TWI300581B - Method of manufacturing suspension structure - Google Patents

Description

1300581 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種製作懸浮結構之方法，特別是指一 種利用犧牲層、乾侧製程以及掀舉製程製作懸浮結構之方法。 【先前技術】 鲁 微機電（micro-electromechanical system，MEMS )技術係為一 1间度整合電子電路與機械等之新興技術，並已廣泛地被應用於 製^各種具有電子與機械雙麵性之元件，例如壓力感應器、加 速讀微型麥克麟。其巾，驗結構常見於各式微機電元件之 中’例如微機電共振解關、喷墨職麥克風等微動件與微結 構產叩皆包含有鮮結構，然而砂形賴浮結構之技術仍存在 許多限制。 _、％參考第1至4圖，第丨至4圖係為習知技術中利用 座式餘刻方式製作懸浮結構之方法示意圖。如第丨圖所示， 首先在铸體基底12之表面進行一金屬沉積製程以形成一黏著 層此金屬沉積製程主要是沉積鈦金屬層Μ，其作用係為在沉積 作為結構層之鋼金屬層16前，有利於半導體基底12以及銅金屬 層16之間之黏著，而且此金屬沉積製程係使用電子槍蒸鍍機將鈦 金屬層14，儿積於半導體基底12之表面。接著，在鈦金屬層14之 ，表面沉積銅金屬層16，而沉積之方法有兩種 ，第一種方法係為直 ^接使用電子杨蒸鍍，其中銅金屬層16之厚度約為1微米，而第二 5 1300581 種方法係為先使用電子搶蒸鍍一層種子層（seed layer)，再利用電 鍍技術將銅沉積於種子層上。之後再沉積保護層18以保護鋼金屬 層16 ’例如利用電子槍蒸鑛上鎳、絡、鈦、金等金屬層作為保護 層18。然後使用旋轉塗佈機將光阻層2〇塗佈在保護層18之表面。 接著如第2圖所示，黃光製程將光阻層2()曝光顯影 成為-第-光阻圖案22，然後使用金触刻液，依序將沒有受到 •第一光阻圖案22保護之部分保護層18、.銅金屬層16、鈦金屬層 14蝕刻掉，再將第一光阻圖案22移除，接著於保護層18與半‘ 體基底12上开〉成一第二光阻圖案24，如第3圖所示。 最後’利用濕式侧，例如使用氧化鉀（K〇H)姓刻液， 在半導體基底12之表面侧出一孔洞26以形成懸浮結構1〇，並 且將第一光阻圖案24移除，如第4圖所示。 此習知技術製作懸浮結構之方法具有以下缺點，第一，氫 氧化鉀侧輯财㈣紐性，而域傾料可以成為其姓刻 遮罩，僅有例如低壓沉積氮化石夕（LPCVDSi3N4)或低應力氣化 石夕等材料，所以此方法需要限定使用不會被氫氧化钟侧液餘刻 之特定金屬’或是在結構層上下分別形成額外之保護層與黏著 層。第一，由於此方法利用濕式蝕刻去除半導體基底以於半導體 ，基底形成-孔洞’因此所形成之懸浮結構會受到餘刻液液體張力 •的n而導致結，層斷裂或是料部分黏住基底表面。第三， 6 1300581 種不同形狀之懸洋 此方法很難經由改變製程參數進而設計製作各 結構。 【發明内容】 本發明之目的之—在於提供—種製作驗結構之方 法，以改善目前懸浮結構製程之缺點與問題 良率以及降倾本。 為達上述目的，本發明提供一種製作懸浮結構之方法，^ 2有提供-基底，於該基底上形成—第—光賴案，加敎該澤 ^阻圖細第-_減，料—光_酬 牲層之用，於該基底與該犧牲層上方形成一第二光阻圖案，該= -光阻圖案曝露出部分該犧牲層與部分該基底，於該基底、 二光阻圖案與該犧牲層上方形成—結構層，進行—掀ς製程; off—’移除該第二光阻圖案與位於該第二光 行-乾式娜程一層，使該一 為了使貴審查委員能更近一步了解本發明 術内容’請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圓。支= ;=式僅供參考與辅助說明用，並非用來對本發明加以 1300581 【實施方式】 °月參考第5至9圖，第5至9圖係為本發明第一實施例 •^種製作懸浮結構之方法示意圖。如第5圖所示，首先在 一基底102之表面形成—第-光阻圖案104,其中基底1〇2之材質 可為絲底或傾絕緣基底等，但不侷限於此。接著如第6圖 所不利用光阻钱後會流動以及硬化之特性，加熱第- 光阻圖案1G4使第—光阻圖案1G4硬化，而加熱硬化後之第一 光阻圖細係作為—犧牲層ig6之用。其中加熱第一光阻圖 案〇4之方式可利用加熱烤箱或加熱平板等，且於本實施例中 利用加熱溫度、時間等參數，使犧牲層1〇6具有傾斜之侧壁， 如第6圖所示。 ,·无於基底1〇2與犧牲層106上方 成一第二光阻圖案108，第-伞加固必 第一先阻圖案108曝露出部分犧牲声 與部分基底1G2’然:後於基底1()2、第二. θ 上方形成-結構層110，其巾A " 〃犧牲層 鈕如4 '中、、。構層之材料可以為例知 鋁、銅等各種金屬、或單晶矽 勹灼如 110之方法可合人*儿 晶石夕，而形成結構 之m3有-化學氣相沉積製程或 外’如果選擇使用化學氣相沉_ == :=用，峨她崎，贿卿成 然後，如第8圖所示 進行一掀舉製程 其係以一濕式蝕 1300581 刻製程移除第二光阻圖案108，然後就可以連帶去除位於第二光 阻圖案⑽上方之結構層110。最後，如第9圖所示 式侧製程以移除犧牲層游，以使位於基細與犧牲層^ 上方之結構層m形成懸浮結構⑽，其中此乾式_製程可以 為-濺擊酬製程（sputteringetehp_ss)、—賴_製程 (Plasma etch proeess)、或一反應性離子蝕刻製程(峨如丨⑽_ process j RIE process ) ° 請參考第10至14圖，第10至14圖係為本發明第二實 施例之一種製作懸浮結構之方法示意圖。如第10圖所示，首 先在-基| 202之表面形成-第一光阻圖案2〇4,接著如第u圖 所不，利用光阻受熱後會流動以及硬化之特性，加熱第一 光阻圖案204使第一光阻圖案204硬化，而加熱硬化後之第一 光阻圖案204係作為一犧牲層206之用。其中於本實施例中係 控制加熱溫度、時間等參數，使犧牲層2〇6具有圓角化並且 傾斜之側壁，如第11圖所示。 接著，如第12圖所示，先於基底202與犧牲層2〇6上方形 成一第二光阻圖案208，第二光阻圖案208曝露出部分犧牲層2〇6 與部分基底202,然後於基底202、第二光阻圖案208與犧牲層206 上方形成一結構層210，其中結構層210之材料可以為金屬、 單晶矽、非晶矽或多晶矽，而形成結構層21〇之方法可包含 有一化學氣相沉積製程或一鍍膜製程。 ,13〇〇581 阻圖案208上二:f後就可以連帶去除位於第二光 乾式蝕刻製程以移7 ° ^ ’如第14圖所示’進行一 上方之_， 206，以使位於基底2〇2與犧牲層2〇6 方^構層210形成懸浮結構綱，其中此乾式_ 為一轉_製程、-電裝侧製程、或一反應性離子餘刻製程。 由於本發明之方法利用光阻作為犧牲層形成懸浮結構，故可 層用H、銅等各種金屬、單晶石夕、非晶石夕或多晶石夕作為結構 ’而不需魏狄科會賊植賴侧之特定金屬。 另夕卜本發明之方法利用乾式_去除光阻犧牲層因此所形成 之懸序結财會像習知技術—樣受雜_液體張力的影塑，而 ,致結構層斷裂或是懸浮部分黏住基底表面。此外值得注^的 是’因為本發明·加熱硬化後之光阻作為犧牲層，所^以使 其邊緣圓滑化，赌得_成讀構料容易因脉覆蓋不佳而 斷裂，並且本㈣可赌由_紐加熱狐叙微來設計製 作各種不同形狀之齡結構’而可大幅增加_結構之應用範圍。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範 圍所做之均㈣化與修飾，皆觸本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1至4圖係為習知技術中製作懸浮結構之方法示意圖。 1300581 第5至9圖係為本發明第一實施例之一種製作懸浮結構之方法示意圖。 第10至14圖係為本發明第二實施例之一種製作懸浮結構之方法示意圖。 【主要元件符號說明】 10 :懸浮結構 12 :半導體基底 14 :鈦金屬層 籲16:銅金屬層 18 :保護層 20 :光阻層 22 :第一光阻圖案 24:第二光阻圖案 26 :孔洞 100、200 :懸浮結構 • .· .. ’ φ 102、202 :基底 104、204 :第一光阻圖案 106、206 :犧牲層 108、208 :第二光阻圖案 110、210 :結構層

Claims (1)

1. .1300581 十、申請專利範圍·· L 一種製作懸浮結構之方法，其包含有： 提供一基底； 於忒基底上形成一第一光阻圖案； 加熱該第一光阻圖案使該第一光阻圖案硬化，該第一光阻圖 案係作為一犧牲層之用； • 於該基底與該犧牲層上方形成-第二光阻圖案，該第二光阻 圖案曝露出部分該犧牲層與部分該基底； 於f基底、該第二光阻圖案與該犧牲層上方形成-結構層； =仃掀舉製程，移除該第二光阻醜與位於該第二光阻圖 案上方之s亥結構層；以及

   ’使位於該基底與該犧 2.如申請專利範圍第j 1項所述之方法，其中該犧牲層具有 •如申凊專利範圍第 傾斜之側壁。 1項所述之方法，其中該犧牲層具有 •如申睛專利範圍第 料包含有金屬。 1項所述之方法，其中該結構層之材 1300581 5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該結構層之材 料包含有單晶矽、非晶矽或多晶矽。 6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中形成該結構層 之方法包含有一化學氣相沉積製程或一鍍膜製程。 7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該化學氣相沉積 • 製程包含一常壓化學氣相沉積製程。 8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該掀舉製程包 含一濕式蝕刻製程。 9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該乾式蝕刻製 程包含一濺擊蝕刻製程、一電漿蝕刻製程、或一反應性離子蝕刻 應 製程。 十一、圖式：