[發(fā)明專利]一種MEMS橫向刻蝕工藝的監(jiān)測方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410410034.8
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN105347296A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊濤;李俊杰;李俊峰;趙超
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: B81C99/00
• 分類號: B81C99/00;B81C1/00
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 黨麗;逢京喜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種MEMS橫向刻蝕工藝的監(jiān)測方法。

背景技術(shù)

MEMS(MicroElectromechanicalSystem，微電子機(jī)械系統(tǒng))是基于半導(dǎo)體制造技術(shù)發(fā)展起來的，是集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號處理和控制電路等為一體的微型機(jī)電系統(tǒng)，相對于傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)，其具有尺寸小、控制精度高，并與硅集成電路技術(shù)兼容，性價比高。

在MEMS器件的制造工藝中，需要襯底進(jìn)行橫向的腐蝕，以形成所需的懸臂梁或襯底內(nèi)空腔結(jié)構(gòu)，而后，對空腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行材料的填充。

空腔的刻蝕是一個重要的工藝步驟，空腔的刻蝕是后續(xù)填充以及懸臂梁等結(jié)構(gòu)的形成的關(guān)鍵步驟，必須對空腔的刻蝕進(jìn)行有效的監(jiān)測。目前，最直觀的方法是通過掃描電子顯微鏡查看刻蝕后的晶片的橫截面，但這種方法對晶片具有破壞性，僅適用于采樣監(jiān)測，且反饋結(jié)果慢，無法用于量產(chǎn)時對工藝制程的有效監(jiān)測。

為此，需要提出直觀的且適用于量產(chǎn)的快速監(jiān)測方法，以判斷MEMS橫向刻蝕工藝是否達(dá)到工藝要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，提供一種MEMS橫向刻蝕工藝的監(jiān)測方法，適用于量產(chǎn)監(jiān)測，快速有效。

為此，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種MEMS橫向刻蝕工藝的監(jiān)測方法，包括：

提供橫向刻蝕形成空腔后的襯底的質(zhì)量目標(biāo)值以及其容差范圍；

提供襯底，在襯底上進(jìn)行橫向刻蝕形成空腔；

獲得空腔形成后的襯底的質(zhì)量；

判斷該質(zhì)量是否在質(zhì)量目標(biāo)值的容差范圍內(nèi)。

可選的，確定質(zhì)量目標(biāo)值的步驟具體為：測量特定產(chǎn)品的襯底在橫向刻蝕形成空腔后的質(zhì)量，通過掃描電子顯微鏡獲得并分析該空腔的工藝參數(shù)，確定該襯底的質(zhì)量為質(zhì)量目標(biāo)值。

可選的，確定質(zhì)量容差值的步驟具體為：測量該特定產(chǎn)品的其他多批次襯底在橫向刻蝕形成空腔后的質(zhì)量，得到空腔形成后的質(zhì)量變化數(shù)據(jù)，以確定容差范圍。

此外，本發(fā)明還提供了一種MEMS橫向刻蝕工藝的監(jiān)測方法，包括：

提供橫向刻蝕形成空腔前、后的質(zhì)量差目標(biāo)值以及其容差范圍；

提供進(jìn)行橫向刻蝕前的襯底，獲得該襯底的第一質(zhì)量；

提供橫向刻蝕形成空腔后的襯底，獲得該襯底的第二質(zhì)量；

判斷第二質(zhì)量與第一質(zhì)量的質(zhì)量差是否在質(zhì)量差目標(biāo)值的容差范圍內(nèi)。

可選的，確定質(zhì)量差目標(biāo)值的步驟具體為：測定特定產(chǎn)品的襯底在刻蝕形成空腔前、后的質(zhì)量，通過掃描電子顯微鏡獲得并分析該空腔的工藝參數(shù)，確定該襯底的質(zhì)量為質(zhì)量目標(biāo)值。

可選的，確定質(zhì)量差容差值的步驟具體為：測量該特定產(chǎn)品的其他多批次襯底在橫向刻蝕形成空腔前、后的質(zhì)量，得到空腔形成前、后的質(zhì)量差變化數(shù)據(jù)，以確定容差范圍。

本發(fā)明實施例提供的MEMS橫向刻蝕工藝的監(jiān)測方法，通過測量橫向刻蝕形成空腔后襯底的質(zhì)量，來間接MEMS橫向刻蝕工藝的是否達(dá)到要求，該方法直觀、快速并對晶圓沒有損傷，也無需特定的測試結(jié)構(gòu)，適用于量產(chǎn)時對MEMS橫向刻蝕制程的有效監(jiān)測，提高空腔的質(zhì)量。

附圖說明

本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例一的硅深孔工藝的監(jiān)測方法的流程示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例二的硅深孔工藝的監(jiān)測方法的流程示意圖；

圖3、4為根據(jù)本發(fā)明實施例的方法監(jiān)測硅深孔工藝的過程中硅深孔的截面示意圖。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明中，提供的MEMS橫向刻蝕工藝的監(jiān)測方法，通過測量橫向刻蝕形成空腔后的襯底的質(zhì)量，來間接監(jiān)測橫向刻蝕工藝是否達(dá)到要求，該方法直觀、快速對晶圓沒有傷害，有利于提高后續(xù)對空腔的利用的質(zhì)量，適用于產(chǎn)時對MEMS橫向刻蝕工藝的有效監(jiān)測。

為了更好的理解本發(fā)明，以下將結(jié)合具體的實施例進(jìn)行描述。

實施例一

以下將結(jié)合圖1詳細(xì)描述以MEMS橫向刻蝕形成空腔后為目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測的實施例。

首先，提供橫向刻蝕形成空腔后的襯底的質(zhì)量目標(biāo)值以及其容差范圍。