微型机器的制造方法以及微型机器技术

本发明专利技术提供一种能够抑制构造体腐蚀的微型机器的制造方法以及微型机器。其特征在于，具有：在基板（１１）上构图形成具有含有氟化氢的解离物质的硅氧化物类材料的牺牲层（１２）的第一工序；以覆盖牺牲层（１２）的状态在上述基板（１１）上形成构造体（１６）的第二工序；在牺牲层（１２）上的构造体（１６）上形成到达牺牲层（１２）的孔部（１８）的第三工序；从孔部（１８）只导入氟化氢气体或者只导入氟化氢气体和惰性气体，利用牺牲层（１２）中的解离物质来进行牺牲层（１２）的蚀刻，由此在基板（１１）和构造体（１６）之间形成振动空间的第四工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及作为电子设备及通信设备的滤波器使用的微型机器的制造方法以及微型机器，特别是涉及薄膜体声波谐振器(FBAR: Thin Film Bulk Acoustic Wave Resonator)。
技术介绍
作为用于构成手机等无线通信系统及无线传感系统的发射滤波器 及天线收发转换开关等电路的元件，高频滤波特性优良且能够使装置 小型化的FBAR近年来备受瞩目。作为该FBAR的构造以及制造方法，已知的方法有(1 )基板表面 加工方式、(2)基板背面Via方式、(3)空气桥方式以及(4)多层 声频镜像方式。这些方式当中，除多层声频镜像方式之外，基本构造 的特征在于，在振动部的上下具有空气层。其中，空气桥方式由于能 够在制造方法上将复杂的工序简化，所以作为谋求低成本而且能与集 成电路混装的方法而倍受期待。该空气桥方式的FBAR通过空气层即振动空间(空洞、也叫空腔谐 振器)在基板上形成层叠有下部电极膜、压电膜、以及上部电极膜的 状态的构造体。而且由该构造体的下部电极膜和上部电极膜夹持的区 域形成该构造体的振动部，其以规定的共振频率工作。作为这种FBAR 的制造方法之一，存在的方法是通过牺牲层在基板上形成构造体之后， 再在该构造体上形成到达牺牲层的孔部，通过从该孔部供给牺牲层的 腐蚀剂来除去牺牲层而形成振动空间。在制造这种FBAR的工序中，站在腐蚀剂的供给这一立场来看，只 要供给牺牲层的腐蚀剂的孔部开口面积大、开口数量多即可。但是， 为确保设置有孔部的构造体的强度，同时，宽范围地确保FBAR工作时的热传导路径，而要求上述孔部开口面积小、开口数量少。另外，为了提高FBAR的共振特性，必须更大地形成上述构造体的振动部的面 积，必须使振动空间的容积也变大。因此，在FBAR的制造工序中，对 于牺牲层的蚀刻，必须采取方法是从小的孔部有效地蚀刻除去充填在 大的空间的牺牲层，其结果形成大的空间(空洞)。在此，牺牲层使用硅氧化物类材料、使用氟化氢类的腐蚀剂。这 种牺牲层的蚀刻通过如下述式1所示的化学反应式来进行。式1:解离物质4HF + Si02 —SiF4 + 2H20... (1) 另外，牺牲层的蚀刻通过湿式蚀刻或者干式蚀刻这两者来探讨。 作为利用湿式蚀刻除去牺牲层的方法有报告提出如下所述的方法。首先在形成于基板表面的凹部平坦地埋入由硅氧化物膜构成的牺牲层， 之后，在其上面依次层叠下部电极膜和压电膜以及上部电极膜。其后， 以贯通这些膜的状态从设有的孔部导入氟化氢水溶液。由此，由于导 入氟化氢和作为氟化氢的解离物质即水，所以通过在使氟化氢解离的 状态下蚀刻除去该牺牲层，形成振动空间，同时，形成由上部电极膜、 压电膜和上部电极膜构成的构造体(例如参照美国专利第6060818号 说明书)。另外，虽然不适用FBAR，但作为利用干式蚀刻对牺牲层进行蚀刻 形成振动空间的微型机器的制造方法，也有报告提出的 一种方法是利 用使用了氟化氢气体和作为氟化氢的解离物质的水蒸气的混合气体的 干式独刻来除去牺斗生层(侈'H口参照Characterization of Residues on Anhydrous HF Gas-Phase Etching of Sacrificial Oxides for Surface Micromachining， "Japanese Journal of Applied Physics" January 2000，vol. 39 Partl，No. 1，pp. 337 - 342 )。但是，在美国专利6060818号说明书所公开的方法中，在蚀刻除 去牺牲层的过程中，不仅仅是桥式构造体的下部电极膜侧，上部电极膜侧也暴露于氟化氢水溶液中，因此，使吸附在下部电极膜以及上部 电极膜上的氟化氢水溶液发生解离。因此，其存在蚀刻过程中易于腐 蚀构造体的问题。另外，如上所述，由于从开口面积小开口数量少的孔部导入氟化 氢水溶液，所以致使被导入到形成的振动空间内的氟化氢水溶液的置 换效率变差。'因此，随着牺牲层蚀刻的进行，振动空间内的氟化氢成 分减少，蚀刻速率变得极慢。进一步，在蚀刻牺牲层后，为了防止因吸附的氟化氢成分而造成 的构造体的腐蚀，必须进行沖洗以除去残留的氟化氢成分。但是，要 从上述孔部用沖洗水置换振动空间内的氟化氩水溶液的话就会降低效 率，难以确实除去残留的氟化氢成分。因此，不仅仅是在牺牲层的蚀 刻除去的过程中，就是因残留的氟化氢成分而造成的构造体下部电极 膜侧的腐蚀也成为一个问题。另外，由于进行湿式蚀刻，所以在进行 干燥的情况下，有可能因水的表面张力致使上述构造体发生变形而受 到破坏。另夕卜，即4吏在:i口 Characterization of Residues on Anhydrous HF Gas-Phase Etching of Sacrificial Oxides for Surface Micromachining， "Japanese Journal of Applied Physics" January 2000, vol. 39 Partl， No. 1， pp. 337 - 342所记载的樣t型机器的制造方法 适于FBAR的情况下，在蚀刻除去牺牲层的过程中，不仅仅是构造体的 下部电极侧，上部电极侧也成为暴露于氟化氢和作为氟化氢的解离物 质的水蒸气中的状态。因此，其存在吸附在下部电极膜及上部电极膜 上的氟化氢发生解离，在蚀刻中构造体易被腐蚀的问题。另外，通过配置孔部，在形成FBAR的工作区域的构造体的振动部 的下部残存有蚀刻残渣，由此，其也存在对下部电极膜产生质量附加， 致使FBAR的共振特性恶化的问题。进一步，为了除去作为反应生成物的水，在加热氛围气下或者减 压氛围气下进行处理的情况下，和氟化氢气体一起进行供给的氟化氢 的解离物质即水蒸气难以吸附在牺牲层的表面。由此也存在使蚀刻速率变慢的问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种微型机器的制造方法，其特 征在于依次进行如下所述的工序。首先，在第一工序中，进行在基板 上构图形成具有含有氟化氢解离物质的硅氧化物类材料的牺牲层的工 序。然后，在第二工序中，进行以覆盖牺牲层的状态在基板上形成构 造体的工序。接着，在第三工序中，进行在牺牲层上的构造体上形成 到达牺牲层的孔部的工序。其后，在第四工序中，进行从孔部只导入 氟化氢气体或者只导入氟化氢气体和惰性气体，利用牺牲层中的解离 物质来进行牺牲层的蚀刻，由此在基板和构造体之间形成振动空间的 工序。根据这样的微型机器的制造方法，由于构成牺牲层的硅氧化物类 材料含有氟化氢的解离物质，所以在第四工序中，只有吸附在牺牲层 表面的氟化氢被解离。由此，在暴露于处理氛围气中的构造体的上面 侧，氟化氢不发生解离，因此，构造体的腐蚀被抑制。由此，在构造 体为由下部电极膜、压电膜以及上部电极膜构成的情况下，可以防止 由下部电极膜和上部电极膜夹持压电膜而成的振动部的共振特性的恶 化。另外，在构造体为由下部电极膜、压电膜以及上部电极膜构成的 情况时，在第三工序中以蚀刻的终点比上部电极膜的正下方更靠外侧 的形式来规定孔部的位置的情况下，可防止牺牲层的蚀刻残渣残存于 上部电极膜的正下方。由此，可以防止因由下部电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型机器的制造方法，其特征在于，具有：　　　　在基板上构图形成具有含氟化氢的解离物质的硅氧化物类材料的牺牲层的第一工序、　　　　以覆盖所述牺牲层的状态在所述基板上形成构造体的第二工序、　　　　在所述牺牲层上的所述构造体上形成到达所述牺牲层的孔部的第三工序、　　　　从所述孔部只导入氟化氢气体或者只导入氟化氢气体和惰性气体，通过利用所述牺牲层中的所述解离物质来进行所述牺牲层的蚀刻，在所述基板和所述构造体之间形成振动空间的第四工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：逢坂勉，佐藤进，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]