牲層圖形22接觸。所述凹槽25位于所述犧牲層圖形22的上方，并沿著所述犧牲層圖形22的刻蝕方向進(jìn)行排布。
[0048]為方便讀取刻度值，本實(shí)施例中，所述凹槽25的間距是相等的。所述凹槽25的間距和數(shù)量可以根據(jù)精度和工藝要求進(jìn)行調(diào)整。通常的，為了提高精度所述凹槽25的間距要盡可能地小，因此在圖形化時(shí)一般采用最小線(xiàn)寬形成凹槽圖形。所述凹槽25的數(shù)量與所述犧牲層圖形22的長(zhǎng)度有關(guān)。如果凹槽25的間距相等，所述犧牲層圖形22越長(zhǎng)則所述凹槽25的數(shù)量越多。反之，如果凹槽25的間距相等，所述犧牲層圖形22越短則所述凹槽25的數(shù)量越少。
[0049]由于包圍所述犧牲層圖形22的氧化層是透明的，而所述犧牲層圖形22是有顏色的，因此可以通過(guò)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備觀察到犧牲層圖形22的刻蝕情況。在犧牲層圖形22刻蝕之后，通過(guò)所述測(cè)試結(jié)構(gòu)100表面的刻度線(xiàn)可以得到精確的刻蝕速率和刻蝕狀態(tài)。
[0050]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種測(cè)試結(jié)構(gòu)的制造方法。請(qǐng)參考圖3，其為本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)試結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖。如圖3所示，所述測(cè)試結(jié)構(gòu)的制造方法包括以下步驟:
[0051]S10:提供一襯底；
[0052]Sll:在所述襯底上由下至上依次形成第一氧化層和犧牲層；
[0053]S12:對(duì)所述犧牲層進(jìn)行第一次刻蝕，形成犧牲層圖形；
[0054]S13:在所述第一氧化層和犧牲層圖形上形成第二氧化層；
[0055]S14:對(duì)所述第二氧化層進(jìn)行第二次刻蝕，在所述第二氧化層中形成與所述犧牲層圖形的側(cè)面連接的刻蝕孔；
[0056]S15:對(duì)所述第二氧化層進(jìn)行第三次刻蝕，在所述第二氧化層的表面形成若干條刻度線(xiàn)，所述刻度線(xiàn)位于所述犧牲層圖形的上方且所述刻度線(xiàn)的排列方向與所述犧牲層的刻蝕方向平行。
[0057]具體的，在步驟SlO中，參見(jiàn)圖4a，提供一襯底20，所述襯底20為半導(dǎo)體襯底。
[0058]在步驟Sll中，參見(jiàn)圖4b，在所述襯底20上先形成第一氧化層21，第一氧化層21的材料采用二氧化硅，形成所述第一氧化層21工藝方法可以采用現(xiàn)有的化學(xué)氣相沉積工藝。參見(jiàn)圖4c，形成第一氧化層21之后在第一氧化層21上形成犧牲層30，所述犧牲層30的材料采用鍺，形成所述犧牲層30工藝方法可以采用現(xiàn)有的低壓化學(xué)氣相沉積工藝。
[0059]在步驟S12中，參見(jiàn)圖4d，對(duì)所述犧牲層30進(jìn)行第一次刻蝕以形成犧牲層圖形22，第一次刻蝕可以采用現(xiàn)有的等離子體刻蝕工藝。第一次刻蝕形成的犧牲層圖形22用以模擬MEMS器件結(jié)構(gòu)中的犧牲層。
[0060]在步驟S13中，參見(jiàn)圖4e，在所述第一氧化層21和犧牲層圖形22上形成第二氧化層23，第二氧化層23和第一氧化層21采用的材料相同，第二氧化層23和第一氧化層21連為一體并包圍所述犧牲層圖形22，形成所述第二氧化層23的工藝方法可以采用現(xiàn)有的化學(xué)氣相沉積工藝。
[0061]在步驟S14中，參見(jiàn)圖4f，對(duì)所述第二氧化層23進(jìn)行第二次刻蝕直至暴露出第一氧化層21的表面，形成刻蝕孔24，所述刻蝕孔24與犧牲層圖形22的一個(gè)側(cè)面連接。因此，犧牲層圖形22可以通過(guò)刻蝕孔24與藥液接觸并發(fā)生反應(yīng)。
[0062]在步驟S15中，參見(jiàn)圖4g，對(duì)所述第二氧化層23進(jìn)行第三次刻蝕，在所述第二氧化層23的表面形成若干個(gè)凹槽25，所述凹槽25位于所述犧牲層圖形22的上方，并沿著所述犧牲層圖形22的刻蝕方向進(jìn)行排布。所述凹槽25的側(cè)壁與所述犧牲層圖形22垂直，所述凹槽25的底部與犧牲層圖形22具有一定的距離。優(yōu)選的，所述凹槽25的間距相等，所述凹槽25的深度是所述第二氧化層23厚度的一半。若干個(gè)間隔均勻的凹槽25構(gòu)成了一個(gè)刻度尺，所述凹槽25為所述刻度尺上的刻度線(xiàn)。其中，第三次刻蝕和第二次刻蝕均可以采用現(xiàn)有的等離子體刻蝕工藝。
[0063]最后，在所述刻度線(xiàn)的相應(yīng)位置形成刻度值。請(qǐng)參考圖5，其為本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)試結(jié)構(gòu)的俯視圖。如圖5所示，氧化層的表面設(shè)置有多個(gè)凹槽25，所述犧牲層圖形22的邊緣31包圍所有凹槽25，每個(gè)凹槽25都設(shè)置有刻度值，，所述刻度值表示凹槽25到刻蝕孔24的距離，從而方便觀察和讀取犧牲層圖形22的刻蝕速率和刻蝕狀態(tài)。
[0064]至此，形成了所述測(cè)試結(jié)構(gòu)100，所述測(cè)試結(jié)構(gòu)100具有與MEMS器件相應(yīng)的犧牲層圖形22，犧牲層圖形22被刻蝕之后可以通過(guò)測(cè)試結(jié)構(gòu)100上的刻度線(xiàn)非常容易地得到犧牲層圖形22的刻蝕速率，也可以直接監(jiān)控犧牲層圖形22的刻蝕狀態(tài)。
[0065]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種犧牲層刻蝕工藝的監(jiān)控方法，所述犧牲層刻蝕工藝的監(jiān)控方法包括:
[0066]S20:在監(jiān)控對(duì)象的測(cè)試區(qū)域中形成上述的測(cè)試結(jié)構(gòu)100，所述測(cè)試結(jié)構(gòu)100中具有與所述監(jiān)控對(duì)象的犧牲層相應(yīng)的犧牲層圖形22，所述測(cè)試結(jié)構(gòu)100的表面排布有與所述犧牲層圖形22的刻蝕方向相平行的刻度線(xiàn)；
[0067]S21:對(duì)所述測(cè)試結(jié)構(gòu)100的犧牲層圖形22進(jìn)行刻蝕；
[0068]S22:通過(guò)自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備觀察刻蝕后的犧牲層圖形22并讀取刻蝕長(zhǎng)度。
[0069]本實(shí)施例中，所述監(jiān)控對(duì)象為MEMS器件，所述測(cè)試結(jié)構(gòu)100形成與所述MEMS器件的測(cè)試區(qū)域中，對(duì)于實(shí)施例公開(kāi)的犧牲層刻蝕工藝的監(jiān)控方法而言，由于形成所述測(cè)試結(jié)構(gòu)100的具體過(guò)程與實(shí)施例公開(kāi)的測(cè)試結(jié)構(gòu)的制造方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法部分說(shuō)明即可。
[0070]請(qǐng)參考圖6和圖7，其為本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)試結(jié)構(gòu)在犧牲層圖形被部分刻蝕后的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，所述犧牲層圖形22沿著刻蝕方向被刻蝕了一部分，所述犧牲層圖形22的邊緣31發(fā)生變化，所述犧牲層圖形22中靠近刻蝕孔24的一側(cè)與刻蝕孔24之間的距離增加了。如圖7所示，所述犧牲層圖形22的中靠近刻蝕孔24的一側(cè)正對(duì)刻度值為I的凹槽，根據(jù)刻度值可以得到所述犧牲層圖形22與刻蝕孔24的間距。在工藝過(guò)程中可以得到刻蝕長(zhǎng)度與刻蝕時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)，并根據(jù)刻蝕時(shí)間和測(cè)得的刻蝕長(zhǎng)度計(jì)算刻蝕速率，確定刻蝕犧牲層的工藝時(shí)間。
[0071]綜上，在本發(fā)明實(shí)施例提供的測(cè)試結(jié)構(gòu)及其制造方法和犧牲層刻蝕工藝的監(jiān)控方法中，通過(guò)MEMS器件的測(cè)試區(qū)域形成測(cè)試結(jié)構(gòu)，所述測(cè)試結(jié)構(gòu)包括不透明的犧牲層圖形和包圍所述犧牲層圖形的透明氧化層，在所述氧化層的表面形成與犧牲層圖形對(duì)應(yīng)的刻度線(xiàn)以精確測(cè)量所述犧牲層圖形的刻蝕速率，并實(shí)現(xiàn)犧牲層刻蝕的直接監(jiān)控。
[0072]上述描述僅是對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對(duì)本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種測(cè)試結(jié)構(gòu)，用于監(jiān)控犧牲層的刻蝕過(guò)程，其特征在于，包括: 襯底； 形成于所述襯底上的第一氧化層，形成于所述第一氧化層上的第二氧化層，形成于所述第一氧化層和第二氧化層之間的犧牲層圖形，所述第一氧化層和第二氧化層包圍所述犧牲層圖形； 形成于所述第二氧化層中的刻蝕孔，所述刻蝕孔貫穿所述第二氧化層并暴露所述犧牲層圖形的側(cè)面； 形成于所述第二氧化層表面的若干條刻度線(xiàn)，所述刻度線(xiàn)位于所述犧牲層圖形的上方且所述刻度線(xiàn)的排列方向與所述犧牲層圖形的刻蝕方向平行。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述刻度線(xiàn)為形成于所述第二氧化層表面的凹槽，所述凹槽的間距相等。
3.如權(quán)利要求2所述的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凹槽的深度是所述第二氧化層厚度的一半。
4.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一氧化層和第二氧化層的材料均采用二氧化硅，所述犧牲層的材料采用鍺。
5.一種測(cè)試結(jié)構(gòu)的制造方法，所述測(cè)試結(jié)構(gòu)用于監(jiān)控犧牲層的刻蝕過(guò)程，其特征在于，包括: 提供一襯底； 在所述襯底上由下至上依次形成第一氧化層和犧牲層； 對(duì)所述犧牲層進(jìn)行第一次刻蝕，形成犧牲層圖形； 在所述第一氧化層和犧牲層圖形上形成第二氧化層； 對(duì)所述第二氧化層進(jìn)行第二次刻蝕，形成貫穿所述第二氧化層并暴露所述犧牲層圖形的側(cè)面的刻蝕孔； 對(duì)所述第二氧化層進(jìn)行第三次刻蝕，在所述第二氧化層的表面形成若干條刻度線(xiàn)，所述刻度線(xiàn)位于所述犧牲層圖形的上方且所述刻度線(xiàn)的排列方向與所述犧牲層的刻蝕方向平行。
6.如權(quán)利要求5所述的測(cè)試結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述刻度線(xiàn)為形成于所述第二氧化層表面的凹槽，所述凹槽的間距相等。
7.如權(quán)利要求6所述的測(cè)試結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述凹槽的深度是所述第二氧化層厚度的一半。
8.如權(quán)利要求6所述的測(cè)試結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述第一氧化層和第二氧化層的材料均采用二氧化硅，所述犧牲層的材料采用鍺。
9.一種犧牲層刻蝕工藝的監(jiān)控方法，其特征在于，包括: 在監(jiān)控對(duì)象的測(cè)試區(qū)域中形成如權(quán)利要求1所述的測(cè)試結(jié)構(gòu)，所述測(cè)試結(jié)構(gòu)中具有與所述監(jiān)控對(duì)象的犧牲層相應(yīng)的犧牲層圖形，所述測(cè)試結(jié)構(gòu)的表面排布有與所述犧牲層圖形的刻蝕方向相平行的刻度線(xiàn)； 對(duì)所述測(cè)試結(jié)構(gòu)的犧牲層圖形進(jìn)行刻蝕； 通過(guò)自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備觀察并讀取所述犧牲層圖形在刻蝕后的刻度值。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種測(cè)試結(jié)構(gòu)及其制造方法和犧牲層刻蝕工藝的監(jiān)控方法，包括：襯底；形成于襯底上的第一氧化層，形成于第一氧化層上的第二氧化層，形成于第一氧化層和第二氧化層之間的犧牲層圖形，第一氧化層和第二氧化層包圍犧牲層圖形；形成于第二氧化層中的刻蝕孔，刻蝕孔貫穿第二氧化層并暴露犧牲層圖形的側(cè)面；形成于第二氧化層表面的若干條刻度線(xiàn)，刻度線(xiàn)位于犧牲層圖形的上方且刻度線(xiàn)的排列方向與犧牲層圖形的刻蝕方向平行。在本發(fā)明提供的測(cè)試結(jié)構(gòu)及其制造方法中，通過(guò)在氧化層的內(nèi)部形成犧牲層圖形用于模擬MEMS器件的犧牲層，并且在氧化層的表面形成刻度線(xiàn)以精確度量犧牲層圖形的刻蝕速率，從而實(shí)現(xiàn)犧牲層刻蝕的直接監(jiān)控。
【IPC分類(lèi)】H01L21-66
【公開(kāi)號(hào)】CN104576431
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310524364
【發(fā)明人】龐洪榮, 黃柏喻, 常延武, 詹揚(yáng), 楊勇
【申請(qǐng)人】中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月29日