[發明專利]改善鎢沉積拓樸形貌的微機電系統光罩與方法

無效

• 申請號: 201010163295.6
• 申請日: 2010-04-14
• 公開（公告）號: CN102219177A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 徐新惠;王傳蔚;李昇達;呂志宏
• 申請（專利權）人: 原相科技股份有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陳肖梅;謝麗娜

技術領域

本發明涉及一種微機電系統光罩，特別有關于一種改善鎢沉積拓樸形貌的微機電系統光罩，也有關于一種改善微機電系統鎢沉積拓樸形貌的方法。

背景技術

大部份的微機電系統中包含微機電元件與其它微電子電路，必須互相整合，構成整合芯片。因此，在微機電系統整合芯片中，芯片制程必須同時考慮微機電元件與微電子電路元件的整合。

圖1標出現有技術的微機電系統光罩的一部份圖案100，該光罩用以定義金屬鎢層，所顯示的是微機電元件的一部分圖案，至于微電子電路的圖案則未顯示。鎢是作為微電子電路金屬導線栓接的重要材料，可以利用鑲嵌制程(damascene?process)來完成，鑲嵌制程的作法是先在氧化硅中蝕刻出所需要的圖案溝槽，接著例如以化學汽相沉積(chemical?vapor?deposition)方式，將金屬鎢沉積于溝槽中，然后以化學機械研磨(chemical?mechanical?polish)將表面磨平，以利后續金屬導線的沉積。在微電子電路區域沉積鎢的同時，于微機電元件的區域亦形成鎢層，此鎢層在微機電元件區域則需要構成機械結構，例如與其上或下方的金屬層構成微機電元件的一部分，如移動元件、固定元件、彈簧、或是固定柱(anchor)等等。

請對照圖2，2A，2B，該微機電元件的三維結構例如如圖所示，在基板20上構成圖2A所示的移動電極30與2B所示的固定電極40，其中固定電極40由下方一或多層結構層12固定于基板20。當移動電極30如圖2A中箭號所示方向移動時，其與固定電極40的間隙改變，造成電容亦隨之改變，由此可感測位移量的大小。在本例中，即需要以圖1所示的光罩，來定義金屬鋁層10與金屬鎢層11的結構。

請回到圖1，在定義鎢層的光罩圖案100上，經常發生兩線段或更多線段交會的情況，例如圖1中的左方十字型圖案110，在虛線圓圈處發生線段交會。此時如利用第1圖中的十字型圖案110來定義并沉積金屬鎢，將可能形成如圖3A的拓樸形貌，其AB切線的剖面示意圖則如圖3B所示。由圖可見，會因交會處的中心點距離線段邊緣較遠，造成在金屬鎢沉積時無法填滿，而使金屬鎢在交會處中心點下陷，若其上沉積其它金屬，如鋁、銅等，也會跟著在交會處中心點下陷，形成一個較小的凹洞，并且因拓樸形貌不平坦，不同金屬間的應力也會相對增加，造成微機電元件中，例如移動電極與固定電極間，感應的誤差，而可能導致錯誤的操作。

上述現有技術中，鎢的鑲嵌制程會在微機電元件上，使鎢沉積拓樸形貌出現凹陷，因而影響微機電元件的功能，是其缺點。有鑒于此，本發明即針對上述現有技術的不足，提出一種能夠改善鎢沉積拓樸形貌的微機電系統光罩與方法。

發明內容

本發明的一目的在于克服現有技術的不足與缺陷，提出一種改善鎢沉積拓樸形貌的微機電系統光罩。

本發明的另一目的在于，提出一種改善微機電系統鎢沉積拓樸形貌的方法。

為達上述目的，就本發明的其中一個觀點而言，提供了一種改善鎢沉積拓樸形貌的微機電系統光罩，包含：一交會圖案，其由至少兩不小于最小設計線寬的線段交會形成，且于該交會處的轉角，形成一由該轉角處向該交會處的中心點延伸，使該交會處寬度相對小的凹入圖案，其中，該光罩所定義的線段用以制作溝槽，以供沉積填入鎢而構成微機電系統的一部份，且所填入的鎢表面最低高度不低于溝槽表面高度的80％。

上述改善鎢沉積拓樸形貌的微機電系統光罩，其中該凹入圖案可為矩形或多邊形。

上述改善鎢沉積拓樸形貌的微機電系統光罩，其中該交會圖案可具有一直角或一斜角。

上述改善鎢沉積拓樸形貌的微機電系統光罩，其中該交會圖案可為十字形圖案、X形圖案、T字形圖案、Y形圖案、或λ形圖案。

為達上述目的，就本發明的另一個觀點而言，提供了一種改善微機電系統鎢沉積拓樸形貌的方法，包含：提供一光罩，該光罩具有一交會圖案，其由至少兩不小于最小設計線寬的線段交會形成，且于該交會處的轉角，形成一由該轉角處向該交會處的中心點延伸，使該交會處寬度相對小的凹入圖案；利用該光罩，于一基板上進行微影制程，并應用蝕刻技術，形成具有一交會溝槽的拓樸形貌；將鎢沉積于該交會溝槽中，其中，所填入的鎢表面最低高度不低于溝槽表面高度的80％；以及以沉積鎢所構成的結構，構成微機電系統的一部份。

上述改善微機電系統鎢沉積拓樸形貌的方法，可更包含：以化學機械研磨技術將沉積的鎢磨平。

下面通過具體實施例詳加說明，當更容易了解本發明的目的、技術內容、特點及其所達成的功效。

附圖說明

圖1標出現有技術微機電元件的一部份光罩圖案；