[发明专利]微机电系统器件的制造方法及微机电系统器件

说明书

本发明公开了一种微机电系统器件的制造方法及微机电系统器件，方法包括：在晶圆的上表面形成图案化的光刻胶层，晶圆的材质为石英或玻璃；在图案化的光刻胶层暴露出的晶圆上表面形成种子层；在种子层上形成掩膜层；采用四氟化碳和氩气的混合气体对晶圆的上表面进行干法刻蚀，以在晶圆的上表面形成具有高深宽比的沟槽和/或槽孔形式的开口，开口之间形成的墙体构成多个微机电系统器件结构，墙体沿纵向的剖面呈倒锥形；采用湿法刻蚀去除掩膜层；将晶圆上的多个微机电系统器件结构分割成独立的微机电系统器件。实现制备的微机电系统器件具有高深宽比、高绝对深度，并且具有底部的刻蚀程度增大的侧壁形貌，改善结构器件侧壁的粗糙度。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，更具体地，涉及一种微机电系统器件的制造方法及微机电系统器件。

背景技术

随着微机电系统(英文全称Micro Electro Mechanical System，简称MEMS)技术的发展，硅材料开始作为一种低成本、易加工的结构材料在微电子领域中兴起。

但作为一种功能材料，硅材料的性能还有很多方面的不足。由于半导体材料的传输损耗越小越好，品质因数Q越大越好，在新型MEMS器件——光电传输领域，很多各种各样的材料显示出比硅更好的性能。具体而言，在光波导、微波技术、传感器和生物芯片等技术领域，以氧化硅、石英和玻璃作基础材料的器件应运而生，其中玻璃材料又因其良好的微加工特性和较低廉的价格倍受青睐。

然而，目前的现有玻璃刻蚀技术所获得的高深宽玻璃微结构远远不能满足MEMS领域的需求，这就迫切地要求有适合获得高深宽微结构氧化硅、石英及玻璃材料的先进刻蚀设备和刻蚀方法的技术支持。不同于在硅片上热氧化或者PECVD生长淀积的二氧化硅，玻璃材料虽然其主要成分是二氧化硅，但还含有相当成分的B₂O₃、Na₂O、Al₂O₃、K₂O、CaO、ZrO₂、Fe₂O₃、FeO、CaO等杂质成分。

玻璃刻蚀的现有技术主要分成湿法刻蚀液腐蚀和干法刻蚀，湿法刻蚀液只能实现各向同性刻蚀，无法获得高深宽比的微结构，而干法刻蚀目前的现有技术仍然存在侧壁角度不垂直、侧壁粗糙度大等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提出一种微机电系统器件的制造方法及微机电系统器件，实现制备的微机电系统器件的开口具有高深宽比、高绝对深度，并且具有底部的刻蚀程度增大的开口壁面形貌，改善结构器件壁面的粗糙度。

为实现上述目的，本发明提出了一种微机电系统器件的制造方法，包括：

针对上表面形成有图案化光刻胶层的晶圆，在所述图案化光刻胶层暴露出的所述晶圆的上表面形成种子层，所述晶圆的材质为石英或玻璃；

在所述种子层上形成掩膜层；

去除所述图案化光刻胶层，以暴露出所述晶圆的上表面需要被刻蚀的区域；

采用四氟化碳和氩气的混合气体对所述晶圆的上表面需要被刻蚀的区域进行干法刻蚀，在所述晶圆的上表面形成沟槽和/或槽孔形式的开口，所述开口之间形成的墙体构成多个所述微机电系统器件，所述墙体沿纵向的剖面呈倒锥形；

通过湿法刻蚀去除所述掩膜层。

可选地，在所述采用湿法刻蚀去除所述掩膜层之后，还包括：

通过背面减薄或机械切割将互相连接的多个所述微机电系统器件分割成独立的微机电系统器件。

可选地，所述干法刻蚀的工艺参数包括：

腔压范围：1～30mTorr；

上电极功率范围：600～3000W；