一种mems器件及其制作方法
【专利摘要】本发明提供一种MEMS器件及其制作方法，所述方法包括：提供MEMS晶圆，在所述MEMS晶圆的正面形成有图案化的器件层；在所述MEMS晶圆正面形成具有开口的缓冲层，其中，所述缓冲层的厚度大于所述图案化的器件层的厚度，所述开口暴露所述图案化的器件层；在所述缓冲层上形成保护层，其中所述保护层的底部与所述图案化的器件层的顶部不接触；反转所述MEMS晶圆，执行背面工艺。根据本发明的制作方法，由于作为保护层的胶带的粘性面不与图案化的器件层接触，在去除所述胶带的过程中不会对所述图案化的器件层造成影响，改善了MEMS器件在去除胶带(Detape)工艺中产生损伤的现象，保护了器件，提高了所述MEMS器件的性能和良率。
【专利说明】
一种MEMS器件及其制作方法
技术领域
[0001]本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种MEMS器件及其制作方法。
【背景技术】
[0002]随着半导体技术的不断发展，在传感器(mot1n sensor)类产品的市场上，智能手机、集成CMOS和微机电系统(MEMS)器件日益成为最主流、最先进的技术，并且随着技术的更新，这类传动传感器产品的发展方向是规模更小的尺寸，高质量的电学性能和更低的损耗。
[0003]其中，MEMS传感器广泛应用于汽车电子:如TPMS、发动机机油压力传感器、汽车刹车系统空气压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器(TMAP)、柴油机共轨压力传感器；消费电子:如胎压计、血压计、橱用秤、健康秤，洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、烤箱、吸尘器用压力传感器，空调压力传感器，洗衣机、饮水机、洗碗机、太阳能热水器用液位控制压力传感器；工业电子:如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等。
[0004]在MEMS领域中，所述MEMS器件的工作原理是由震荡膜(Membrane)的运动产生电容的变化，利用电容变化量进行运算和工作的，由于器件的功能需求，需要在晶圆正反两面都要执行工艺过程，以形成功能器件，在目前MEMS器件制备过程中为了保护晶圆正面的器件，往往采取增加胶带保护(tape)的方式，但是在去除胶带(tape)的过程中经常发现MEMS器件直接被胶带(tape)的粘性粘走，造成了良率(Yield)的损失。
[0005]因此需要对目前MEMS器件的制备方法作进一步的改进，以便消除上述各种弊端。
【发明内容】
[0006]在
【发明内容】
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本发明的
【发明内容】
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0007]为了克服目前存在的问题，本发明实施例一提供一种MEMS器件的制作方法，包括:
[0008]步骤S1:提供MEMS晶圆，在所述MEMS晶圆的正面形成有图案化的器件层；
[0009]步骤S2:在所述MEMS晶圆正面形成具有开口的缓冲层，其中，所述缓冲层的厚度大于所述图案化的器件层的厚度，所述开口暴露所述图案化的器件层；
[0010]步骤S3:在所述缓冲层上形成保护层，其中所述保护层的底部与所述图案化的器件层的顶部不接触；
[0011 ] 步骤S4:反转所述MEMS晶圆，执行背面工艺。
[0012]进一步，所述缓冲层的材料为光阻。
[0013]进一步，形成所述缓冲层的步骤包括:在所述MEMS晶圆正面形成光阻，对覆盖所述图案化的器件层的光阻进行曝光和显影，以形成暴露所述图案化的器件层的开口。
[0014]进一步，在所述步骤S3中，所述保护层选用胶带。
[0015]进一步，所述背部工艺包括:刻蚀所述图案化的器件层对应区域的MEMS晶圆的背面，直到暴露部分所述图案化的器件层的底面，以形成背孔。
[0016]进一步，所述方法还进一步包括:
[0017]步骤S5:再次反转所述MEMS晶圆，以使所述MEMS晶圆的正面朝上；
[0018]步骤S6:依次去除所述MEMS晶圆正面上的所述保护层和所述缓冲层。
[0019]进一步，所述图案化的器件层对应位于所述MEMS晶圆的uPhone区域，所述开口暴露所述uPhone区域。
[0020]本发明实施例二提供一种基于前述的方法制作获得的MEMS器件。
[0021]综上所述，根据本发明的制作方法，由于作为保护层的胶带的粘性面不与图案化的器件层接触，在去除所述胶带的过程中不会对所述图案化的器件层造成影响，改善了MEMS器件在去除胶带(Detape)工艺中产生损伤的现象，保护了器件，提高了所述MEMS器件的性能和良率。
【附图说明】
[0022]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
[0023]附图中:
[0024]图1A-1F为现有技术中MEMS器件的制作过程示意图；
[0025]图1G左图示出了 MEMS器件未受影响时的扫描电镜图，右图示出了 MEMS器件被胶带粘走后的扫描电镜图；
[0026]图2A-2G示出了根据本发明的制作方法依次实施所获得MEMS器件的剖面示意图；
[0027]图3示出了根据本发明的制作方法依次实施步骤的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0028]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0029]应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
[0030]应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接至IJ”或“耦合至IJ”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接至IJ”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
[0031]空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
[0032]在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
[0033]为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
[0034]目前，所述MEMS器件的制备方法如图1A-1F所示，首先提供MEMS晶圆101，在所述MEMS晶圆101正面形成有图案化的器件层102，如图1A所示；接着在所述MEMS晶圆101的正面形成胶带(tape) 104，其中为了防止胶带(tape) 104的残胶不易被去除，在所述胶带(tape) 104和所述MEMS晶圆101之间形成光刻胶103作为中间层，通过光刻胶剥离(PRStrip)的方式去除光刻胶103以及光刻胶103上的残胶，避免造成残胶滞留于MEMS器件上影响器件性能，如图1B-1C所示。
[0035]然后反转所述MEMS晶圆101，以使其背面朝上，执行背面工艺，在所述MEMS晶圆101的背面形成背孔105，所述背孔的位置对应图案化的器件层102，并暴露图案化的器件层102的部分背面。如图1D所示。
[0036]再次反转所述MEMS晶圆101，以使其正面朝上，如图1E所示。
[0037]最后，如图1F所示，去除所述胶带104，在去除所述胶带104的过程中发现与凹槽的位置相对应区域的MEMS器件102很容易在揭开胶带时被带走，造成MEMS器件性能降低甚至失效。图1G左图示出了 MEMS器件未受影响时的扫描电镜图，右图示出了 MEMS器件被胶带粘走后的扫描电镜图。
[0038]因此，需要对目前所述方法作进一步的改进，以便能够消除上述各种问题。
[0039]实施例一
[0040]下面，将参照图2A-2G及图3对本发明的MEMS器件的制作方法做详细描述。
[0041]首先，参考图2A，提供MEMS晶圆201，在所述MEMS晶圆201的正面形成有图案化的器件层202。
[0042]其中所述MEMS晶圆201至少包括半导体衬底，所述半导体衬底可以是以下所提到的材料中的至少一种:硅、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上层叠硅(SSOI)、绝缘体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、绝缘体上锗化硅(SiGeOI)以及绝缘体上锗(GeOI)等。半导体衬底上可以被定义有源区。
[0043]图案化的器件层202可以作为MEMS器件的振膜或背板等器件，但并不局限于该示例。形成所述图案化的器件层202的方法可以为，首先在所述所述MEMS晶圆201的正面沉积器件材料层，例如振膜、背板等材料，然后在所述器件材料层上形成图案化的光刻胶层，以所述光刻胶层为掩膜蚀刻所述器件材料层，以形成图案化的器件层202。示例性地，所述图案化的器件层对应位于所述MEMS晶圆的uPhone区域。
[0044]接着，参考图2C，其中图2C中左图为器件的剖视图，右图为器件的局部俯视图，在所述MEMS晶圆201正面形成具有开口 2031的缓冲层203，其中，所述缓冲层203的厚度大于所述图案化的器件层202的厚度，所述开口 2031暴露所述图案化的器件层202。
[0045]示例性地，所述缓冲层的材料为光阻。所述光阻的材料可以包括正性光阻、负性光阻或混合光阻的组。
[0046]在一个示例中，当所述缓冲层的材料为光阻时，形成所述缓冲层的方法包括:如图2B左图所示，在所述MEMS晶圆201正面形成光阻203a，其中图2B的左图为MEMS晶圆的局部剖视图，右图为MEMS晶圆的局部俯视图，左图中图案化的器件层对应位于右图中主芯片区域内，在一个示例中，当所述MEMS器件为uPhone器件时，则图案化的器件层对应的位于uPhone区域内。如图2C左图所示，对覆盖所述图案化的器件层202的光阻进行曝光和显影，以形成暴露所述图案化的器件层202的开口 2031。对应图2C右图可以看出，也可对主芯片区域的光阻进行曝光和显影，形成暴露主芯片区域的具有开口的光阻203。示例性地，当所述MEMS器件为uPhone器件时，则可对uPhone区域内的光阻进行曝光和显影，形成暴露所述uPhone区域的开口。
[0047]接着，参考图2D，在所述缓冲层203上形成保护层204，其中所述保护层204的底部与所述图案化的器件层202的顶部不接触。
[0048]具体地，在该步骤中在所述缓冲层203上形成保护层204，所述保护层204与所述开口 2031两侧的缓冲层203直接接触，并不会和所述开口 2031中的图案化的器件层202接触，由于所述缓冲层203的厚度大于所述图案化的器件层202的厚度，故所述保护层204底部与所述MEMS图案的顶部之间具有一定的距离，以形成一定的间隔，防止所述保护层204与所述图案化的器件层202发生接触。
[0049]可选地，所述保护层204选用胶带。所述胶带可以为蓝膜胶带或紫外胶带，可通过直接贴覆的方法将所述胶带粘贴于所述缓冲层203之上。
[0050]接着，参考图2E，反转所述MEMS晶圆201，执行背面工艺。
[0051]具体地，反转所述MEMS晶圆201，以使所述MEMS晶圆的正面朝下，背面朝上，其中所述保护层204可以保护所述图案化的器件层202不受损坏，同时还不会和所述图案化的器件层202接触。
[0052]接着执行背面工艺。在一个示例中，所述背部工艺包括:刻蚀所述图案化的器件层202对应区域的MEMS晶圆201的背面，直到暴露部分所述图案化的器件层202的底面，以形成背孔205。
[0053]在本实施例中较佳地选择C-F蚀刻剂来蚀刻，所述C-F蚀刻剂为CF4、CHF3, C4F8和C5F8中的一种或多种。在该实施方式中，所述干法蚀刻可以选用CF4、CHF3，另外加上N2、0)2中的一种作为蚀刻气氛，其中气体流量为CF 410-200sccm, CHF310-200sccm,队或CO 2或0210-400sccm，所述蚀刻压力为30_150mTorr，蚀刻时间为5_120s。
[0054]在MEMS领域中，电容式MEMS器件的工作原理是由振膜(Membrane)的运动产生电容的变化，利用电容变化量进行运算和工作的，目前为了提高MEMS器件(例如uPhone)的性能，通常在MEMS器件的背面打开背孔(backside hole)来提高声噪比。
[0055]在另一个示例中，还可以在所述MEMS晶圆的背面形成各种功能图案和/或器件，其中所述各种功能图案和/或器件并不局限于某一种，根据MEMS器件的需要进行选择。
[0056]参考图2F，再次反转所述MEMS晶圆201，以使所述MEMS晶圆201的正面朝上。
[0057]接着，参考图2G，依次去除所述MEMS晶圆201正面上的所述保护层204和所述缓冲层203。
[0058]在一个示例中，当所述保护层204为胶带时，可采用揭膜机台直接将所述胶带揭除的方法来去除所述保护层，上述方法仅是示例性地，可根据保护层材质选择合适的去除方法。由于所述保护层203并没有和所述图案化的器件层202接触，且器件层202和保护层203之间也不存在缓冲层，因此揭去保护层时，不会使得图案化的器件层202被一并粘走，因此不会对MEMS器件造成损伤。
[0059]去除所述缓冲层(如光阻)的方法可采用本领域技术人员熟知的任何方法，例如采用灰化方法去除光阻等。
[0060]至此，完成了本发明实施例的MEMS器件制作的相关步骤的介绍。在上述步骤之后，还可以包括其他相关步骤，此处不再赘述。并且，除了上述步骤之外，本实施例的制作方法还可以在上述各个步骤之中或不同的步骤之间包括其他步骤，这些步骤均可以通过现有技术中的各种工艺来实现，此处不再赘述。
[0061]综上所述，根据本发明的制作方法，由于作为保护层的胶带的粘性面不与图案化的器件层接触，在去除所述胶带的过程中不会对所述图案化的器件层造成影响，改善了MEMS器件在去除胶带(Detape)工艺中产生损伤的现象，保护了器件，提高了 MEMS器件的性能和良率。
[0062]参照图3，示出了本发明一个【具体实施方式】依次实施的步骤的工艺流程图，用于简要示出整个制作工艺的流程。
[0063]在步骤301中，提供MEMS晶圆，在所述MEMS晶圆的正面形成有图案化的器件层；
[0064]在步骤302中，在所述MEMS晶圆正面形成具有开口的缓冲层，其中，所述缓冲层的厚度大于所述图案化的器件层的厚度，所述开口暴露所述图案化的器件层；
[0065]在步骤303中，在所述缓冲层上形成保护层，其中所述保护层的底部与所述图案化的器件层的顶部不接触；
[0066]在步骤304中，反转所述MEMS晶圆，执行背面工艺；
[0067]在步骤305中，再次反转所述MEMS晶圆，以使所述MEMS晶圆的正面朝上；
[0068]在步骤306中，依次去除所述MEMS晶圆正面上的所述保护层和所述缓冲层。
[0069]实施例二
[0070]本发明还提供了一种MEMS器件，所述MEMS器件通过实施例一中的所述方法制作得到。
[0071]由于前述的制作方法具有优异的技术效果，通过所述方法制作的MEMS器件不会发生器件层图案的缺失，因此采用该制作方法形成的半导体器件其具有更高的性能和可靠性。
[0072]本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【主权项】
1.一种MEMS器件的制作方法，包括: 步骤S1:提供MEMS晶圆，在所述MEMS晶圆的正面形成有图案化的器件层； 步骤S2:在所述MEMS晶圆正面形成具有开口的缓冲层，其中，所述缓冲层的厚度大于所述图案化的器件层的厚度，所述开口暴露所述图案化的器件层； 步骤S3:在所述缓冲层上形成保护层，其中所述保护层的底部与所述图案化的器件层的顶部不接触； 步骤S4:反转所述MEMS晶圆，执行背面工艺。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缓冲层的材料为光阻。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，形成所述缓冲层的步骤包括:在所述MEMS晶圆正面形成光阻，对覆盖所述图案化的器件层的光阻进行曝光和显影，以形成暴露所述图案化的器件层的开口。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述保护层选用胶带。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述背部工艺包括:刻蚀所述图案化的器件层对应区域的MEMS晶圆的背面，直到暴露部分所述图案化的器件层的底面，以形成背孔。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还进一步包括: 步骤S5:再次反转所述MEMS晶圆，以使所述MEMS晶圆的正面朝上； 步骤S6:依次去除所述MEMS晶圆正面上的所述保护层和所述缓冲层。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图案化的器件层对应位于所述MEMS晶圆的uPhone区域，所述开口暴露所述uPhone区域。8.一种基于权利要求1至7之一所述的方法制作获得的MEMS器件。
【文档编号】B81C1/00GK105984836SQ201510084495
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月16日
【发明人】郑超, 李卫刚
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【专利摘要】本发明提供一种MEMS器件及其制作方法，所述方法包括：提供MEMS晶圆，在所述MEMS晶圆的正面形成有图案化的器件层；在所述MEMS晶圆正面形成具有开口的缓冲层，其中，所述缓冲层的厚度大于所述图案化的器件层的厚度，所述开口暴露所述图案化的器件层；在所述缓冲层上形成保护层，其中所述保护层的底部与所述图案化的器件层的顶部不接触；反转所述MEMS晶圆，执行背面工艺。根据本发明的制作方法，由于作为保护层的胶带的粘性面不与图案化的器件层接触，在去除所述胶带的过程中不会对所述图案化的器件层造成影响，改善了MEMS器件在去除胶带(Detape)工艺中产生损伤的现象，保护了器件，提高了所述MEMS器件的性能和良率。
【专利说明】
一种MEMS器件及其制作方法
技术领域
[0001]本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种MEMS器件及其制作方法。
【背景技术】
[0002]随着半导体技术的不断发展，在传感器(mot1n sensor)类产品的市场上，智能手机、集成CMOS和微机电系统(MEMS)器件日益成为最主流、最先进的技术，并且随着技术的更新，这类传动传感器产品的发展方向是规模更小的尺寸，高质量的电学性能和更低的损耗。
[0003]其中，MEMS传感器广泛应用于汽车电子:如TPMS、发动机机油压力传感器、汽车刹车系统空气压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器(TMAP)、柴油机共轨压力传感器；消费电子:如胎压计、血压计、橱用秤、健康秤，洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、烤箱、吸尘器用压力传感器，空调压力传感器，洗衣机、饮水机、洗碗机、太阳能热水器用液位控制压力传感器；工业电子:如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等。
[0004]在MEMS领域中，所述MEMS器件的工作原理是由震荡膜(Membrane)的运动产生电容的变化，利用电容变化量进行运算和工作的，由于器件的功能需求，需要在晶圆正反两面都要执行工艺过程，以形成功能器件，在目前MEMS器件制备过程中为了保护晶圆正面的器件，往往采取增加胶带保护(tape)的方式，但是在去除胶带(tape)的过程中经常发现MEMS器件直接被胶带(tape)的粘性粘走，造成了良率(Yield)的损失。
[0005]因此需要对目前MEMS器件的制备方法作进一步的改进，以便消除上述各种弊端。
【发明内容】
[0006]在
【发明内容】
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本发明的
【发明内容】
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0007]为了克服目前存在的问题，本发明实施例一提供一种MEMS器件的制作方法，包括:
[0008]步骤S1:提供MEMS晶圆，在所述MEMS晶圆的正面形成有图案化的器件层；
[0009]步骤S2:在所述MEMS晶圆正面形成具有开口的缓冲层，其中，所述缓冲层的厚度大于所述图案化的器件层的厚度，所述开口暴露所述图案化的器件层；
[0010]步骤S3:在所述缓冲层上形成保护层，其中所述保护层的底部与所述图案化的器件层的顶部不接触；
[0011 ] 步骤S4:反转所述MEMS晶圆，执行背面工艺。
[0012]进一步，所述缓冲层的材料为光阻。
[0013]进一步，形成所述缓冲层的步骤包括:在所述MEMS晶圆正面形成光阻，对覆盖所述图案化的器件层的光阻进行曝光和显影，以形成暴露所述图案化的器件层的开口。
[0014]进一步，在所述步骤S3中，所述保护层选用胶带。
[0015]进一步，所述背部工艺包括:刻蚀所述图案化的器件层对应区域的MEMS晶圆的背面，直到暴露部分所述图案化的器件层的底面，以形成背孔。
[0016]进一步，所述方法还进一步包括:
[0017]步骤S5:再次反转所述MEMS晶圆，以使所述MEMS晶圆的正面朝上；
[0018]步骤S6:依次去除所述MEMS晶圆正面上的所述保护层和所述缓冲层。
[0019]进一步，所述图案化的器件层对应位于所述MEMS晶圆的uPhone区域，所述开口暴露所述uPhone区域。
[0020]本发明实施例二提供一种基于前述的方法制作获得的MEMS器件。
[0021]综上所述，根据本发明的制作方法，由于作为保护层的胶带的粘性面不与图案化的器件层接触，在去除所述胶带的过程中不会对所述图案化的器件层造成影响，改善了MEMS器件在去除胶带(Detape)工艺中产生损伤的现象，保护了器件，提高了所述MEMS器件的性能和良率。
【附图说明】
[0022]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
[0023]附图中:
[0024]图1A-1F为现有技术中MEMS器件的制作过程示意图；
[0025]图1G左图示出了 MEMS器件未受影响时的扫描电镜图，右图示出了 MEMS器件被胶带粘走后的扫描电镜图；
[0026]图2A-2G示出了根据本发明的制作方法依次实施所获得MEMS器件的剖面示意图；
[0027]图3示出了根据本发明的制作方法依次实施步骤的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0028]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0029]应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
[0030]应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接至IJ”或“耦合至IJ”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接至IJ”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
[0031]空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
[0032]在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
[0033]为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
[0034]目前，所述MEMS器件的制备方法如图1A-1F所示，首先提供MEMS晶圆101，在所述MEMS晶圆101正面形成有图案化的器件层102，如图1A所示；接着在所述MEMS晶圆101的正面形成胶带(tape) 104，其中为了防止胶带(tape) 104的残胶不易被去除，在所述胶带(tape) 104和所述MEMS晶圆101之间形成光刻胶103作为中间层，通过光刻胶剥离(PRStrip)的方式去除光刻胶103以及光刻胶103上的残胶，避免造成残胶滞留于MEMS器件上影响器件性能，如图1B-1C所示。
[0035]然后反转所述MEMS晶圆101，以使其背面朝上，执行背面工艺，在所述MEMS晶圆101的背面形成背孔105，所述背孔的位置对应图案化的器件层102，并暴露图案化的器件层102的部分背面。如图1D所示。
[0036]再次反转所述MEMS晶圆101，以使其正面朝上，如图1E所示。
[0037]最后，如图1F所示，去除所述胶带104，在去除所述胶带104的过程中发现与凹槽的位置相对应区域的MEMS器件102很容易在揭开胶带时被带走，造成MEMS器件性能降低甚至失效。图1G左图示出了 MEMS器件未受影响时的扫描电镜图，右图示出了 MEMS器件被胶带粘走后的扫描电镜图。
[0038]因此，需要对目前所述方法作进一步的改进，以便能够消除上述各种问题。
[0039]实施例一
[0040]下面，将参照图2A-2G及图3对本发明的MEMS器件的制作方法做详细描述。
[0041]首先，参考图2A，提供MEMS晶圆201，在所述MEMS晶圆201的正面形成有图案化的器件层202。
[0042]其中所述MEMS晶圆201至少包括半导体衬底，所述半导体衬底可以是以下所提到的材料中的至少一种:硅、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上层叠硅(SSOI)、绝缘体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、绝缘体上锗化硅(SiGeOI)以及绝缘体上锗(GeOI)等。半导体衬底上可以被定义有源区。
[0043]图案化的器件层202可以作为MEMS器件的振膜或背板等器件，但并不局限于该示例。形成所述图案化的器件层202的方法可以为，首先在所述所述MEMS晶圆201的正面沉积器件材料层，例如振膜、背板等材料，然后在所述器件材料层上形成图案化的光刻胶层，以所述光刻胶层为掩膜蚀刻所述器件材料层，以形成图案化的器件层202。示例性地，所述图案化的器件层对应位于所述MEMS晶圆的uPhone区域。
[0044]接着，参考图2C，其中图2C中左图为器件的剖视图，右图为器件的局部俯视图，在所述MEMS晶圆201正面形成具有开口 2031的缓冲层203，其中，所述缓冲层203的厚度大于所述图案化的器件层202的厚度，所述开口 2031暴露所述图案化的器件层202。
[0045]示例性地，所述缓冲层的材料为光阻。所述光阻的材料可以包括正性光阻、负性光阻或混合光阻的组。
[0046]在一个示例中，当所述缓冲层的材料为光阻时，形成所述缓冲层的方法包括:如图2B左图所示，在所述MEMS晶圆201正面形成光阻203a，其中图2B的左图为MEMS晶圆的局部剖视图，右图为MEMS晶圆的局部俯视图，左图中图案化的器件层对应位于右图中主芯片区域内，在一个示例中，当所述MEMS器件为uPhone器件时，则图案化的器件层对应的位于uPhone区域内。如图2C左图所示，对覆盖所述图案化的器件层202的光阻进行曝光和显影，以形成暴露所述图案化的器件层202的开口 2031。对应图2C右图可以看出，也可对主芯片区域的光阻进行曝光和显影，形成暴露主芯片区域的具有开口的光阻203。示例性地，当所述MEMS器件为uPhone器件时，则可对uPhone区域内的光阻进行曝光和显影，形成暴露所述uPhone区域的开口。
[0047]接着，参考图2D，在所述缓冲层203上形成保护层204，其中所述保护层204的底部与所述图案化的器件层202的顶部不接触。
[0048]具体地，在该步骤中在所述缓冲层203上形成保护层204，所述保护层204与所述开口 2031两侧的缓冲层203直接接触，并不会和所述开口 2031中的图案化的器件层202接触，由于所述缓冲层203的厚度大于所述图案化的器件层202的厚度，故所述保护层204底部与所述MEMS图案的顶部之间具有一定的距离，以形成一定的间隔，防止所述保护层204与所述图案化的器件层202发生接触。
[0049]可选地，所述保护层204选用胶带。所述胶带可以为蓝膜胶带或紫外胶带，可通过直接贴覆的方法将所述胶带粘贴于所述缓冲层203之上。
[0050]接着，参考图2E，反转所述MEMS晶圆201，执行背面工艺。
[0051]具体地，反转所述MEMS晶圆201，以使所述MEMS晶圆的正面朝下，背面朝上，其中所述保护层204可以保护所述图案化的器件层202不受损坏，同时还不会和所述图案化的器件层202接触。
[0052]接着执行背面工艺。在一个示例中，所述背部工艺包括:刻蚀所述图案化的器件层202对应区域的MEMS晶圆201的背面，直到暴露部分所述图案化的器件层202的底面，以形成背孔205。
[0053]在本实施例中较佳地选择C-F蚀刻剂来蚀刻，所述C-F蚀刻剂为CF4、CHF3, C4F8和C5F8中的一种或多种。在该实施方式中，所述干法蚀刻可以选用CF4、CHF3，另外加上N2、0)2中的一种作为蚀刻气氛，其中气体流量为CF 410-200sccm, CHF310-200sccm,队或CO 2或0210-400sccm，所述蚀刻压力为30_150mTorr，蚀刻时间为5_120s。
[0054]在MEMS领域中，电容式MEMS器件的工作原理是由振膜(Membrane)的运动产生电容的变化，利用电容变化量进行运算和工作的，目前为了提高MEMS器件(例如uPhone)的性能，通常在MEMS器件的背面打开背孔(backside hole)来提高声噪比。
[0055]在另一个示例中，还可以在所述MEMS晶圆的背面形成各种功能图案和/或器件，其中所述各种功能图案和/或器件并不局限于某一种，根据MEMS器件的需要进行选择。
[0056]参考图2F，再次反转所述MEMS晶圆201，以使所述MEMS晶圆201的正面朝上。
[0057]接着，参考图2G，依次去除所述MEMS晶圆201正面上的所述保护层204和所述缓冲层203。
[0058]在一个示例中，当所述保护层204为胶带时，可采用揭膜机台直接将所述胶带揭除的方法来去除所述保护层，上述方法仅是示例性地，可根据保护层材质选择合适的去除方法。由于所述保护层203并没有和所述图案化的器件层202接触，且器件层202和保护层203之间也不存在缓冲层，因此揭去保护层时，不会使得图案化的器件层202被一并粘走，因此不会对MEMS器件造成损伤。
[0059]去除所述缓冲层(如光阻)的方法可采用本领域技术人员熟知的任何方法，例如采用灰化方法去除光阻等。
[0060]至此，完成了本发明实施例的MEMS器件制作的相关步骤的介绍。在上述步骤之后，还可以包括其他相关步骤，此处不再赘述。并且，除了上述步骤之外，本实施例的制作方法还可以在上述各个步骤之中或不同的步骤之间包括其他步骤，这些步骤均可以通过现有技术中的各种工艺来实现，此处不再赘述。
[0061]综上所述，根据本发明的制作方法，由于作为保护层的胶带的粘性面不与图案化的器件层接触，在去除所述胶带的过程中不会对所述图案化的器件层造成影响，改善了MEMS器件在去除胶带(Detape)工艺中产生损伤的现象，保护了器件，提高了 MEMS器件的性能和良率。
[0062]参照图3，示出了本发明一个【具体实施方式】依次实施的步骤的工艺流程图，用于简要示出整个制作工艺的流程。
[0063]在步骤301中，提供MEMS晶圆，在所述MEMS晶圆的正面形成有图案化的器件层；
[0064]在步骤302中，在所述MEMS晶圆正面形成具有开口的缓冲层，其中，所述缓冲层的厚度大于所述图案化的器件层的厚度，所述开口暴露所述图案化的器件层；
[0065]在步骤303中，在所述缓冲层上形成保护层，其中所述保护层的底部与所述图案化的器件层的顶部不接触；
[0066]在步骤304中，反转所述MEMS晶圆，执行背面工艺；
[0067]在步骤305中，再次反转所述MEMS晶圆，以使所述MEMS晶圆的正面朝上；
[0068]在步骤306中，依次去除所述MEMS晶圆正面上的所述保护层和所述缓冲层。
[0069]实施例二
[0070]本发明还提供了一种MEMS器件，所述MEMS器件通过实施例一中的所述方法制作得到。
[0071]由于前述的制作方法具有优异的技术效果，通过所述方法制作的MEMS器件不会发生器件层图案的缺失，因此采用该制作方法形成的半导体器件其具有更高的性能和可靠性。
[0072]本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【主权项】
1.一种MEMS器件的制作方法，包括: 步骤S1:提供MEMS晶圆，在所述MEMS晶圆的正面形成有图案化的器件层； 步骤S2:在所述MEMS晶圆正面形成具有开口的缓冲层，其中，所述缓冲层的厚度大于所述图案化的器件层的厚度，所述开口暴露所述图案化的器件层； 步骤S3:在所述缓冲层上形成保护层，其中所述保护层的底部与所述图案化的器件层的顶部不接触； 步骤S4:反转所述MEMS晶圆，执行背面工艺。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缓冲层的材料为光阻。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，形成所述缓冲层的步骤包括:在所述MEMS晶圆正面形成光阻，对覆盖所述图案化的器件层的光阻进行曝光和显影，以形成暴露所述图案化的器件层的开口。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述保护层选用胶带。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述背部工艺包括:刻蚀所述图案化的器件层对应区域的MEMS晶圆的背面，直到暴露部分所述图案化的器件层的底面，以形成背孔。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还进一步包括: 步骤S5:再次反转所述MEMS晶圆，以使所述MEMS晶圆的正面朝上； 步骤S6:依次去除所述MEMS晶圆正面上的所述保护层和所述缓冲层。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图案化的器件层对应位于所述MEMS晶圆的uPhone区域，所述开口暴露所述uPhone区域。8.一种基于权利要求1至7之一所述的方法制作获得的MEMS器件。
【文档编号】B81C1/00GK105984836SQ201510084495
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月16日
【发明人】郑超, 李卫刚
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
再多了解一些
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