本發明屬于半導體，尤其涉及一種密封腔上結構的刻蝕方法。
背景技術：
1、在一些半導體器件，尤其是微機電系統（mems）器件（如壓力傳感器、微鏡等）的制造中，需要加工出空腔以形成懸浮的可動結構。如圖1所示，此類器件通常采用絕緣體上硅（soi）晶圓進行體硅工藝制造。其典型結構自上而下包括上層結構（用于形成可動部件）、停止層以及襯底層或襯底晶圓。上層結構完成圖形化后，需翻轉晶圓并從背面刻蝕襯底形成空腔。此過程中，晶圓需要固定在干法刻蝕機臺，需要在上層結構表面貼附靜電膜，靜電膜與上層結構及下方的停止層共同形成密封腔。如圖2-3所示，采用博世（bosch）工藝刻蝕襯底的過程中，需周期性切換刻蝕氣體與鈍化氣體，導致氣壓頻繁波動，停止層易發生形變并破碎，碎片會隨刻蝕切換的過程隨處飄動，使工藝后續加工困難甚至無法加工導致失效，另外碎片還會飄至刻蝕工藝腔內，對后續產品造成影響。目前可在刻蝕上層結構的同時將停止層打開，但刻蝕襯底時會導致對上層結構的損傷，對于鍵合晶圓在鍵合前將空腔處的停止層提前打開還會增加制造成本。
2、基于上述問題，需提供一種密封腔上結構的刻蝕方法，抑制刻蝕襯底時停止層破裂風險，提升器件可靠性與制造良率。
技術實現思路
1、本發明的目的是為了解決上述全部或部分問題，提供了一種密封腔上結構的刻蝕方法，通過分階段控制工藝氣體通入的方式，避免在傳統博世工藝下，氣體周期性循環導致的停止層薄膜疲勞破裂的問題，杜絕碎片污染，保證加工結構的完整性和機臺腔體內的潔凈度，同時利于產品后續工藝的正常進行，不影響產品結構。
2、本發明提供了一種密封腔上結構的刻蝕方法，s1：提供一半導體結構，所述半導體結構包括依次層疊的上層結構、停止層以及襯底層，在所述上層結構中形成有至所述停止層表面的空腔；s2：在所述上層結構表面貼附靜電膜，并刻蝕所述襯底層直至所述停止層表面，刻蝕過程包括：第一刻蝕階段：交替通入刻蝕氣體與鈍化氣體，進行刻蝕與鈍化循環，刻蝕所述襯底層至刻蝕停止點；第二刻蝕階段：同時通入刻蝕氣體與鈍化氣體，刻蝕所述襯底層直至所述停止層表面。避免在傳統博世工藝下，氣體周期性循環導致的停止層薄膜疲勞破裂的問題，保證產品結構的完整性和機臺腔體內的潔凈度。
3、所述刻蝕停止點通過光學發射光譜法確定。通過光學發射光譜法實時監測刻蝕產物的特征光譜強度，精準識別刻蝕停止點，減小停止層破裂風險。
4、刻蝕產物特征波長對應的光強信號下降至強度閾值時，判定為到達刻蝕停止點。實現高靈敏度、實時且自動化的終點檢測，防止過刻蝕損傷停止層。
5、所述強度閾值為所述光強信號在第一刻蝕階段進入穩定狀態的平均光強水平下降5%-15%所對應的強度值。確保工藝能在停止層出現破裂風險前，及時切換至刻蝕模式，平衡刻蝕效率與產品質量。
6、所述第一刻蝕階段與所述第二刻蝕階段采用同種刻蝕氣體與鈍化氣體。簡化設備配置與工藝切換，縮短工藝步驟切換時間，提升設備利用率和生產節拍；同時統一氣體體系確保刻蝕過程化學環境一致，減少界面缺陷和形貌突變。
7、所述刻蝕氣體為sf6，所述鈍化氣體為c4f8。sf6提供高效的氟自由基用于刻蝕硅，c4f8生成氟碳聚合物用于側壁鈍化，具有高硅刻蝕速率以及優異的側壁鈍化能力。
8、所述第一刻蝕階段中，所述刻蝕氣體流量為500?sccm-1000?sccm，所述鈍化氣體的流量為300?sccm-600?sccm；所述第二刻蝕階段中，所述刻蝕氣體流量為300?sccm-500sccm，所述鈍化氣體流量為300?sccm-500?sccm。實現刻蝕與鈍化的動態平衡，保持足夠的硅去除速率，同時避免側壁過度刻蝕，兼顧刻蝕效率與精度。
9、所述第一刻蝕階段中，氣壓為20?mtorr-80?mtorr；所述第二刻蝕階段中，氣壓為30?mtorr-150?mtorr。維持氣壓穩定，避免氣體切換產生的周期性壓力差，防止停止層破裂；在此氣壓范圍下，維持足夠的等離子體密度以保證合理的刻蝕速率，同時保持良好的形貌控制。
10、所述第二刻蝕階段的偏置功率為50?w-150?w。保證第二刻蝕階段具有足夠的刻蝕速率以高效去除襯底材料，同時避免因能量過高導致結構破壞，確保刻蝕前沿能夠平穩、均勻地進行。
11、所述第一刻蝕階段刻蝕過程的偏置功率為200?w-600?w。確保第一刻蝕階段實現高深寬比結構快速刻蝕，在第一刻蝕階段完成圖形快速、精準的轉移，為后續第二刻蝕階段提供良好形貌基礎。
12、與現有技術相比，本發明的有益效果是：通過分階段控制工藝氣體通入的方式，避免持續采用傳統博世工藝，氣體周期性循環導致的停止層薄膜疲勞破裂的問題，杜絕碎片污染，保證加工結構的完整性和機臺腔體內的潔凈度，同時利于產品后續工藝的正常進行，不影響產品結構。
1.一種密封腔上結構的刻蝕方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的密封腔上結構的刻蝕方法，其特征在于，所述刻蝕停止點通過光學發射光譜法確定。
3.根據權利要求2所述的密封腔上結構的刻蝕方法，其特征在于，刻蝕產物特征波長對應的光強信號下降至強度閾值時，判定為到達刻蝕停止點。
4.根據權利要求3所述的密封腔上結構的刻蝕方法，其特征在于，所述強度閾值為所述光強信號在第一刻蝕階段進入穩定狀態的平均光強水平下降5%-15%所對應的強度值。
5.根據權利要求1所述的密封腔上結構的刻蝕方法，其特征在于，所述第一刻蝕階段與所述第二刻蝕階段采用相同刻蝕氣體與相同鈍化氣體。
6.根據權利要求1所述的密封腔上結構的刻蝕方法，其特征在于，所述刻蝕氣體為sf6，所述鈍化氣體為c4f8。
7.根據權利要求1所述的密封腔上結構的刻蝕方法，其特征在于，所述第一刻蝕階段中，所述刻蝕氣體流量為500?sccm-1000?sccm，所述鈍化氣體的流量為300?sccm-600sccm；所述第二刻蝕階段中，所述刻蝕氣體流量為300?sccm-500?sccm，所述鈍化氣體流量為300?sccm-500?sccm。
8.根據權利要求1所述的密封腔上結構的刻蝕方法，其特征在于，所述第一刻蝕階段中，氣壓為20?mtorr-80?mtorr；所述第二刻蝕階段中，氣壓為30?mtorr-150?mtorr。
9.根據權利要求1所述的密封腔上結構的刻蝕方法，其特征在于，所述第二刻蝕階段的偏置功率為50?w-150?w。
10.根據權利要求1所述的密封腔上結構的刻蝕方法，其特征在于，所述第一刻蝕階段刻蝕過程的偏置功率為200?w-600?w。