[發(fā)明專利]在結(jié)構(gòu)材料層中提供多個(gè)通孔的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880040104.1
• 申請(qǐng)日: 2018-06-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110831891A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: E.薩拉吉里克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 細(xì)度速治股份公司
• 主分類號(hào): B81C1/00
• 分類號(hào): B81C1/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張萍;楊思捷

使用眾多MEMS方法步驟來(lái)提供在結(jié)構(gòu)材料層中包含通孔的MEMS設(shè)備的方法。產(chǎn)生通孔，尤其眾多通孔的通用方法，其包括使正性光刻膠的聚合物層在從正性光刻膠的外表面的方向上暴露于光，產(chǎn)生正性光刻膠的暴露層的步驟，該層在凹部的頂部部分中包含相對(duì)強(qiáng)烈解聚的正性光刻膠，同時(shí)在凹部的底部部分中留下相對(duì)較不強(qiáng)烈解聚的正性光刻膠。

本發(fā)明涉及使用眾多MEMS方法步驟來(lái)提供在結(jié)構(gòu)材料層中包含通孔的MEMS設(shè)備的方法。

本領(lǐng)域中已知使用MEMS方法步驟的根據(jù)前序部分的各種方法。MEMS方法步驟的實(shí)例是提供層(通過(guò)生長(zhǎng)或沉積)和蝕刻(例如RIE)。各種應(yīng)用要求在材料層中存在孔。本發(fā)明的目的是提供用于制造MEMS設(shè)備的方法，該設(shè)備包含針對(duì)各種各樣的不同材料的所需尺寸的通孔。

為此，根據(jù)前序部分的方法的特征在于中間產(chǎn)品經(jīng)受多個(gè)MEMS方法步驟，所述中間產(chǎn)品：

-限定第一主側(cè)和第二主側(cè)，和

-至少初始包含基底主體，其在第一主側(cè)上具有凹部(recess)，所述凹部包含底部部分和相對(duì)遠(yuǎn)離第二主側(cè)的頂部部分，其中底部部分是最接近第二主側(cè)的凹部部分，并且頂部部分是該凹部的最接近第一主側(cè)的部分；

其中眾多方法步驟包括以下步驟：

-向中間基底的第一主側(cè)提供正性光刻膠的聚合物層，所述聚合物層具有背對(duì)主體的外表面和面向主體的內(nèi)表面，

-使正性光刻膠的聚合物層在從正性光刻膠的外表面朝向中間基底的主體的方向上暴露于光，產(chǎn)生正性光刻膠的暴露層，該層：

-在凹部的頂部部分中包含相對(duì)強(qiáng)烈解聚的正性光刻膠，同時(shí)

-在凹部的底部部分中留下相對(duì)較不強(qiáng)烈解聚的正性光刻膠；

-除去相對(duì)強(qiáng)烈解聚的正性光刻膠，同時(shí)留下在主體的凹部的底部部分中的相對(duì)較不強(qiáng)烈解聚的正性光刻膠，以便提供受保護(hù)區(qū)域；

-在第一主側(cè)處和受保護(hù)區(qū)域外部提供結(jié)構(gòu)材料；

-在受保護(hù)區(qū)域處進(jìn)行蝕刻，以在結(jié)構(gòu)材料中提供通孔。

在根據(jù)本發(fā)明的方法中，在欲提供孔的位置周圍形成結(jié)構(gòu)材料。已發(fā)現(xiàn)，這提供了制造具有任意尺寸的孔并具有寬范圍的結(jié)構(gòu)材料的各種各樣的MEMS設(shè)備的通用方式。例如當(dāng)在探針末端中產(chǎn)生孔時(shí)，這是有用的。盡管目前通過(guò)選擇性蝕刻，邊角平板印刷(cornerlithography)是可能的，但是本發(fā)明方法相對(duì)不依賴于主體的特定材料類型。這允許更寬范圍的材料適合用作基底。

該方法允許形成不同尺寸的孔，例如相對(duì)大的孔，且/或相比于現(xiàn)有方法相對(duì)容易。這通過(guò)改變解聚的量來(lái)完成，為此可利用若干參數(shù)，例如暴露于光的持續(xù)時(shí)間、光的波長(zhǎng)以及光強(qiáng)度。換言之，通過(guò)控制暴露于光的持續(xù)時(shí)間和光強(qiáng)度，可從光被正性光刻膠層吸收的事實(shí)來(lái)獲得優(yōu)勢(shì)。作為吸收的結(jié)果，光強(qiáng)度、因此以及解聚程度取決于穿透深度。因此，有可能控制不充分解聚以在隨后的步驟中除去的正性光刻膠的量。

本發(fā)明方法的另外優(yōu)勢(shì)在于原位形成掩模，而不要求對(duì)準(zhǔn)。

本領(lǐng)域中早已知曉用于掩模目的的正性光刻膠的使用。通過(guò)舉例方式，參考Jun-Bo Yoon等人在SPIE第351卷027-786X/98/$10.0(1998)中(發(fā)表)的Planarization andtrench filling on severe surface topography with thick photoresist forMEMS。

術(shù)語(yǔ)“結(jié)構(gòu)材料”(其還可被稱作壁材料)指其在MEMS設(shè)備中的結(jié)構(gòu)用途。例如，在包含具有中空通道的懸臂的探針中，其可以是懸臂梁和末端的材料。

根據(jù)有利的實(shí)施方案，基底主體是結(jié)晶基底。

使用結(jié)晶材料容易制備界限清楚的凹部，尤其朝向第二主側(cè)逐漸變細(xì)的凹部。結(jié)晶基底例如是半導(dǎo)體材料，例如硅。