JP7079728B2 - 簡略化されたmemsデバイスの製造プロセス - Google Patents
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Description
本出願は、参照によって全内容が本明細書に組み込まれている、2015年9月30日に出願された米国特許出願第14/872,094号、件名「簡略化されたMEMSデバイスの製造プロセス(Simplified MEMS Device Fabrication Process)」の利益を主張するものである。
〔付記1〕
MEMSデバイスの製造方法であって、
基板ウエハに複数の穴を形成するために、基板ウエハ材料にエッチングするステップと、
前記複数の穴を介して前記基板ウエハ材料をエッチングするステップであって、前記複数の穴を介して前記基板ウエハ材料をエッチングすることにより、前記MEMSデバイスの下にある前記基板ウエハ材料を除去する、ステップと、
を含むことを特徴とする方法。
〔付記2〕
前記複数の穴を介して前記基板ウエハ材料をエッチングするステップは、1つ以上の可動構造と前記MEMSデバイスの下層との間の犠牲層をエッチングすることによって、前記MEMSデバイスの1つ以上の構造をリリースするステップを含む、付記1に記載の方法。
〔付記3〕
複数のトレンチを前記基板ウエハにエッチングするステップを含む、付記1に記載の方法。
〔付記4〕
エッチングは、反応性イオンエッチングを含む、付記3に記載の方法。
〔付記5〕
前記トレンチは、スロット、周状の溝、またはこれらの両方の組み合わせとして構成され得る、付記3に記載の方法。
〔付記6〕
前記複数の穴は、前記周状の溝によって囲まれた領域にエッチングされる、付記5に記載の方法。
〔付記7〕
前記複数のトレンチを導電材料で埋めるステップを含む、付記3に記載の方法。
〔付記8〕
前記基板ウエハ上に導電材料の1つ以上の層を堆積するステップと、
前記基板ウエハ上に絶縁材料の1つ以上の層を適用するステップと、
前記導電材料の層をパターニングして、前記MEMSデバイス内に1つ以上の電気経路を形成するステップと、
前記絶縁材料の層をパターニングして、前記1つ以上の電気的経路間の絶縁を形成するステップと、
を含む、付記7に記載の方法。
〔付記9〕
前記基板ウエハ上に境界トレンチをエッチングするステップを含み、
前記境界トレンチは、前記MEMSデバイスの外側境界に配置される、
付記1に記載の方法。
〔付記10〕
前記複数の穴を介して前記基板ウエハ材料をエッチングするステップは、前記境界トレンチの下にある前記基板ウエハ材料を除去し、前記MEMSデバイスを前記基板ウエハから解放するステップを含む、付記9に記載の方法。
〔付記11〕
1つ以上のストリップの各端部が前記基板ウエハに結合され、犠牲層が前記1つ以上のストリップと前記MEMSデバイスとの間に位置するように、前記MEMSデバイスの1つ以上のコーナーに沿って前記1つ以上のストリップを堆積させる、付記1に記載の方法。
〔付記12〕
MEMSデバイスの製造方法であって、
基板ウエハに複数のトレンチをエッチングするステップと、
前記基板ウエハの表面に犠牲層を適用するステップと、
前記複数のトレンチをMEMSベース材料で埋めるステップと、
前記基板ウエハの表面に第2の犠牲層を適用するステップと、
前記基板ウエハの表面に第1の導電材料の層を堆積するステップと、
前記第1の導電材料の層をパターニングするステップと、
前記基板ウエハの表面に第3の犠牲層を適用するステップと、
前記第3の犠牲層をパターニングするステップと、
前記基板ウエハの表面に第2の導電材料の層を堆積するステップと、
前記第2の導電材料の層をパターニングするステップと、
前記基板ウエハをエッチングすることにより、前記基板ウエハに複数の穴を形成するステップと、
前記複数の穴を介して前記基板ウエハをエッチングするステップであって、前記基板ウエハから前記MEMSデバイス分離する、前記ステップと、
を含む方法。
〔付記13〕
前記MEMSベース材料は、導電材料を含む、付記12に記載の方法。
〔付記14〕
前記MEMSベース材料は、構造材料を含む、付記12に記載の方法。
〔付記15〕
前記複数の穴を介して前記基板ウエハをエッチングするステップは、1つ以上の可動構造と前記MEMSデバイスの下層との間の犠牲層をエッチングすることによって、前記MEMSデバイスの1つ以上の構造をリリースするステップを含む、付記12に記載の方法。
〔付記16〕
前記犠牲層は、前記第1の犠牲層、前記第2の犠牲層、及び前記第3の犠牲層の1つ又はそれ以上を含む、付記15に記載の方法。
〔付記17〕
前記第1の導電材料と前記第2の導電材料は、同一材料を含む、付記12に記載の方法。
〔付記18〕
前記第1の導電材料と前記第2の導電材料は、異なる材料を含む、付記12に記載の方法。
〔付記19〕
前記複数のトレンチの1つ又はそれ以上は、他のトレンチより幅が広い、付記12に記載の方法。
〔付記20〕
MEMSデバイスであって、
基板ウエハに複数のトレンチを異方的にエッチングするステップと、
前記基板ウエハの表面に犠牲層を適用するステップと、
前記複数のトレンチを第1の導電材料の層で埋めるステップと、
前記基板ウエハの表面に第2の犠牲層を適用するステップと、
第2の導電材料の層を堆積するステップと、
前記第2の導電材料の層をパターニングするステップと、
前記基板ウエハの表面に第3の犠牲層を適用するステップと、
前記第3の犠牲層をパターニングするステップと、
第3の導電材料の層を堆積するステップと、
前記第3の導電材料の層をパターニングするステップと、
前記基板ウエハを異方的にエッチングすることにより、前記基板ウエハに複数の穴を形成するステップと、
前記複数の穴を介して前記基板ウエハを等方的にエッチングするステップであって、前記基板ウエハから前記MEMSデバイス分離する、前記ステップと、
を含む方法により製造された、前記MEMSデバイス。
Claims (17)
- MEMSデバイスの製造方法であって、
基板ウエハに複数の穴を形成するために、基板ウエハ材料にエッチングするステップと、
前記複数の穴を介して前記基板ウエハに複数のトレンチをエッチングするステップと、
前記複数の穴を介して前記基板ウエハ材料をエッチングするステップであって、前記複数の穴を介して前記基板ウエハ材料をエッチングするステップは、1つ以上の可動構造と前記MEMSデバイスの下層との間の絶縁層をエッチングすることによって、前記MEMSデバイスの1つ以上の構造をリリースするステップを含む、ステップと、
前記複数のトレンチを導電材料で埋めるステップと、を含み、
前記複数のトレンチをエッチングする前に、保護材料の層は前記基板ウエハ上に含まれ、
前記複数のトレンチの周囲で前記基板ウエハ材料をエッチングするステップは、前記基板ウエハ材料から前記MEMSデバイスをリリースする、
ことを特徴とする方法。 - 前記基板ウエハへのエッチングは、深反応性イオンエッチングを用いることを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記トレンチは、スロット、周状の溝、またはこれらの両方の組み合わせとして構成され得る、請求項1に記載の方法。
- 前記複数の穴は、前記周状の溝によって囲まれた領域にエッチングされる、請求項3に記載の方法。
- 前記基板ウエハ上に導電材料の1つ以上の層を堆積するステップと、
前記導電材料の層をパターニングして、前記MEMSデバイス内に1つ以上の電気経路を形成するステップと、
前記基板ウエハ上に絶縁材料の1つ以上の層を適用するステップと、
前記絶縁材料の層をパターニングして、前記1つ以上の電気的経路間の絶縁を形成するステップと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記基板ウエハ上に境界トレンチをエッチングするステップを含み、
前記境界トレンチは、前記MEMSデバイスの外側境界に配置され、
前記境界トレンチは、正方形、円形、成形溝、及びスロットのうち少なくとも1つで形成される、請求項1に記載の方法。 - 前記複数の穴を介して前記基板ウエハ材料をエッチングするステップは、前記境界トレンチの下にある前記基板ウエハ材料を除去し、前記MEMSデバイスを前記基板ウエハから解放するステップを含む、請求項6に記載の方法。
- 1つ以上のストリップの各端部が堆積によって前記基板ウエハに結合され、絶縁層が前記1つ以上のストリップと前記MEMSデバイスとの間に位置するように、前記MEMSデバイスの1つ以上のコーナーに沿って前記1つ以上のストリップを堆積させる、請求項1に記載の方法。
- MEMSデバイスの製造方法であって、
基板ウエハに複数のトレンチをエッチングするステップと、
前記基板ウエハの表面に第1の絶縁層を適用するステップと、
前記複数のトレンチをMEMSベース材料で埋めるステップと、
前記基板ウエハの表面に、前記第1の絶縁層とは相互に異なる位置に配置された第2の絶縁層を適用するステップと、
前記基板ウエハの表面に第1の導電材料の層を堆積するステップと、
前記第1の導電材料の層をパターニングするステップと、
前記基板ウエハの表面に、前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層とは相互に異なる位置に配置された第3の絶縁層を適用するステップと、
前記第3の絶縁層をパターニングするステップと、
前記基板ウエハの表面に第2の導電材料の層を堆積するステップと、
前記第2の導電材料の層をパターニングするステップと、
前記基板ウエハをエッチングすることにより、前記基板ウエハに複数の穴を形成するステップと、
前記複数の穴を介して前記基板ウエハをエッチングするステップであって、前記基板ウエハから前記MEMSデバイスを分離する、前記ステップと、
を含む方法。 - 前記MEMSベース材料は、導電材料を含む、請求項9に記載の方法。
- 前記MEMSベース材料は、構造材料を含む、請求項9に記載の方法。
- 前記複数の穴を介して前記基板ウエハをエッチングするステップは、1つ以上の可動構造と前記MEMSデバイスの下層との間の絶縁層をエッチングすることによって、前記MEMSデバイスの1つ以上の構造をリリースするステップを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記絶縁層は、前記第1の絶縁層、前記第2の絶縁層、又は/及び前記第3の絶縁層のいずれかを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記第1の導電材料と前記第2の導電材料は、同一材料を含む、請求項9に記載の方法。
- 前記第1の導電材料と前記第2の導電材料は、異なる材料を含む、請求項9に記載の方法。
- 前記複数のトレンチの1つ又はそれ以上は、他のトレンチより幅が広い、請求項9に記載の方法。
- MEMSデバイスであって、
基板ウエハに複数のトレンチを異方的にエッチングするステップと、
前記基板ウエハの表面に絶縁層を適用するステップと、
前記複数のトレンチを第1の導電材料の層で埋めるステップと、
前記基板ウエハの表面に、前記絶縁層とは相互に異なる位置に配置された第2の絶縁層を適用するステップと、
第2の導電材料の層を堆積するステップと、
前記第2の導電材料の層をパターニングするステップと、
前記基板ウエハの表面に、前記絶縁層及び前記第2の絶縁層とは相互に異なる位置に配置された第3の絶縁層を適用するステップと、
前記第3の絶縁層をパターニングするステップと、
第3の導電材料の層を堆積するステップと、
前記第3の導電材料の層をパターニングするステップと、
前記基板ウエハを異方的にエッチングすることにより、前記基板ウエハに複数の穴を形成するステップと、
前記複数の穴を介して前記基板ウエハを等方的にエッチングするステップであって、前記基板ウエハから前記MEMSデバイスを分離する、前記ステップと、
を含む方法により製造された、前記MEMSデバイス。
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