[发明专利]在结构材料层中提供多个通孔的方法

说明书

使用众多MEMS方法步骤来提供在结构材料层中包含通孔的MEMS设备的方法。产生通孔，尤其众多通孔的通用方法，其包括使正性光刻胶的聚合物层在从正性光刻胶的外表面的方向上暴露于光，产生正性光刻胶的暴露层的步骤，该层在凹部的顶部部分中包含相对强烈解聚的正性光刻胶，同时在凹部的底部部分中留下相对较不强烈解聚的正性光刻胶。

本发明涉及使用众多MEMS方法步骤来提供在结构材料层中包含通孔的MEMS设备的方法。

本领域中已知使用MEMS方法步骤的根据前序部分的各种方法。MEMS方法步骤的实例是提供层(通过生长或沉积)和蚀刻(例如RIE)。各种应用要求在材料层中存在孔。本发明的目的是提供用于制造MEMS设备的方法，该设备包含针对各种各样的不同材料的所需尺寸的通孔。

为此，根据前序部分的方法的特征在于中间产品经受多个MEMS方法步骤，所述中间产品：

-限定第一主侧和第二主侧，和

-至少初始包含基底主体，其在第一主侧上具有凹部(recess)，所述凹部包含底部部分和相对远离第二主侧的顶部部分，其中底部部分是最接近第二主侧的凹部部分，并且顶部部分是该凹部的最接近第一主侧的部分；

其中众多方法步骤包括以下步骤：

-向中间基底的第一主侧提供正性光刻胶的聚合物层，所述聚合物层具有背对主体的外表面和面向主体的内表面，

-使正性光刻胶的聚合物层在从正性光刻胶的外表面朝向中间基底的主体的方向上暴露于光，产生正性光刻胶的暴露层，该层：

-在凹部的顶部部分中包含相对强烈解聚的正性光刻胶，同时

-在凹部的底部部分中留下相对较不强烈解聚的正性光刻胶；

-除去相对强烈解聚的正性光刻胶，同时留下在主体的凹部的底部部分中的相对较不强烈解聚的正性光刻胶，以便提供受保护区域；

-在第一主侧处和受保护区域外部提供结构材料；

-在受保护区域处进行蚀刻，以在结构材料中提供通孔。

在根据本发明的方法中，在欲提供孔的位置周围形成结构材料。已发现，这提供了制造具有任意尺寸的孔并具有宽范围的结构材料的各种各样的MEMS设备的通用方式。例如当在探针末端中产生孔时，这是有用的。尽管目前通过选择性蚀刻，边角平板印刷(cornerlithography)是可能的，但是本发明方法相对不依赖于主体的特定材料类型。这允许更宽范围的材料适合用作基底。

该方法允许形成不同尺寸的孔，例如相对大的孔，且/或相比于现有方法相对容易。这通过改变解聚的量来完成，为此可利用若干参数，例如暴露于光的持续时间、光的波长以及光强度。换言之，通过控制暴露于光的持续时间和光强度，可从光被正性光刻胶层吸收的事实来获得优势。作为吸收的结果，光强度、因此以及解聚程度取决于穿透深度。因此，有可能控制不充分解聚以在随后的步骤中除去的正性光刻胶的量。

本发明方法的另外优势在于原位形成掩模，而不要求对准。

本领域中早已知晓用于掩模目的的正性光刻胶的使用。通过举例方式，参考Jun-Bo Yoon等人在SPIE第351卷027-786X/98/$10.0(1998)中(发表)的Planarization andtrench filling on severe surface topography with thick photoresist forMEMS。

术语“结构材料”(其还可被称作壁材料)指其在MEMS设备中的结构用途。例如，在包含具有中空通道的悬臂的探针中，其可以是悬臂梁和末端的材料。

根据有利的实施方案，基底主体是结晶基底。

使用结晶材料容易制备界限清楚的凹部，尤其朝向第二主侧逐渐变细的凹部。结晶基底例如是半导体材料，例如硅。