微机电元件的蚀刻方法技术

本发明专利技术公开一种微机电元件的蚀刻方法，包括如下步骤：提供基板，具有第一表面与相对第一表面的第二表面，其中基板的第一表面上还包括配置有基底结构、牺牲结构与至少一黏着层，其中黏着层配置于基底结构与牺牲结构之间，且基底结构配置于黏着层与基板之间；对基板的第二表面进行表面研磨制作工艺；利用包含有氧气与第一含氮基气体的第一混合气体，对牺牲结构进行第一等离子体蚀刻制作工艺，以去除牺牲结构；以及利用包含有第二含氮基气体与含氟基气体的第二混合气体，对黏着层进行第二等离子体蚀刻制作工艺，以去除黏着层。

【技术实现步骤摘要】
微机电元件的蚀刻方法
本专利技术涉及一种微机电元件的蚀刻方法，且特别是涉及一种微机电元件的等离子体蚀刻方法。
技术介绍
麦克风在日常生活中应用广泛，举凡是将接收到的声音转换为电信号的装置都看得到，例如手机、录音笔、电话、对讲机、耳机等。相较于传统麦克风，则利用半导体加工制作的麦克风，具有微型化、省电与多功能的特性。并且，目前市面上普遍存在有将微型麦克风与类比放大电路封装成单一微机电麦克风(MEMSMicrophone)的产品。MEMS麦克风常见的类型约有三种，为压电式(Piezoelectric)、压阻式(Piezoresistive)与电容式(Capacitive)等。通常压电式MEMS麦克风与压阻式MEMS麦克风对声压的敏感度较低，且系统噪声较大。因此目前以具有高感度与低功耗等特性的电容式MEMS麦克风为目前市场上的发展主流。如图1所示，上述电容式MEMS麦克风100的结构至少包含有基板101、振膜(Membrane)110、具有多孔结构的背板(backplate)120、以及介于振膜110与背板120之间的绝缘空气层130。其中上述振膜110与背板120适于作为导电板。上述电容式MEMS麦克风的功能将声音转化为电压。其转化的原理概述如下：当振膜110受到声压作用时所产生的振动，会造成振膜110与背板120等两导电板之间的动态微位移，并会使得结构中的电容值随之改变，并以电压的方式呈现。而上述的介于振膜110与背板120之间的绝缘空气层130可用以避免电容式MEMS麦克风中的电荷累积现象。然而于传统的MEMS制作工艺中，要将原本位于绝缘空气层130中的牺牲层完全去除进而形成干净的绝缘空气层130并不容易。但若牺牲层的残留物存在于振膜110与背板120之间，则可能造成电容式MEMS麦克风的可靠度问题与耗电问题。有鉴于此，仍有必要提出一种新的MEMS制作工艺方法，以解决上述牺牲层的残留问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种微机电元件的蚀刻方法，以提升微机电元件于蚀刻制作工艺后的良率。为达上述目的或其他目的，本专利技术提出一种微机电元件的蚀刻方法，包括如下步骤：提供基板，具有第一表面与相对第一表面的第二表面，其中基板的第一表面上还包括配置有基底结构、牺牲结构与至少一黏着层，其中黏着层配置于基底结构与牺牲结构之间，且基底结构配置于黏着层与基板之间；对基板的第二表面进行表面研磨制作工艺；利用包含有氧气与第一含氮基气体的第一混合气体，对牺牲结构进行第一等离子体蚀刻制作工艺，以去除牺牲结构；以及利用包含有第二含氮基气体与含氟基气体的第二混合气体，对黏着层进行第二等离子体蚀刻制作工艺，以去除黏着层。在本专利技术的一实施例中，其中上述牺牲结构的材料是聚酰亚胺。在本专利技术的一实施例中，其中上述黏着层的材料是有机硅烷。在本专利技术的一实施例中，其中上述第一含氮基气体与上述第二含氮基气体的成分分别选自氮气或一氮氢化合物其中之一或其混合物。在本专利技术的一实施例中，其中上述氮氢化合物为N2H2、N2H4、N2H6或NH3。在本专利技术的一实施例中，其中上述含氟基气体的成分为氟碳化合物。在本专利技术的一实施例中，其中上述含氟基气体的成分选自四氟化碳(CF4)、八氟环丁烷(C4F8)或八氟环戊烯(C5F8)其中之一或其混合物。在本专利技术的一实施例中，其中上述第二含氮基气体与上述含氟基气体的比例范围介于99：1～2：1。在本专利技术的一实施例中，其中上述第一混合气体中的氧气与第一含氮基气体的比例介于1：5～1：30。在本专利技术的一实施例中，在对上述基板的第二表面进行表面研磨制作工艺之后，还包含对第二表面进行晶背蚀刻制作工艺以形成凹槽，之后再对牺牲结构进行第一等离子体蚀刻制作工艺，以去除牺牲结构。在本专利技术的一实施例中，其中上述牺牲结构为三明治结构。在本专利技术的一实施例中，还包含多个黏着层，其中上述基底结构包含有底层、中间层与表层，其中上述底层与上述第一表面接触，上述中间层具有至少一贯穿孔，上述表层具有多个贯穿孔与多个不连续的条状部，其中上述牺牲结构包含配置于上述底层与上述中间层之间、以及配置于上述表层与上述中间层之间、以及配置于上述贯穿孔中、且覆盖于上述表层上而形成上述三明治结构，其中上述多个黏着层分别配置于上述底层、上述中间层与上述表层的远离上述第一表面的表面与上述牺牲结构之间。综上所述，本专利技术的微机电元件的蚀刻方法通过含有O2与N2H2等含氮基气体的混合气体的等离子体来蚀刻材料为Polyimide的牺牲结构，并且通过含有N2H2等含氮基气体与CF4等含氟基气体的混合气体的等离子体来蚀刻材料为有机硅烷的黏着层，以有效清除Polyimide与有机硅烷，并避免其残留物留存于基底结构中而降低微机电元件的良率。附图说明图1为传统电容式微机电麦克风的结构示意图；图2A～图2E为根据本专利技术的一实施例所绘示的微机电元件的蚀刻方法流程图；图3A～图3E为根据本专利技术的另一实施例所绘示的微机电元件的蚀刻方法流程图；图4为本专利技术的第二等离子体蚀刻制作工艺中的N2H2与CF4的比例与黏着层的蚀刻洁净度的关系。符号说明100：电容式MEMS麦克风101：基板110：振膜120：背板130：绝缘空气层210、310：基板220、320：基底结构230、330：牺牲结构240、341、343、345：黏着层322：底层324：中间层326：表层328、329：电极S1：第一表面S2：第二表面S3：表面H1、H2：凹槽T1、T2：贯穿孔L1：条状部具体实施方式图2A～图2E为根据本专利技术的一实施例所绘示的微机电元件的蚀刻方法流程图。请先参照图2A。本专利技术的微机电元件的蚀刻方法包括如下步骤：首先，提供基板210。其中基板210具有第一表面S1与相对第一表面S1的第二表面S2。此外，上述基板210的第一表面S1上还包括配置有基底结构220、牺牲结构230与至少一黏着层240。上述基底结构220例如是直接接触基板210的第一表面S1，且基底结构220的远离第一表面S1的表面例如是凹凸不平的表面S3。此外，上述基底结构220例如至少包括有上电极结构与下电极结构(图未示出)。上述基底结构220配置于黏着层240与基板210之间。上述黏着层240配置于基底结构220与牺牲结构230之间。并且，黏着层240的厚度约为数个埃(angstrom)～数个纳米(nanometer)之间，例如是5～9纳米之间，用以提升基底结构220与牺牲结构230之间的黏结力。请参照图2B。接下来，对基板210的第二表面S2进行表面研磨制作工艺(或称为晶背研磨制作工艺)，以便于削减基板210的厚度。由于在表面研磨制作工艺中，研磨粒子或液体可能会伤害基底结构220的凹凸不平的表面S3，因此将牺牲结构230覆盖于基底结构220上，可保护基底结构220于表面研磨制作工艺不受到损伤。请参照图2C。在完成上述表面研磨制作工艺之后，对基板210的第二表面S2进行晶背蚀刻制作工艺，以形成凹槽H1。其中凹槽H1例如贯穿第二表面S2与第一表面S1而暴露出部分基板210，如图2C所示。请同时参照图2C～图2D。在完成晶背蚀刻制作工艺之后，接着则利用包含有氧气(O2)与第一含氮基气体的第一混合气体，对牺牲结构230进行第一等离子体蚀刻制作工艺，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微机电元件的蚀刻方法，包括：提供一基板，具有第一表面与相对该第一表面的第二表面，其中该基板的该第一表面上还包括配置有基底结构、牺牲结构与至少一黏着层，其中该黏着层配置于该基底结构与该牺牲结构之间，该基底结构配置于该黏着层与该基板之间；对该基板的该第二表面进行一表面研磨制作工艺；利用包含有氧气与一第一含氮基气体的第一混合气体，对该牺牲结构进行一第一等离子体蚀刻制作工艺，以去除该牺牲结构；以及利用包含有一第二含氮基气体与一含氟基气体的第二混合气体，对该黏着层进行一第二等离子体蚀刻制作工艺，以去除该黏着层。

【技术特征摘要】
1.一种微机电元件的蚀刻方法，包括：提供一基板，具有第一表面与相对该第一表面的第二表面，其中该基板的该第一表面上还包括配置有基底结构、牺牲结构与至少一黏着层，其中该黏着层配置于该基底结构与该牺牲结构之间，该基底结构配置于该黏着层与该基板之间；对该基板的该第二表面进行一表面研磨制作工艺；利用包含有氧气与一第一含氮基气体的第一混合气体，对该牺牲结构进行一第一等离子体蚀刻制作工艺，以去除该牺牲结构；以及利用包含有一第二含氮基气体与一含氟基气体的第二混合气体，对该黏着层进行一第二等离子体蚀刻制作工艺，以去除该黏着层。2.如权利要求1所述的微机电元件的蚀刻方法，其中该牺牲结构的材料是聚酰亚胺。3.如权利要求1所述的微机电元件的蚀刻方法，其中该黏着层的材料是有机硅烷。4.如权利要求1所述的微机电元件的蚀刻方法，其中该第一含氮基气体与该第二含氮基气体的成分分别选自氮气或一氮氢化合物其中之一或其混合物。5.如权利要求4所述的微机电元件的蚀刻方法，其中该氮氢化合物为N2H2、N2H4、N2H6或NH3。6.如权利要求1所述的微机电元件的蚀刻方法，其中该含氟基气体的成分为氟碳化合物。7.如权利要求1所述的微机电元件的蚀刻方法，其中该含氟基气体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱俞翔，王镇和，吕信谊，徐长生，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71