǎn)，影響最終剩余硅厚達(dá)標(biāo)。主要原因是：在腐蝕過程因產(chǎn)品空腔要求厚度多達(dá)幾百微米，進(jìn)而需要長時(shí)間腐蝕，腐蝕機(jī)臺(tái)濃度控制可能存在波動(dòng)，因此腐蝕速率可能存在一定偏差，最終厚度可能較空腔目標(biāo)值存在波動(dòng)，無法完全精準(zhǔn)控制在目標(biāo)值。最終在測(cè)試匹配時(shí)厚度差異影響應(yīng)力差異，從而導(dǎo)致匹配時(shí)電性失效，器件合格率低。因而，如何準(zhǔn)確控制空腔硅應(yīng)力薄膜處的硅厚是亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種基于離子束修整技術(shù)的控制mems空腔結(jié)構(gòu)硅厚的方法。

2、本發(fā)明提出的一種基于離子束修整技術(shù)的控制mems空腔結(jié)構(gòu)硅厚的方法，包括以下步驟：

3、s1.在硅襯底上沉積介質(zhì)層，形成圖形化的濕法腐蝕的掩模層；

4、s2.基于掩膜開口位置，通過堿腐蝕液腐蝕硅形成初步mems空腔，并且控制剩余硅厚較目標(biāo)厚度最多厚h2預(yù)留，h2預(yù)留不大于3μm；

5、s3.量測(cè)步驟s2后空腔處硅厚，計(jì)算實(shí)際厚度與目標(biāo)厚度的差h2，通過trim(離子束修整)技術(shù)需去除硅襯底上底部h2厚度。

6、具體地，步驟s1中通過光刻和刻蝕形成圖形化的掩膜層。

7、具體地，步驟s1中介質(zhì)層可以是二氧化硅或氮化硅。

8、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的方案，步驟s2中的堿腐蝕液為koh(氫氧化鉀)或tmah(四甲基氫氧化銨)。

9、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的方案，將需trim(離子束修整)技術(shù)去除的厚度分成至少兩次trim(離子束修整)技術(shù)完成，且前一次的trim(離子束修整)技術(shù)去除的厚度大于后一次trim(離子束修整)技術(shù)去除的厚度。

10、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的方案，具體地s3包括：

11、s31.進(jìn)行第一次trim(離子束修整)技術(shù)去除數(shù)值為h21的厚度；

12、s32.量測(cè)第一次trim(離子束修整)技術(shù)后剩余的硅厚，進(jìn)行第二次trim(離子束修整)技術(shù)去除數(shù)值為h22的厚度；

13、s33.量測(cè)第二次trim(離子束修整)技術(shù)后剩余的硅厚，進(jìn)行第三次trim(離子束修整)技術(shù)去除數(shù)值為h23的厚度；

14、h21>h22≥h23，h21+h22+h23＝h2。

15、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的方案，h21＝量測(cè)的步驟s2后空腔處硅厚-目標(biāo)厚度-1μm。

16、h21＝量測(cè)的步驟s2后空腔處硅厚-目標(biāo)厚度-1μm；

17、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的方案，量測(cè)第一次trim(離子束修整)技術(shù)后剩余的硅厚，并計(jì)算第二次trim(離子束修整)的厚度：h22＝量測(cè)的步驟s31后空腔處硅厚-目標(biāo)厚度-0.5μm；

18、量測(cè)第二次trim(離子束修整)技術(shù)后剩余的硅厚，并計(jì)算第三次trim(離子束修整)的厚度：h23為測(cè)量第二次trim(離子束修整)技術(shù)后剩余的硅厚與目標(biāo)厚度的差值。

19、目前控制mems空腔結(jié)構(gòu)的硅厚是由koh或tmah濕法腐蝕完成。在腐蝕過程因產(chǎn)品空腔要求厚度多達(dá)幾百微米，進(jìn)而需要長時(shí)間腐蝕，腐蝕機(jī)臺(tái)濃度控制可能存在波動(dòng)，因此腐蝕速率可能存在一定偏差，最終厚度可能較空腔目標(biāo)值存在波動(dòng)，無法完全精準(zhǔn)控制在目標(biāo)值范圍內(nèi)。其中trim(離子束修整)技術(shù)腐蝕速率較低，腐蝕時(shí)間更長，精準(zhǔn)控制硅厚難度就會(huì)更大。本發(fā)明通過減少少量濕法腐蝕時(shí)間，再將部分厚度轉(zhuǎn)移至用trim(離子束修整)進(jìn)行去除，使剩余硅厚在目標(biāo)范圍內(nèi)波動(dòng)，消除濕法腐蝕帶來的偏差，提高器件合格率。

20、本發(fā)明中，所提出的基于離子束修整技術(shù)的控制mems空腔結(jié)構(gòu)硅厚的方法，在濕法腐蝕硅硅襯底的過程中減少少量時(shí)間，使空腔處所剩硅厚多余目標(biāo)值，再將多余厚度轉(zhuǎn)移至用trim(離子束修整)進(jìn)行去除，形成空腔并達(dá)到目標(biāo)值，這樣可以消除濕法腐蝕帶來的對(duì)厚度均勻性和微尺寸的影響。進(jìn)一步地，通過增加多次trim(離子束修整)技術(shù)進(jìn)行厚度精準(zhǔn)控制控制硅厚，而且是使用工藝線上現(xiàn)有設(shè)備，擴(kuò)展現(xiàn)有工藝能力，保證晶圓產(chǎn)出率變高。

21、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種基于離子束修整技術(shù)的控制mems空腔結(jié)構(gòu)硅厚的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于離子束修整技術(shù)的控制mems空腔結(jié)構(gòu)硅厚的方法，其特征在于，步驟s1中通過光刻和刻蝕形成圖形化的掩膜層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于離子束修整技術(shù)的控制mems空腔結(jié)構(gòu)硅厚的方法，其特征在于，步驟s1中介質(zhì)層是二氧化硅或氮化硅。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于離子束修整技術(shù)的控制mems空腔結(jié)構(gòu)硅厚的方法，其特征在于，步驟s2中的堿腐蝕液為koh(氫氧化鉀)溶液或tmah(四甲基氫氧化銨)溶液。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于離子束修整技術(shù)的控制mems空腔結(jié)構(gòu)硅厚的方法，其特征在于，步驟s3中將需trim(離子束修整)技術(shù)去除的厚度分成至少兩次trim(離子束修整)技術(shù)完成，且前一次的trim(離子束修整)技術(shù)去除的厚度大于后一次trim(離子束修整)技術(shù)去除的厚度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于離子束修整技術(shù)的控制mems空腔結(jié)構(gòu)硅厚的方法，其特征在于，具體地步驟s3包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于離子束修整技術(shù)的控制mems空腔結(jié)構(gòu)硅厚的方法，其特征在于，h21＝量測(cè)的步驟s2后空腔處硅厚-目標(biāo)厚度-1μm；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于離子束修整技術(shù)的控制MEMS空腔結(jié)構(gòu)硅厚的方法，包括以下步驟：S1.在硅襯底上沉積介質(zhì)層，形成圖形化的濕法腐蝕的掩模層；S2.基于掩膜開口位置，通過堿腐蝕液腐蝕硅形成初步MEMS空腔，并且控制剩余硅厚較目標(biāo)厚度最多厚H<subgt;2預(yù)留</subgt;；S3.量測(cè)步驟S2后空腔處硅厚，計(jì)算實(shí)際厚度與目標(biāo)厚度的差H<subgt;2</subgt;，通過TRIM(離子束修整)技術(shù)需去除硅襯底上底部H<subgt;2</subgt;厚度。本方法在濕法腐蝕硅襯底的過程中減少少量時(shí)間，使空腔處所剩硅厚多余目標(biāo)值，再將多余厚度轉(zhuǎn)移至用TRIM(離子束修整)進(jìn)行去除，形成空腔并達(dá)到目標(biāo)值，這樣可以消除濕法腐蝕帶來的對(duì)厚度均勻性和微尺寸的影響。

技術(shù)研發(fā)人員：周佳梅,丁敬秀,唐偉,王昕,高琳娜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽華鑫微納集成電路有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24