[发明专利]具有微镜的微电子机械系统的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微电子机械系统(Micro Electromechanical System，MEMS)的制作方法，尤其涉及一种具有微镜的MEMS的制作方法。 

背景技术

微电子机械系统(MEMS)主要包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分，它是在融合多种微细加工技术，并应用现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。MEMS采用以硅为主的材料，电气性能优良，采用与集成电路(IC)类似的生成技术，可大量利用IC生产中的成熟技术、工艺，进行大批量、低成本生产。随着MEMS技术的发展，采用MEMS结构的。。逐渐发展起来。 

具有微镜的MEMS的制作过程，首先是在基体10上制作电路层11，之后在电路层11上分别形成氧化层12，在氧化层12上键合单晶硅层，再通过干法刻蚀(etch)和钛(Ti)或硅(Si)的沉积，制作成铰链层(hinge)13，作为可动支撑结构。 

然后，以金属层14形成微镜。图1A～图1F是现有的形成MEMS的微镜的流程图。其中图1A为微镜形成之前的步骤所形成的结构，具有一基体10、电路层11、氧化层12及铰链层13。请参阅图1B所示，在图1A的结构上方涂布光阻层(Photoresist，PR)101，接着进行光刻和刻蚀，以形成开口102。请参阅图1C所示，再通过低温物理汽相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)工艺形成图案化金属层(Metal)14。此后请参阅图1D所示，再次涂布光阻层103，并对光阻层103进行光刻和干法刻蚀，以形成开口104，其中刻蚀后会严重残留聚合物105。再者，参阅图1E所示，去除刻蚀过程中的聚合物105。最后，参阅图1F所示，去除光阻层101和103，以形成以金属层作为微镜的微电子机械系统。 

然而上述过程存在严重的缺陷，首先，由于经光刻、显影的光阻层101的开口102的角度不易控制，难以形成一适合PVD工艺的钝角，因此在图1C所形成的图案化金属层14的覆盖轮廓不佳，造成如图2所示的形状。其次，在刻蚀光阻层103时采用的烘焙流程，会导致其下方的光阻层101变形，从而使覆盖的金属层14产生如图3所示的起皱140，破坏其平整度。此外，当湿法去除聚合物时，光阻层101也容易变形，由于溶液的表面张力，会导致结合于光阻层101上图案化金属层14严重破坏甚至崩塌(collapse)。 

发明内容

本发明为克服现有技术的缺陷而提供一种具有微镜的微电子机械系统的制作方法，其可以制作良好的微镜。 

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种具有微镜的微电子机械系统的制作方法，包括以下步骤：首先，在一基体上依次形成电路层、一氧化层及一铰链层；之后，形成一第一牺牲层，该第一牺牲层覆盖该电路层、该氧化层及该铰链层，且在第一牺牲层上形成一第二牺牲层，其中该第二牺牲层是BPSG层；之后，在BPSG层中形成第一开口，以露出部分的铰链层；再者，在BPSG层上形成图案化金属层，且使金属层覆盖该第一开口露出的部分铰链层；随后，在图案化金属层上形成第二开口，以露出部分BPSG层；最后，通过该第二开口去除该第二牺牲层和该第一牺牲层。 

上述的微电子机械系统的制作方法中，该第一牺牲层为第一光阻层或者聚酰亚胺层。 

上述的微电子机械系统的制作方法中，形成图案化金属层的材料包括氮化钛、非晶硅和铝。 

上述的微电子机械系统的制作方法中，在BPSG层中形成第一开口的方法是干法刻蚀。 

上述的微电子机械系统的制作方法中，在图案化金属层上形成第二开口，以露出部分BPSG层的步骤包括：在图案化金属层上形成一第二光阻层；在第二光阻层中形成第三开口，以露出部分图案化金属层；去除该第三开口露出的部分图案化金属层，以形成该第二开口。此外，还包括在形成该第二开口后， 去除该第二开口处的聚合物。其中，第二光阻层可以在去除该第一牺牲层的同时去除。 

上述的微电子机械系统的制作方法中，去除该第二牺牲层(即BPSG层)的方法包括化学气相刻蚀。 

上述的微电子机械系统的制作方法中，去除该第一牺牲层的方法包括干法氧刻蚀。 

本发明由于在MEMS微镜制程中以光阻层(或聚酰亚胺层)和BPSG层共同形成第一、第二牺牲层，使之与现有技术相比，具有如下显著优点： 

1、由于在BPSG层上用干法刻蚀的方法形成开口，其角度和轮廓容易调整，这是PVD工艺形成图案化金属层的关键；