MEMS器件形成方法技术

一种MEMS器件形成方法，包括：提供第一基底，所述第一基底内具有开口；在所述第一基底表面贴合第二基底；在贴合后的第二基底表面形成第一掩膜层，所述第一掩膜层具有吸附含碳的聚合物能力；在所述第一掩膜层表面形成光刻胶图案层；以光刻胶图案层为掩膜，刻蚀所述第一掩膜层，直至暴露出第二基底；去除光刻胶图案层；以刻蚀后的第一掩膜层为掩膜，刻蚀第二基底直至贯穿所述第二基底。本实施例形成的MEMS器件可靠性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子机械系统制造工艺，特别涉及一种MEMS器件形成方法。
技术介绍
MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电系统)技术是指对微米/纳米（micro/nanotechnology）材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。利用MEMS技术可以制作各种传感器、旋转装置或或者惯性传感器中，例如电容式麦克风、陀螺仪、加速度计（即惯性传感器）或电容式压力传感器等。以加速度计为例，目前的MEMS加速度计通常采用电容式加速度计，所述电容式加速度计一般包括探测物体运动的固定电极、物体运动导致与固定电极之间发生电容变化的可移动敏感元素（一般称可动电极）、以及与固定电极和可动电极相电连接的电信号连接。在MEMS惯加速度计中，可动电极一般也充当质量块以减少整个器件体积重量，就质量块本身来说，质量越大，惯性越大。现有技术中大多用淀积的多晶硅作为制作MEMS加速度计的结构材料（以下简称多晶硅方法）。所述多晶硅方法具有工艺简便的优点，但是其材料应力较大，一方面会影响到器件的重复性，另一方面由于多晶硅内部具有应力，其厚度较小，对加速度计的尺寸造成限制，不利于制作高灵敏度的加速度计，而且由于其重复性不够好，生产成品率下降，造成成本上升。另外，还有采用单一硅晶圆进行制作，通过刻蚀方法在一个晶圆中形成MEMS加速度计的各个部分，但是由于刻蚀技术自身固有的缺陷，故形成的加速度计性能比如可靠性会受到影响。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种可靠性高的MEMS器件形成方法。为解决上述问题，本专利技术提供一种MEMS器件形成方法，包括：提供第一基底，所述第一基底内具有开口；在所述第一基底表面贴合第二基底；在贴合后的第二基底表面形成第一掩膜层，所述第一掩膜层具有吸附含碳的聚合物能力；在所述第一掩膜层表面形成光刻胶图案层；以光刻胶图案层为掩膜，刻蚀所述第一掩膜层，直至暴露出第二基底；去除光刻胶图案层；以刻蚀后的第一掩膜层为掩膜，刻蚀第二基底直至贯穿所述第二基底。可选的，采用等离子体增强化学气相沉积工艺形成所述第一掩膜层。可选的，所述第一掩膜层的形成工艺参数为：沉积温度为100-600度，沉积气体为C3H6、C2H4或C2H2中一种或多种混合气体。可选的，采用化学气相沉积形成所述第一掩膜层。可选的，所述第一掩膜层的沉积温度为150度至500度，沉积气体为C2H2与He的混合气体，在反应过程中通入氮气作为增强气体，其中，C2H2的流量为3000-5000每分钟标准毫升，He的流量为5000-10000每分钟标准毫升，氮气的流量为500-1500每分钟标准毫升。可选的，所述光刻胶的成分为烯类单体或聚乙烯醇月桂酸酯。可选的，采用等离子体刻蚀工艺刻蚀所述第一掩膜层。可选的，等离子体刻蚀工艺刻蚀所述第一掩膜层工艺参数为：刻蚀设备腔体压强为60-150毫托，顶部射频功率为500-1200瓦，底部射频功率为50-150瓦，刻蚀气体为Ar或O2，刻蚀气体流量为50-300每分钟标准毫升。可选的，采用湿法去除工艺去除光刻胶图案层。可选的，所述湿法去除工艺参数为：去除溶液为碱性溶剂，去除时间为30-60min。可选的，采用等离子体刻蚀工艺刻蚀第二基底。可选的，所述等离子体刻蚀工艺参数为：刻蚀设备腔体压强为30-60毫托，顶部射频功率为1800-2500瓦，底部射频功率为20-150瓦，刻蚀气体为SF6、或C4F8，刻蚀气体流量为1-500每分钟标准毫升。可选的，还包括：去除所述刻蚀后的第一掩膜层。可选的，去除所述刻蚀后的第一掩膜层工艺参数为：灰化设备腔体压强为1000-2000毫托，射频功率为1000-2000瓦，灰化气体为O2或CF4，其中，O2流量为1000-1200每分钟标准毫升，CF4流量为4-6每分钟标准毫升。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术的实施例采用非晶碳的第一掩膜层作为掩膜，能够降低刻蚀过程中的含碳的聚合物污染，提高MEMS器件的质量，且后续非晶碳的第一掩膜层容易去除。附图说明图1至图3是一实施例的MEMS加速度计方法的过程示意图；图4至图11为本专利技术提供的一实施例的MEMS器件形成方法过程图。具体实施方式由
技术介绍
可知，现有通过刻蚀方法形成MEMS加速度计可靠性低，针对现有技术形成MEMS加速度计的方法进行研究，发现形成MEMS加速度计是由于刻蚀技术自身固有的缺陷导致的。图1至图3是一实施例的MEMS加速度计方法，包括如下步骤：请参考图1，提供第一基底100，所述第一基底100内形成有驱动加速度计的驱动电路和/或对加速度计输出的信号进行处理，所述第一基底100表面形成有开口，所述开口在后续与第二基底贴合后形成空腔，用于容纳MEMS加速度计的可动电极。在一实施例中，所述驱动电路为CMOS电路。所述第一基底100表面还形成有驱动电极(未示出)。请依旧参考图1，提供第二基底200，所述第二基底200在后续步骤采用刻蚀工艺用于形成MEMS加速度计的各个部分，例如MEMS加速度计的可动电极。采用键合或者粘贴工艺，将所述第二基底200与第一基底100贴合，使得所述第一基底100的驱动电路适于驱动后续利用第二基底200形成的MEMS加速度计，和/或对加速度计输出的信号进行处理。在一实施例中，将所述第一基底100表面的驱动电极对应与第二基底200内的电极电连接。请依旧参考图1，在贴合后的第二基底200表面形成光刻胶图形，所述光刻胶图形具有刻蚀图案，所述刻蚀图案至少对应于MEMS加速度计的可动电极，在其他实施例中，所述刻蚀图案还可以对应于MEMS加速度计的可动电极和MEMS加速度计的其他组件，例如表面电极。请参考图2，以所述光刻胶图形为掩膜，刻蚀所述第二基底200，直至贯穿所述第二基底。上述步骤用于刻蚀所述第二基底200形成可动电极201，所述可动电极201位于开口上方。请参考图3，采用灰化工艺去除所述光刻胶图形。但是，采用上述工艺形成的加速度计可靠性，针对上述的工艺进行深入研究发现：由于上述工艺采用光刻胶作为掩膜，且刻蚀工艺需要将所述第二基底贯穿，从而需要形成较厚光刻胶层厚度；而光刻胶层的主要材料包括感光树脂、增感剂和溶剂，其中感光树脂和增感剂通常为烯类单体或聚乙烯醇月桂酸酯等，烯类单体或聚乙烯醇月桂酸酯含碳量比较高，在刻蚀工艺中容易产生副产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS器件形成方法，其特征在于，包括：提供第一基底，所述第一基底内具有开口；在所述第一基底表面贴合第二基底；在贴合后的第二基底表面形成非晶碳的第一掩膜层；在所述第一掩膜层表面形成光刻胶图案层；以光刻胶图案层为掩膜，刻蚀所述第一掩膜层，直至暴露出第二基底；去除光刻胶图案层；以刻蚀后的第一掩膜层为掩膜，刻蚀第二基底直至贯穿所述第二基底。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS器件形成方法，其特征在于，包括：
提供第一基底，所述第一基底内具有开口；
在所述第一基底表面贴合第二基底；
在贴合后的第二基底表面形成非晶碳的第一掩膜层；
在所述第一掩膜层表面形成光刻胶图案层；
以光刻胶图案层为掩膜，刻蚀所述第一掩膜层，直至暴露出第二基底；
去除光刻胶图案层；
以刻蚀后的第一掩膜层为掩膜，刻蚀第二基底直至贯穿所述第二基底。
2.如权利要求1所述的MEMS器件形成方法，其特征在于，采用等离子体增
强化学气相沉积工艺形成所述第一掩膜层。
3.如权利要求2所述的MEMS器件形成方法，其特征在于，所述第一掩膜层
的形成工艺参数为：沉积温度为100-600度，沉积气体为C3H6、C2H4或
C2H2中一种或多种混合气体。
4.如权利要求1所述的MEMS器件形成方法，其特征在于，采用化学气相沉
积形成所述第一掩膜层。
5.如权利要求4所述的MEMS器件形成方法，其特征在于，采用氮气作为增
强气体。
6.如权利要求5所述的MEMS器件形成方法，其特征在于，所述第一掩膜层
的沉积温度为150度至500度，沉积气体为C2H2与He的混合气体，在反
应过程中通入氮气作为增强气体，其中，C2H2的流量为3000-5000每分钟
标准毫升，He的流量为5000-10000每分钟标准毫升，氮气的流量为
500-1500每分钟标准毫升。
7.如权利要求1所述的MEMS器件形成方法，其特征在于，所述光刻胶的成
分为烯类单体或聚乙烯醇月桂酸酯。
8.如权利要求1所述的MEMS器件形...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢红梅，许继辉，于佳，汪新学，赵洪波，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31