[发明专利]用于制造微机电系统装置的方法

权利要求书

1.一种用于制造微机电系统(MEMS)装置的方法，其包括：

提供单晶体衬底，其具有第一表面和第二表面且具有MEMS区和集成电路(IC)区；

在所述衬底的所述第一表面上在所述MEMS区中形成多个单晶体结构(SCS)质量块；

在所述衬底的所述第一表面上形成结构介电层，其中所述结构介电层具有介电部件且以所述介电部件填充围绕所述MEMS区中的所述SCS质量块的空间，其中所述IC区具有电路结构，所述电路结构具有形成于所述结构介电层中的互连结构；

通过蚀刻工艺在所述第二表面上将所述单晶体衬底图案化，以暴露填充于围绕所述SCS质量块的所述空间中的所述介电部件的一部分；以及

至少对填充于围绕所述SCS质量块的所述空间中的所述介电部件执行各向同性蚀刻工艺，其中暴露所述SCS质量块以释放MEMS结构。

2.根据权利要求1所述的用于制造MEMS装置的方法，其特征在于所述形成所述质量块的步骤包括：

在所述衬底的所述第一表面上以任意形状形成对应于所述SCS质量块的第一掩模层，其中所述第一掩模层在所述MEMS区处具有多个第一开口图案以暴露所述衬底；

以所述第一掩模层作为蚀刻掩模来蚀刻所述衬底以形成具有深度的多个沟槽，以在所述衬底上产生具有所述任意形状的所述SCS质量块；

在所述沟槽的侧壁和所述第一掩模层的所述第一开口图案上形成介电间隔件以作为第二掩模；以及

用所述第一掩模和所述第二掩模执行各向同性蚀刻工艺以移除所述衬底的一部分，其中所述SCS质量块的至少一部分相对于所述衬底悬置以在所述SCS质量块中形成悬置梁结构，其中所述SCS质量块的一部分保留在所述衬底上。

3.根据权利要求2所述的用于制造MEMS装置的方法，所述在所述沟槽的所述侧壁上形成所述介电间隔件的步骤包括：

在所述衬底上以共形形状形成介电层；以及

对所述介电层执行回蚀工艺，其中所述介电层的残余部分变为所述介电间隔件。

4.根据权利要求2所述的用于制造MEMS装置的方法，其特征在于所述沟槽具有根据既定的MEMS结构的几何形状。

5.根据权利要求1所述的用于制造MEMS装置的方法，其特征在于所述形成所述SCS质量块的步骤包括：

在所述衬底的所述第一表面上以任意形状形成对应于所述SCS质量块的第一掩模层，其中所述第一掩模层在所述MEMS区处具有多个第一开口图案以暴露所述衬底；

以所述第一掩模层作为蚀刻掩模来蚀刻所述衬底以形成具有深度的多个沟槽，以产生具有任意形状的所述SCS质量块；

在所述沟槽的侧壁上形成夹层间隔件以作为第二掩模，其中所述夹层间隔件具有嵌入在所述介电间隔件中的导电间隔件；以及

用所述第一掩模和所述第二掩模执行各向同性蚀刻工艺以移除所述衬底的一部分，其中所述SCS质量块的至少一部分相对于所述衬底悬置以在所述SCS质量块中形成悬置梁结构，其中所述SCS质量块的一部分保留在所述衬底上。

6.根据权利要求5所述的用于制造MEMS装置的方法，其特征在于所述形成所述夹层间隔件的步骤包括：

在所述衬底上以共形形状形成电介质；

在所述衬底上以共形形状形成导电层；以及

对所述导电层执行回蚀工艺。

7.根据权利要求6所述的用于制造MEMS装置的方法，其特征在于在执行所述回蚀工艺之后，所述导电间隔件保留在所述沟槽的所述侧壁上。

8.根据权利要求1所述的用于制造MEMS装置的方法，其进一步包括在执行所述各向同性蚀刻工艺之前形成可润湿层以在所述第二表面处覆盖所述衬底的暴露部分。

9.根据权利要求8所述的用于制造MEMS装置的方法，其特征在于所述各向同性蚀刻工艺是湿式蚀刻工艺且在所述湿式蚀刻工艺中具有湿蚀刻剂，其中所述可润湿层与所述湿蚀刻剂反应，或由所述湿蚀刻剂润湿所述可润湿层的所述表面。

10.根据权利要求1所述的用于制造MEMS装置的方法，其特征在于所述各向同性蚀刻工艺包括气相蚀刻。