制作悬浮结构的方法.pdf

本发明公开了一种制作悬浮结构的方法。首先提供基底，且该基底的正面依序包含有牺牲层与结构层。随后在该基底的背面形成开口，且该开口暴露出部分该牺牲层。接着进行湿法蚀刻工艺，经由该开口蚀刻该牺牲层以使该结构层形成悬浮结构。最后进行气体喷射工艺，利用气体经由该开口对该悬浮结构进行喷射，以避免该悬浮结构与该基底沾黏。

1、  一种制作悬浮结构的方法，包含有：
提供基底，且所述基底的正面依序包含有牺牲层与结构层；
在所述基底的背面形成开口，且所述开口暴露出部分所述牺牲层；
进行湿法蚀刻工艺，经由所述开口蚀刻所述牺牲层以使所述结构层形成悬浮结构；以及
进行气体喷射工艺，利用气体经由所述开口对所述悬浮结构进行喷射，以避免所述悬浮结构与所述基底沾黏。

2、  如权利要求1所述的方法，其中所述气体为惰性气体。

3、  如权利要求1所述的方法，其中在进行所述气体喷射工艺之前，还包含有进行湿法清洗工艺。

4、  如权利要求3所述的方法，其中在所述湿法清洗工艺中所述基底与所述悬浮结构浸泡于清洗溶液中。

5、  如权利要求4所述的方法，还包含有在进行所述气体喷射工艺时进行升温工艺，以加速所述清洗溶液的挥发。

6、  一种制作悬浮结构的方法，包含有：
提供基底，且所述基底的正面依序包含有牺牲层与结构层；
进行湿法蚀刻工艺，蚀刻所述牺牲层以使所述结构层形成悬浮结构；
进行湿法清洗工艺，利用清洗溶液清洗所述基底与所述悬浮结构；以及
进行气体喷射工艺，利用气体对所述悬浮结构进行喷射，以避免所述悬浮结构与所述基底沾黏。

7、  如权利要求6所述的方法，其中所述气体为惰性气体。

8、  如权利要求6所述的方法，其中所述基底的背面包含有开口，且所述气体经由所述开口对所述悬浮结构进行喷射，以抬升所述悬浮结构。

9、  如权利要求6所述的方法，还包含有在进行所述气体喷射工艺时进行升温工艺，以加速所述清洗溶液的挥发。

制作悬浮结构的方法
技术领域
本发明涉及一种制作悬浮结构的方法，尤指一种在去除牺牲层后利用气体喷射工艺喷射结构层而可避免悬浮结构与基底沾黏的制作悬浮结构的方法。
背景技术
微机电(micro electro mechanical system，MEMS)技术为一种高度集成电子电路与机械等的新兴技术，并已广泛地被应用于制作各种具有电子与机械双重特性的元件，例如压力感应器、加速器与微型麦克风等。与半导体元件相比，微机电元件常具有悬浮结构，例如隔膜，因此制作上必须在形成作为元件结构的结构层之前先形成牺牲层，并待结构层的图案定义完成后再去除牺牲层，以形成悬浮结构。
一般而言，牺牲层的材料为二氧化硅，而结构层的材料则为硅，且去除牺牲层的方式主要可区分为干法蚀刻与湿法蚀刻二种方式。干法蚀刻利用气相方式，例如使用含氟气体去除牺牲层以形成悬浮结构，然而此种干法蚀刻方法需要较长的工艺时间，而湿法蚀刻则利用液相方式，例如利用氢氟酸溶液去除牺牲层以形成悬浮结构，其具有较短的工艺时间，但在后续清洗工艺中却容易因为清洗溶液的表面张力造成悬浮结构塌陷而与基底沾黏，导致元件损坏。
请参考图1与图2，图1与图2为公知利用湿法蚀刻方式去除牺牲层的方法示意图。如图1所示，提供基底10，且基底10的正面包含有已定义出图案的牺牲层12与结构层14。接着再由基底10的背面形成开口16。如图2所示，接着进行湿法蚀刻工艺，利用蚀刻液经由开口16蚀刻掉牺牲层12，以形成悬浮结构18，随后再进行清洗工艺。悬浮结构18为微型精细结构，并可于一定范围内在垂直方向作适度的位移，然而根据公知利用湿法蚀刻方式去除牺牲层的方法，悬浮结构18却会由于清洗溶液的表面张力造成悬浮结构18塌陷而与基底10沾黏，导致元件损坏，进而严重影响工艺成品率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制作悬浮结构的方法，以提升工艺成品率。
根据本发明的一个方面，提供一种制作悬浮结构的方法。首先提供基底，且该基底的正面依序包含有牺牲层与结构层。随后在该基底的背面形成开口，且该开口暴露出部分该牺牲层。接着进行湿法蚀刻工艺，经由该开口蚀刻该牺牲层以使该结构层形成悬浮结构。最后进行气体喷射工艺，利用气体经由该开口对该悬浮结构进行喷射，以避免该悬浮结构与该基底沾黏。
根据本发明的另一发明，还提供一种制作悬浮结构的方法。首先提供一基底，且该基底的正面依序包含有牺牲层与结构层。随后进行湿法蚀刻工艺，蚀刻该牺牲层以使该结构层形成一悬浮结构。接着进行湿法清洗工艺，利用清洗溶液清洗该基底与该悬浮结构。最后进行气体喷射工艺，利用气体对该悬浮结构进行喷射，以避免该悬浮结构与该基底沾黏。
为了使能更近一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。然而附图仅供参考与辅助说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1与图2为公知利用湿法蚀刻方式去除牺牲层的方法示意图。
图3至图5为本发明一优选实施例制作悬浮结构的方法示意图。
附图标记说明
10基底          12牺牲层
14结构层        16开口
18悬浮结构      30基底
32牺牲层        34结构层
36开口          38悬浮结构
具体实施方式
请参考图3至图5，图3至图5为本发明一优选实施例制作悬浮结构的方法示意图。如图3所示，首先提供基底30，基底30的材料可为一硅基底或硅覆绝缘基底等，但不局限于此。基底30的正面包含有已预先定义出图案的牺牲层32与结构层34，其中在本实施例中牺牲层32的材料为二氧化硅，而结构层34的材料则为单晶硅或多晶硅等，但牺牲层32与结构层34的材料并不限于此，而可视元件需求或工艺考虑选用其它不同材料。接着由基底30的背面形成开口36，暴露出部分牺牲层32。
如图4所示，接着进行湿法蚀刻工艺，利用蚀刻液经由开口36蚀刻掉牺牲层32，以形成悬浮结构38，其中在本实施例中，由于牺牲层32的材料为二氧化硅，因此使用氢氟酸溶液作为蚀刻液，但随着牺牲层32的材料不同与蚀刻选择比的考虑，也可选用其它溶液进行蚀刻。另外，牺牲层32的蚀刻可随着所欲制作的元件结构的需求不同，仅蚀刻部分牺牲层32或是将所有牺牲层32均同时蚀刻掉。
如图5所示，接着进行湿法清洗工艺，利用清洗溶液如异丙醇、乙醇或丙酮等具挥发性的溶液浸泡基底30与悬浮结构38，以去除湿法蚀刻工艺中所产生的微粒。随后进行气体喷射工艺，利用氮气或氦气等惰性气体经由开口36对悬浮结构38进行喷射，以提供向上抬升的力量，由此避免悬浮结构38由于重力或是清洗溶液的表面张力等因素的影响而塌陷，而沾黏于基底30上造成元件损坏。控制喷射气体的流量与流速等参数以不造成悬浮结构38的损伤，同时为了加速清洗溶液的挥发速度，也可在进行气体喷射工艺时同时进行升温工艺，或是利用加热的惰性气体直接加以喷射。
值得说明的是在上述实施例中气体经由基底背面的开口直接喷射悬浮结构，但本发明的应用并不限于此，而可由其它方向，例如由悬浮结构与基底的侧面方向进行喷射，也可达到类似的功效。另外，本发明制作悬浮结构的方法可应用于各种微机电元件，例如压阻式压力传感器、电容式压力传感器与微麦克风等具有悬浮结构的元件。
综上所述，通过气体喷射工艺所提供的向上抬升的力量，本发明制作悬浮结构的方法可避免制作完成的悬浮结构塌陷而沾黏于基底上，造成元件损坏，故可有效提升成品率，同时配合升温工艺更可进一步缩减工艺时间而提高产能。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明的权利要求所做的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。