[發明專利]MEMS器件形成方法

有效

• 申請號: 201310439622.X
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN104445049A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 謝紅梅;許繼輝;于佳;汪新學;趙洪波
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及微電子機械系統制造工藝，特別涉及一種MEMS器件形成方法。

背景技術

MEMS（Micro-Electro-Mechanical?Systems，微機電系統)技術是指對微米/納米（micro/nanotechnology）材料進行設計、加工、制造、測量和控制的技術。利用MEMS技術可以制作各種傳感器、旋轉裝置或或者慣性傳感器中，例如電容式麥克風、陀螺儀、加速度計（即慣性傳感器）或電容式壓力傳感器等。

以加速度計為例，目前的MEMS加速度計通常采用電容式加速度計，所述電容式加速度計一般包括探測物體運動的固定電極、物體運動導致與固定電極之間發生電容變化的可移動敏感元素（一般稱可動電極）、以及與固定電極和可動電極相電連接的電信號連接。在MEMS慣加速度計中，可動電極一般也充當質量塊以減少整個器件體積重量，就質量塊本身來說，質量越大，慣性越大。

現有技術中大多用淀積的多晶硅作為制作MEMS加速度計的結構材料（以下簡稱多晶硅方法）。所述多晶硅方法具有工藝簡便的優點，但是其材料應力較大，一方面會影響到器件的重復性，另一方面由于多晶硅內部具有應力，其厚度較小，對加速度計的尺寸造成限制，不利于制作高靈敏度的加速度計，而且由于其重復性不夠好，生產成品率下降，造成成本上升。

另外，還有采用單一硅晶圓進行制作，通過刻蝕方法在一個晶圓中形成MEMS加速度計的各個部分，但是由于刻蝕技術自身固有的缺陷，故形成的加速度計性能比如可靠性會受到影響。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種可靠性高的MEMS器件形成方法。

為解決上述問題，本發明提供一種MEMS器件形成方法，包括：提供第一基底，所述第一基底內具有開口；在所述第一基底表面貼合第二基底；在貼合后的第二基底表面形成第一掩膜層，所述第一掩膜層具有吸附含碳的聚合物能力；在所述第一掩膜層表面形成光刻膠圖案層；以光刻膠圖案層為掩膜，刻蝕所述第一掩膜層，直至暴露出第二基底；去除光刻膠圖案層；以刻蝕后的第一掩膜層為掩膜，刻蝕第二基底直至貫穿所述第二基底。

可選的，采用等離子體增強化學氣相沉積工藝形成所述第一掩膜層。

可選的，所述第一掩膜層的形成工藝參數為：沉積溫度為100-600度，沉積氣體為C₃H₆、C₂H₄或C₂H₂中一種或多種混合氣體。

可選的，采用化學氣相沉積形成所述第一掩膜層。

可選的，所述第一掩膜層的沉積溫度為150度至500度，沉積氣體為C₂H₂與He的混合氣體，在反應過程中通入氮氣作為增強氣體，其中，C₂H₂的流量為3000-5000每分鐘標準毫升，He的流量為5000-10000每分鐘標準毫升，氮氣的流量為500-1500每分鐘標準毫升。

可選的，所述光刻膠的成分為烯類單體或聚乙烯醇月桂酸酯。

可選的，采用等離子體刻蝕工藝刻蝕所述第一掩膜層。

可選的，等離子體刻蝕工藝刻蝕所述第一掩膜層工藝參數為：刻蝕設備腔體壓強為60-150毫托，頂部射頻功率為500-1200瓦，底部射頻功率為50-150瓦，刻蝕氣體為Ar或O₂，刻蝕氣體流量為50-300每分鐘標準毫升。

可選的，采用濕法去除工藝去除光刻膠圖案層。

可選的，所述濕法去除工藝參數為：去除溶液為堿性溶劑，去除時間為30-60min。

可選的，采用等離子體刻蝕工藝刻蝕第二基底。

可選的，所述等離子體刻蝕工藝參數為：刻蝕設備腔體壓強為30-60毫托，頂部射頻功率為1800-2500瓦，底部射頻功率為20-150瓦，刻蝕氣體為SF6、或C4F8，刻蝕氣體流量為1-500每分鐘標準毫升。

可選的，還包括：去除所述刻蝕后的第一掩膜層。

可選的，去除所述刻蝕后的第一掩膜層工藝參數為：灰化設備腔體壓強為1000-2000毫托，射頻功率為1000-2000瓦，灰化氣體為O₂或CF₄，其中，O₂流量為1000-1200每分鐘標準毫升，CF₄流量為4-6每分鐘標準毫升。