專利名稱：形成微機電結(jié)構(gòu)的方法及用于制作微機電結(jié)構(gòu)的模具的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明是關(guān)于 一種微機電結(jié)構(gòu)的制造方法，且特別是關(guān)于
一種于制作微機電結(jié)構(gòu)(MEMS)時避免犧牲層間的脫落(peeling) 或破裂(cracking)的方法。
背景技術(shù)：
微機電結(jié)構(gòu)目前已廣為應用于慣性量測、壓力感測、溫度 量測、微射流(micro - fluidics)、光學與射頻通訊等方面，且其 應用范圍更進 一 步地逐漸擴張與延伸。例如加速儀 (accelerometer)、壓力感測器、流量感測器及相似物等的已知微 機電結(jié)構(gòu)通常包括懸浮的微結(jié)構(gòu)(suspended microstructure),其 通常包括釋ii部(released portion)以及粘附于基板上的柱體部， 上述釋放部與基板間存在有空間或空隙。
圖l至圖2為一系列示意圖，用以顯示已知技術(shù)中一種用于 制作懸浮微結(jié)構(gòu)的方法。圖1圖示了 一用于制造微機電元件的一 結(jié)構(gòu)100的俯視示意圖，而圖2則圖示了沿圖l中線段2 - 2的剖面情形。
請參照圖l與圖2，在此結(jié)構(gòu)100具有依序形成于一基板102 上的兩不同圖案化犧牲層104與106，其是作為制作微機電元件 的模具使用。此些圖案化犧牲層104與106較佳地包括光敏感性 材料，例如光致抗蝕劑、感光聚合物或其他材料，因而可通過 如光刻的方式將其圖案化。圖案化犧牲層10 4與10 6的制作則簡 迷如下，首先于基板102上通過如旋轉(zhuǎn)涂布或類似方法而坦覆地 形成一 光敏感性材料，并接著通過后續(xù)的光刻與顯影等步驟而 圖案化此層光敏感性材料，進而形成圖案化犧牲層104并露出部
分的基板102。接著，于基板102上坦覆地沉積一層光敏感性材 料，以覆蓋下方的犧牲層104與露出的基板102。 <接著，對此光 敏感性材料施行另 一 光刻與顯影程序，進而形成圖案化犧牲層 106并露出部分的圖案化犧牲層104與基板102。
如圖l與圖2所示，此時部分的圖案化犧牲層106部分突出于 圖案化犧牲層104并覆蓋下方的基板102，因而覆蓋了下方圖案 化犧牲層104的部分側(cè)壁。如此的情形常會發(fā)現(xiàn)到上述圖案化犧 牲層的破裂或剝落等問題，例如圖l與圖2中裂痕U0所示。其原 因在于，由于圖案化犧牲層106覆蓋下方圖案化犧牲層104的部 分側(cè)壁，故于形成圖案化犧牲層106時所應用的光刻與顯影程序 中將產(chǎn)生應力，因而造成裂痕110的生成。鄰近于裂痕110處的 部分圖案化犧牲層106可能更朝向圖2中所示的方向120倒塌，因 而造成微機電結(jié)構(gòu)100的形變，且于后續(xù)圖案化犧牲層104與106 移除后將造成形成于此結(jié)構(gòu)IOO上的一橫向形成的懸浮微結(jié)構(gòu) (未圖式)的形變與毀損。
因此，便需要一種改良的形成微機電結(jié)構(gòu)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了形成微機電結(jié)構(gòu)的方法。 本發(fā)明提供了一種形成微機電結(jié)構(gòu)的方法，包括 提供 一 基板；形成 一 第 一 圖案化犧牲層于部分的該基板上， 該第一圖案化犧牲層包括一主體部與一突出部；形成一第二圖 案化犧牲層于該第一圖案化犧牲層上，覆蓋該第一圖案化犧牲 層的突出部與部分的主體部，其中該第二圖案化犧牲層并未覆 蓋該第一圖案化犧牲層的側(cè)壁；形成一元件層于該基板上，以 覆蓋該基板、該第二圖案化犧牲層與該第一圖案化犧牲層；以 及移除該第一圖案化犧牲層與第二圖案化犧牲層，于該基板上
留下一微結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明所述的形成微機電結(jié)構(gòu)的方法，其中該第 一 圖案化 犧牲層與第二圖案化犧牲層包括光敏感性材料。
本發(fā)明所述的形成微機電結(jié)構(gòu)的方法，其中該第 一 圖案化 犧牲層與第二圖案化犧牲層由光刻程序所圖案化。
本發(fā)明所述的形成微機電結(jié)構(gòu)的方法，其中部分的微結(jié)構(gòu) 懸浮于該基板上并與該基板間存在 一 空隙。
本發(fā)明所述的形成微機電結(jié)構(gòu)的方法，其中該第 一 圖案化 犧牲層的該主體部與該突出部包括圓滑化的邊角。
本發(fā)明所述的形成微機電結(jié)構(gòu)的方法，其中該元件層包括 導電材料。
本發(fā)明所述的形成微機電結(jié)構(gòu)的方法，其中該元件層包括 介電材料。
本發(fā)明所述的形成微機電結(jié)構(gòu)的方法，其中該基板為 一硅晶圓。
本發(fā)明另提供了 一種用于制作微機電結(jié)構(gòu)的模具，包括
一基板； 一第一圖案化犧牲層，位于部分的該基板上，其 中該第 一 圖案化犧牲層包括一主體部與 一 突出部；以及一 第二 圖案化犧牲層，位于該第一圖案化犧牲層上并覆蓋該第一圖案 化犧牲層的突出部與部分的主體部，其中該第二圖案化犧牲層 并未覆蓋該第 一 圖案化犧牲層的側(cè)壁。
本發(fā)明所述的用于制作微機電結(jié)構(gòu)的模具，其中該第一圖 案化犧牲層與第二圖案化犧牲層包括光敏感性材料。
本發(fā)明所述的用于制作微機電結(jié)構(gòu)的模具，其中該第一圖 案化犧牲層與第二圖案化犧牲層間具有 一 步階差。
本發(fā)明所述的用于制作微機電結(jié)構(gòu)的模具，其中該第一圖 案化犧牲層的主體部與突出部具有圓滑化的側(cè)壁。
本發(fā)明所述的用于制作微機電結(jié)構(gòu)的模具，其中該基板為 一硅晶圓。
本發(fā)明所述的形成微機電結(jié)構(gòu)的方法及用于制作微機電結(jié) 構(gòu)的模具，可避免所形成微機電結(jié)構(gòu)的變形或毀損。


圖l為一俯視示意圖，顯示了已知技術(shù)中用于制造微機電元
件的 一 結(jié)構(gòu)；
圖2為沿圖1中線段2-2的一剖面圖，顯示了已知技術(shù)中用 于制造微機電元件的 一 結(jié)構(gòu)的 一部；
圖3、圖5、圖7為一系列俯視示意圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明實 施例的形成凝:才幾電結(jié)構(gòu)的方法；
圖4A與圖4B分別為沿圖3中線段4A - 4A與4B - 4B的一剖 面圖，顯示了于制造微機電元件過程中的一中間結(jié)構(gòu)；
圖6A與圖6B分別為沿圖5中線段6A - 6A與6B - 6B的一剖 面圖，顯示了于制造微機電元件過程中的 一 中間結(jié)構(gòu)；
圖8A與圖88分別為沿圖7中線段8八-8A與8B- 8B的一剖 面圖，顯示了于制造微機電元件過程中的一中間結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易 懂，下文特舉一較佳實施例，并配合所附圖示，作詳細說明如下。
圖3至圖8B為一系列示意圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明實施例的 形成微機電結(jié)構(gòu)的方法，其中圖3、圖5、圖7為俯視示意圖，而 圖4A至圖4B、圖6A至圖6B與圖8A至圖8B則分別顯示了沿圖3、 圖5、圖7中線段4A-4A、 4B —4B、 6A-6A、 6B-6B、 8A-
8A、 8B- 8B的剖面示意圖。
請參照圖3，顯示了用于制造微機電元件的一結(jié)構(gòu)200的俯 視示意情形。如圖3所示，結(jié)構(gòu)200包括形成于基板202上的一圖 案化犧牲層204,此圖案化犧牲層204露出部分的基板202。在此， 基板202例如為一硅晶圓，而圖案化犧牲層204則較佳地包括光 敏感性材料，例如光致抗蝕劑、光敏感性聚合物或其他材料。 因此，圖案化犧牲層204可通過光刻與顯影等程序而形成。
如圖3所示，圖案化犧牲層204包括連結(jié)于其主體部的 一 突 出部206。在此，突出部206與圖案化犧牲層204的主體部皆具有 圓滑化的側(cè)壁，但并非以此加以限制。圖案化犧牲層204的突出 部206與其主體部亦可為其他型態(tài)。圖4A則顯示了沿圖3中線段 4A - 4A—剖面示意圖，其顯示了圖案化犧牲層204及其突出部 206。在此，圖4B則顯示了沿圖3中線段4B- 4B的一剖面示意圖， 其顯示了另 一角度的圖案化犧牲層204以及鄰近于突出部206的 部分主體部。
請參照圖5 ，接著于圖案化犧牲層204上形成另 一 圖案化犧 牲層208。在此，圖案化犧牲層208并未形成于基板202與圖案化 犧牲層204的側(cè)壁上。如圖5右側(cè)部分所示，此時圖案化犧牲層 208覆蓋于下方圖案化犧牲層204的整個突出部206與其部分的 主體部。由于圖案化犧牲層208并未形成于圖案化犧牲層204的 側(cè)壁上，因而于其制作時不會產(chǎn)生任何的應力，如此可避免如 已知的位于上方的犧牲層的破裂情形的發(fā)生。再者，圖案化犧 牲層204與208之間仍具有步階差(step difference),因而適用于 作為制造具有三維圖案的微機電元件的模具使用。在此，圖案 化犧牲層208亦較佳地包括光敏感性材料，例如光致抗蝕劑、光 敏感性聚合物或其他類似材料。如此，圖案化犧牲層208可通過 如光刻與顯影等程序所形成。在此，圖6A為沿圖5中線段6A-6A—剖面示意圖，其顯示了由圖案化犧牲層204與圖案化犧牲 層208所形成的堆疊結(jié)構(gòu)。此外，圖6B則顯示了沿圖5中線段6B -6B的一剖面示意圖，其顯示了另一角度中由圖案化犧牲層 204與圖案化犧牲層208所形成的堆疊結(jié)構(gòu)。
請繼續(xù)參照圖7,接著于基板202上順應地形成一元件層210 并覆蓋圖案化犧牲層204與208。元件層210可視實際情況所需而 可為一介電層或一導電層。*接著，通過蝕刻方式的施4亍，例如 應用蝕刻化學品或溶劑的濕蝕刻方式，以移除圖案化犧牲層204 與208,進而于基板202上留下元件層210。由于已知的犧牲層的 破裂或剝落情形并未發(fā)生，因此將可確保所留下的元件層210 的形狀及其功能性。在此，圖8A為沿圖7中線段8A-8A—剖面 示意圖，其顯示了順應地形成于基板202上的 一經(jīng)釋放的元件層 210。此外，圖8B則為沿圖7中線段8B-8B的一剖面示意圖，其 顯示了元件層210于另 一角度的剖面情形。
如前所述，依據(jù)本實施例的方法可避免所形成樣i機電結(jié)構(gòu) 的變形或毀損。于某些情形中，其可通過僅于一下方犧牲層的 表面上形成一上方犧牲層且該上方犧牲層并無覆蓋下方犧牲層 的側(cè)壁，如圖5的實施情形所示。另外，上述實施例亦提供了用 于制作微機電結(jié)構(gòu)的一模具，其包括 一基板； 一第一圖案化 犧牲層(即犧牲層204)，位于部分的該基板上，其中該第一圖案 化犧牲層包括一主體部與 一 突出部；以及一第二圖案化犧牲層 (即犧牲層208)，位于該第一圖案化犧牲層上并覆蓋該第一圖案 化犧牲層的突出部與部分的主體部，其中該第二圖案化犧牲層 并未覆蓋該第 一 圖案化犧牲層的側(cè)壁。
以上所述僅為本發(fā)明較佳實施例，然其并非用以限定本發(fā) 明的范圍，任何熟悉本項技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神 和范圍內(nèi)，可在此基礎上做進一步的改進和變化，因此本發(fā)明 的保護范圍當以本申請的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。
附圖中符號的簡單說明如下
100、200:用于制作微機電結(jié)構(gòu)的
102:基板
104、106:犧牲層
110:裂痕
202:基板
204、208:圖案化犧牲層
206:圖案化犧牲層204的突出部
210:元件層
權(quán)利要求
1.一種形成微機電結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包括提供一基板；形成一第一圖案化犧牲層于部分的該基板上，該第一圖案化犧牲層包括一主體部與一突出部；形成一第二圖案化犧牲層于該第一圖案化犧牲層上，覆蓋該第一圖案化犧牲層的突出部與部分的主體部，其中該第二圖案化犧牲層并未覆蓋該第一圖案化犧牲層的側(cè)壁；形成一元件層于該基板上，以覆蓋該基板、該第二圖案化犧牲層與該第一圖案化犧牲層；以及移除該第一圖案化犧牲層與第二圖案化犧牲層，于該基板上留下一微結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的形成微機電結(jié)構(gòu)的方法，其特征 在于，該第一圖案化犧牲層與第二圖案化犧牲層包括光敏感性 材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的形成微機電結(jié)構(gòu)的方法，其特征 在于，該第 一 圖案化犧牲層與第二圖案化犧牲層由光刻程序所 圖案化。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的形成微機電結(jié)構(gòu)的方法，其特征 在于，部分的微結(jié)構(gòu)懸浮于該基板上并與該基板間存在 一 空隙。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的形成微機電結(jié)構(gòu)的方法，其特征 在于，該第 一 圖案化犧牲層的該主體部與該突出部包括圓滑化 的邊角。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的形成微機電結(jié)構(gòu)的方法，其特征 在于，該元件層包括導電材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的形成微機電結(jié)構(gòu)的方法，其特征 在于，該元件層包括介電材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的形成微機電結(jié)構(gòu)的方法，其特征 在于，該基板為一硅晶圓。
9. 一種用于制作微機電結(jié)構(gòu)的模具，其特征在于，包括 一基板；一第一圖案化犧牲層，位于部分的該基板上，其中該第一 圖案化犧牲層包括 一 主體部與 一 突出部；以及一第二圖案化犧牲層，位于該第一圖案化犧牲層上并覆蓋 該第 一 圖案化犧牲層的突出部與部分的主體部，其中該第二圖 案化犧牲層并未覆蓋該第 一 圖案化犧牲層的側(cè)壁。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于制作微機電結(jié)構(gòu)的模具，其 特征在于，該第一圖案化犧牲層與第二圖案化犧牲層包括光敏 感性材料。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于制作微機電結(jié)構(gòu)的模具，其 特征在于，該第 一 圖案化犧牲層與第二圖案化犧牲層間具有一 步階差。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于制作微機電結(jié)構(gòu)的模具，其 特征在于，該第 一 圖案化犧牲層的主體部與突出部具有圓滑化 的側(cè)壁。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于制作微機電結(jié)構(gòu)的模具，其 特征在于，該基板為一硅晶圓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種形成微機電結(jié)構(gòu)的方法及用于制作微機電結(jié)構(gòu)的模具，特別涉及一種形成微機電結(jié)構(gòu)的方法，包括提供一基板；形成一第一圖案化犧牲層于部分的該基板上，該第一圖案化犧牲層包括一主體部與一突出部；形成一第二圖案化犧牲層于該第一圖案化犧牲層上，覆蓋該第一圖案化犧牲層的突出部與部分的主體部，其中該第二圖案化犧牲層并未覆蓋該第一圖案化犧牲層的側(cè)壁；形成一元件層于該基板上，以覆蓋該基板、該第二圖案化犧牲層與該第一圖案化犧牲層；以及移除該第一與第二圖案化犧牲層，于該基板上留下一微結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述的形成微機電結(jié)構(gòu)的方法及用于制作微機電結(jié)構(gòu)的模具，可避免所形成微機電結(jié)構(gòu)的變形或毀損。
文檔編號B81C1/00GK101104508SQ20071011103
公開日2008年1月16日 申請日期2007年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月13日
發(fā)明者吳華書, 張家華, 賴宗沐 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司