[發(fā)明專利]用于處理微機(jī)電系統(tǒng)組件的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810474025.3
• 申請(qǐng)日: 2018-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN109319728A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翁睿均;許希丞;陳信宇;蔣季宏;程世偉;吳威鼎;胡景翔;拉瓦亞沙納卡瓦拉普
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): B81C1/00
• 分類號(hào): B81C1/00
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 顧伯興

一種用于處理微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)組件的方法。在一個(gè)實(shí)例中，所述方法包括以下步驟：提供第一晶圓(wafer)；使用第一化學(xué)氣相沉積(CVD)法來處理第一晶圓，以在第一晶圓的頂面上形成腔室以及至少一個(gè)氧化物層；提供第二晶圓；將第二晶圓接合在至少一個(gè)氧化物層的頂面上；處理第二晶圓以形成多個(gè)第一結(jié)構(gòu)；使用第二化學(xué)氣相沉積法將自組裝單層(SAM)的層沉積到微機(jī)電系統(tǒng)組件的表面。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及一種用于處理微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)組件的方法。

背景技術(shù)

微機(jī)電系統(tǒng)(Micro electro-mechanical system；MEMS)運(yùn)動(dòng)傳感器現(xiàn)廣 泛用于汽車用電子設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、硬盤驅(qū)動(dòng)器以及便攜式消費(fèi)電子產(chǎn)品。 舉例來說，典型的智能手機(jī)包括MEMS加速度計(jì)、陀螺儀以及可能存在的指 南針。單軸MEMS加速度計(jì)檢測(cè)給定方向上的速度變化，其幾乎普遍用于在 發(fā)生撞擊的情況下為汽車安全氣囊充氣。由于振動(dòng)可模式化為以周期方式快 速發(fā)生的加速與減速，因此所述單軸MEMS加速度計(jì)也用作振動(dòng)傳感器以檢 測(cè)機(jī)械設(shè)備中的軸承磨損。雙軸加速度計(jì)實(shí)施第二維度，其可與通過測(cè)量重 力對(duì)加速度計(jì)的X-Y軸的影響來檢測(cè)傾斜一樣簡(jiǎn)單。三軸加速度計(jì)可檢測(cè)三 個(gè)不同方向上的運(yùn)動(dòng)，其廣泛用于移動(dòng)裝置以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊(tap)、搖動(dòng)(shake) 以及定向(orientation)檢測(cè)。陀螺儀基本上是三軸慣性傳感器。多軸MEMS 陀螺儀通常與三軸加速度計(jì)一起嵌入于慣性測(cè)量單元中。

電容器是確定MEMS裝置性能的關(guān)鍵組件之一。電容器的平方測(cè)量有助 于運(yùn)動(dòng)傳感電路的靈敏度。具有相對(duì)較大尺寸的可移動(dòng)MEMS組件可能容易 卡在另一可移動(dòng)MEMS組件或其周圍的MEMS結(jié)構(gòu)中。

靜摩擦(Stiction)被視為MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器中的一個(gè)顯著問題。內(nèi)部 MEMS結(jié)構(gòu)如此小，使得表面力可能導(dǎo)致顯微結(jié)構(gòu)在其表面接觸時(shí)粘著在一 起。現(xiàn)有方法僅可以通過失去設(shè)計(jì)性能來解決靜摩擦問題，例如通過損害 MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器的靈敏度性能，且因此不完全令人滿意。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于處理微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)組件的方法。所 述方法包括以下步驟：提供第一晶圓；使用第一化學(xué)氣相沉積法來處理第一 晶圓，以在第一晶圓的頂面上形成腔室以及至少一個(gè)氧化物層；提供第二晶 圓；將第二晶圓接合在至少一個(gè)氧化物層的頂面上；處理第二晶圓以形成多 個(gè)第一結(jié)構(gòu)；使用第二化學(xué)氣相沉積法將自組裝單層(SAM)的層沉積到微 機(jī)電系統(tǒng)組件的表面。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，從以下具體實(shí)施方式最好地理解本發(fā)明的各方面。 應(yīng)注意，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)慣例，各種特征未按比例繪制。實(shí)際上，為了論 述清晰起見，可任意增大或減小各種特征的尺寸。

圖1為根據(jù)一些實(shí)施例的用于處理MEMS組件以減小靜摩擦的過程的示 意圖。

圖2A至圖2C為根據(jù)一些實(shí)施例分別施加SAM涂布、熱處理以及濕式 刻蝕的示范性步驟的示意圖。

圖3為根據(jù)一些實(shí)施例的說明在硅和鍺上具有不同熱處理溫度以及持續(xù) 時(shí)間的SAM上的接觸角的圖表。

圖4為說明根據(jù)一些實(shí)施例的由對(duì)硅和鍺進(jìn)行濕式刻蝕的SAM圖案的接 觸角的圖表。

圖5A至圖5D為根據(jù)一些實(shí)施例的說明單一次濕式刻蝕處理的掃描電子 顯微鏡照片。

圖5E為根據(jù)一些實(shí)施例的掃描電子顯微鏡操作的示意圖。

圖6A至圖6D為根據(jù)一些實(shí)施例的說明多次濕式刻蝕處理的掃描電子顯 微鏡照片。

圖7為根據(jù)一些實(shí)施例的說明在每一處理步驟之后各種材料上的接觸角 的圖表。

圖8A至圖8D為根據(jù)一些實(shí)施例的用于比較MEMS上的三個(gè)不同位點(diǎn) 的結(jié)合能(binding energies)的圖式。