发明名称 避免两矽层之间产生剥离的方法以及形成微机械结构的方法
摘要 本发明提供一种形成微机械结构的方法,该微机械结构例如是微镜结构。形成一第一牺牲矽层于一基底上。一镜面板形成于部分的第一牺牲矽层上。对第一牺牲矽层与镜面板进行氩电浆清洗制程。进行氢制程而使第一牺牲矽层具有一氢处理表面。形成一第二牺牲矽层覆盖第一牺牲矽层与镜面板。形成穿孔而穿透第二牺牲矽层、镜面板与第一牺牲矽层。将导体材料填入穿孔中而定义出镜面板的支撑结构。最后去除第一、二牺牲矽层而放开镜面板。根据本发明,可有效避免第一、二牺牲矽层之间产生剥离缺陷。
申请公布号 TWI245021 申请公布日期 2005.12.11
申请号 TW093103155 申请日期 2004.02.11
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 王升平;竟衡;张毓华
分类号 B81C5/00 主分类号 B81C5/00
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼;颜锦顺 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 1.一种避免两矽层之间产生剥离的方法,包括下列步骤:提供具有一第一矽材料的一第一层;对该第一层进行一氢处理;以及形成具有一第二矽材料的一第二层于该第一层上。2.如申请专利范围第1项所述之避免两矽层之间产生剥离的方法,其中该第一矽材料系非晶矽或结晶矽。3.如申请专利范围第1项所述之避免两矽层之间产生剥离的方法,其中该第二矽材料系非晶矽或结晶矽。4.如申请专利范围第1项所述之避免两矽层之间产生剥离的方法,其中该氢处理系一氢电浆处理。5.如申请专利范围第4项所述之避免两矽层之间产生剥离的方法,其中该氢处理的操作条件包括:50~300瓦的RF功率、200~2000sccm的氢气流量300~400℃的操作温度、30~90秒的操作时间以及0.1~10torr的操作压力。6.如申请专利范围第5项所述之避免两矽层之间产生剥离的方法,其中该氢处理的操作条件包括:200瓦的RF功率、600sccm的氢气流量、320℃的操作温度、60秒的操作时间以及0.8torr的操作压力。7.如申请专利范围第1项所述之避免两矽层之间产生剥离的方法,其中该氢处理系一氢蒸气处理。8.如申请专利范围第7项所述之避免两矽层之间产生剥离的方法,其中该氢蒸气处理系采用H2O:HF(49wt%)=30:1~70:1的HF溶液。9.如申请专利范围第4项所述之避免两矽层之间产生剥离的方法,其中该氢电浆处理与该第二层的形成系于同一制程腔室中进行。10.一种避免两矽层之间产生剥离的方法,适用于微机械结构(MEMS)制程,包括下列步骤:提供具有一第一矽材料的一第一层;对该第一层进行一氢处理,而使该第一层上形成具有Si-H键的一经过氢处理的矽表面;以及形成具有一第二矽材料的一第二层于该经过氢处理的矽表面上。11.如申请专利范围第10项所述之避免两矽层之间产生剥离的方法,其中该第一矽材料系非晶矽或结晶矽。12.如申请专利范围第10项所述之避免两矽层之间产生剥离的方法,其中该第二矽材料系非晶矽或结晶矽。13.如申请专利范围第12项所述之避免两矽层之间产生剥离的方法,其中该第二层系由采用SiH4为反应气体的化学气相沉积(CVD)方式所制成。14.如申请专利范围第10项所述之避免两矽层之间产生剥离的方法,其中该氢处理系一氢电浆处理。15.如申请专利范围第14项所述之避免两矽层之间产生剥离的方法,其中该氢处理的操作条件包括:50~300瓦的RF功率、200~2000sccm的氢气流量、300~400℃的操作温度、30~90秒的操作时间以及0.1~10torr的操作压力。16.如申请专利范围第15项所述之避免两矽层之间产生剥离的方法,其中该氢处理的操作条件包括:200瓦的RF功率、600sccm的氢气流量、320℃的操作温度、60秒的操作时间以及0.8torr的操作压力。17.如申请专利范围第10项所述之避免两矽层之间产生剥离的方法,其中该氢处理系一氢蒸气处理。18.如申请专利范围第17项所述之避免两矽层之间产生剥离的方法,其中该氢蒸气处理系采用H2O:HF(49wt%)=30:1~70:1的HF溶液。19.如申请专利范围第14项所述之避免两矽层之间产生剥离的方法,其中该氢电浆处理与该第二层的形成系于同一制程腔室中进行。20.一种形成微机械结构的方法,包括下列步骤:提供至少一微机械结构层于一基板上方,该微机械结构层系由具有一经过氢处理表面的一下牺牲矽层与一上牺牲矽层所支撑着;以及去除该上牺牲矽层与该下牺牲矽层;其中,该经过氢处理表面系增加该上牺牲矽层与该下牺牲矽层之间的界面附着力。21.如申请专利范围第20项所述之形成微机械结构的方法,其中该下牺牲矽层系非晶矽或结晶矽层。22.如申请专利范围第20项所述之形成微机械结构的方法,其中该上牺牲矽层系非晶矽或结晶矽层。23.如申请专利范围第20项所述之形成微机械结构的方法,其中该上牺牲矽层系由采用SiH4为反应气体的化学气相沉积(CVD)方式所制成。24.如申请专利范围第20项所述之形成微机械结构的方法,其中该下牺牲矽层的该经过氢处理表面系藉由一氢电浆处理所形成。25.如申请专利范围第24项所述之形成微机械结构的方法,其中该氢电浆处理的操作条件包括:50~300瓦的RF功率、200~2000sccm的氢气流量、300~400℃的操作温度、30~90秒的操作时间以及0.1~10torr的操作压力。26.如申请专利范围第25项所述之形成微机械结构的方法,其中该氢电浆处理的操作条件包括:200瓦的RF功率、600sccm的氢气流量、320℃的操作温度、60秒的操作时间以及0.8torr的操作压力。27.如申请专利范围第20项所述之形成微机械结构的方法,其中该氢处理系一氢蒸气处理。28.如申请专利范围第27项所述之形成微机械结构的方法,其中该氢蒸气处理系采用H2O:HF(49wt%)=30:1~70:1的HF溶液。29.如申请专利范围第20项所述之形成微机械结构的方法,其中该氢处理表面具有Si-H键。30.一种形成微机械结构的方法,该微机械结构系微镜结构(micromirror structure),其方法包括下列步骤:形成一第一牺牲矽层于一基底上;形成一镜面板于部分该第一牺牲矽层上;对该镜面板与该第一牺牲矽层进行一钝气电浆清洗制程;对该第一牺牲矽层进行一氢处理,而使该第一牺牲矽层上形成具有一经过氢处理的矽表面;形成一第二牺牲矽层覆盖该镜面板与该第一牺牲矽层;形成至少一孔洞穿越该第二牺牲矽层、该镜面板与该第一牺牲矽层;将一导体材料填入该孔洞中而定义出该镜面板的支撑结构,该支撑结构系附着于该镜面板与该基底;以及除去该第一牺牲矽层与该第二牺牲矽层而放开该镜面板。31.如申请专利范围第30项所述之形成微机械结构的方法,其中该基底系玻璃或石英基底。32.如申请专利范围第30项所述之形成微机械结构的方法,其中该第一牺牲矽层系非晶矽或结晶矽层。33.如申请专利范围第30项所述之形成微机械结构的方法,其中该第二牺牲矽层系非晶矽或结晶矽层。34.如申请专利范围第30项所述之形成微机械结构的方法,其中该第二牺牲矽层系由采用SiH4为反应气体的化学气相沉积(CVD)方式所制成。35.如申请专利范围第30项所述之形成微机械结构的方法,其中该钝气电浆清洗制程系采用氩气。36.如申请专利范围第30项所述之形成微机械结构的方法,其中该氢处理系一氢电浆处理。37.如申请专利范围第36项所述之形成微机械结构的方法,其中该氢电浆处理的操作条件包括:50~300瓦的RF功率、200~2000sccm的氢气流量、300~400℃的操作温度、30~90秒的操作时间以及0.1~10torr的操作压力。38.如申请专利范围第37项所述之形成微机械结构的方法,其中该氢电浆处理的操作条件包括:200瓦的RF功率、600sccm的氢气流量320℃的操作温度、60秒的操作时间以及0.8torr的操作压力。39.如申请专利范围第36项所述之形成微机械结构的方法,其中该氢电浆处理与该第二牺牲矽层的形成系于同一制程腔室中进行。40.如申请专利范围第30项所述之形成微机械结构的方法,其中该氢处理系一氢蒸气处理。41.如申请专利范围第40项所述之形成微机械结构的方法,其中该氢蒸气处理系采用H2O:HF(49wt%)=30:1~70:1的HF溶液。42.如申请专利范围第30项所述之形成微机械结构的方法,其中该镜面板系一OMO(氧化层-金属层-氧化层)层。43.如申请专利范围第30项所述之形成微机械结构的方法,其中该导体材料系钨、钼、钛或钽。44.一种形成微机械结构的方法,该微机械结构系微镜结构,其方法包括下列步骤:形成一第一牺牲矽层于一基底上;形成一镜面板于部分该第一牺牲矽层上;对该镜面板与该第一牺牲矽层进行一钝气电浆清洗制程;对该第一牺牲矽层进行一氢处理,而使该第一牺牲矽层上形成具有一经过氢处理的矽表面;形成一第二牺牲矽层覆盖该镜面板与该第一牺牲矽层;部分蚀刻该等第一、二牺牲矽层而形成一开口露出部分该镜面板以及至少一孔洞露出部分该基底;将一导体材料填入该开口与该孔洞中而定义出该镜面板的支撑结构,该支撑结构系附着于该镜面板与该基底;以及除去该第一牺牲矽层与该第二牺牲矽层而放开该镜面板。45.如申请专利范围第44项所述之形成微机械结构的方法,其中该基底系玻璃或石英基底。46.如申请专利范围第44项所述之形成微机械结构的方法,其中该第一牺牲矽层系非晶矽或结晶矽层。47.如申请专利范围第44项所述之形成微机械结构的方法,其中该第二牺牲矽层系非晶矽或结晶矽层。48.如申请专利范围第44项所述之形成微机械结构的方法,其中该第二牺牲矽层系由采用SiH4为反应气体的化学气相沉积(CVD)方式所制成。49.如申请专利范围第44项所述之形成微机械结构的方法,其中该钝气电浆清洗制程系采用氩气。50.如申请专利范围第44项所述之形成微机械结构的方法,其中该氢处理系一氢电浆处理。51.如申请专利范围第50项所述之形成微机械结构的方法,其中该氢电浆处理的操作条件包括:50~300瓦的RF功率、200~2000sccm的氢气流量、300~400℃的操作温度、30~90秒的操作时间以及0.1~10torr的操作压力。52.如申请专利范围第51项所述之形成微机械结构的方法,其中该氢电浆处理的操作条件包括:200瓦的RF功率、600sccm的氢气流量、320℃的操作温度、160秒的操作时间以及0.8torr的操作压力。53.如申请专利范围第50项所述之形成微机械结构的方法,其中该氢电浆处理与该第二牺牲矽层的形成系于同一制程腔室中进行。54.如申请专利范围第44项所述之形成微机械结构的方法,其中该氢处理系一氢蒸气处理。55.如申请专利范围第54项所述之形成微机械结构的方法,其中该氢蒸气处理系采用H2O:HF(49wt%)=30:1~70:1的HF溶液。56.如申请专利范围第44项所述之形成微机械结构的方法,其中该镜面板系一OMO(氧化层-金属层-氧化层)层。57.如申请专利范围第44项所述之形成微机械结构的方法,其中该导体材料系钨、钼、钛或钽。图式简单说明:第1A、1B图系显示习知之MEMS制程剖面图;第2A~2F图系显示根据本发明方法之MEMS制程剖面图;以及第3A~3F图系显示根据本发明另一方法之MEMS制程的立体示意图。
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