TW201538944A - 製造壓力感測器之方法、沉積系統及退火系統 - Google Patents

製造壓力感測器之方法、沉積系統及退火系統 Download PDF

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TW201538944A
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Yoshihiko Fuji
Hideaki Fukuzawa
Shiori Kaji
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Toshiba Kk
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Abstract

一種製造一壓力感測器之方法包括：在形成於一基板之一表面上之一膜部分上方，在一基板之一表面上沉積一第一磁性層、一第二磁性層及介於該第一磁性層與該第二磁性層之間的一中間層；移除該等經沉積層而留下其等之一部分；及從該基板之另一表面移除該基板之一部分。藉由移除該等經沉積層而留下其等之一部分，在一第一區域之一部分中形成一應變偵測元件，該應變偵測元件包括該第一磁性層、該第二磁性層及該中間層。藉由移除該基板之一部分，移除該基板之該第一區域之一部分。此外，在該基板彎曲的情況下執行該第一磁性層之該沉積。

Description

製造壓力感測器之方法、沉積系統及退火系統 相關申請案之交叉參考
本申請案係基於2014年3月19日申請之日本專利申請案第2014-57159號且主張該案之權利，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
實施例係關於一種製造一壓力感測器之方法、一種沉積系統及一種退火系統。
使用一微機電系統(MEMS)技術之一壓力感測器具有(例如)一壓阻變化類型及一電容類型。同時，已提出使用一自旋電子學技術之一壓力感測器。使用該自旋電子學技術之壓力感測器回應於應變感測電阻變化。期望具有使用自旋電子學技術之一高靈敏度壓力感測器。
根據實施例之製造一壓力感測器之方法、沉積系統及退火系統之一目的係提供一高靈敏度壓力感測器。
100‧‧‧壓力感測器
100A‧‧‧壓力感測器
110‧‧‧基板
111‧‧‧腔部分
112‧‧‧基板之表面
113‧‧‧基板之表面
120‧‧‧膜部分
121‧‧‧振盪部分
122‧‧‧經支撐部分
125‧‧‧絕緣層
126‧‧‧絕緣層
131‧‧‧配接線/配接線部分
132‧‧‧襯墊
133‧‧‧配接線/配接線部分
134‧‧‧襯墊
150‧‧‧麥克風
151‧‧‧印刷電路板
152‧‧‧電子電路
153‧‧‧罩蓋
154‧‧‧聲孔
155‧‧‧聲波
160‧‧‧血壓感測器
165‧‧‧手臂
166‧‧‧動脈
170‧‧‧觸控面板
171‧‧‧第一配接線
172‧‧‧第二配接線
173‧‧‧控制部分
174‧‧‧第一控制電路
175‧‧‧第二控制電路
176‧‧‧第三控制電路
200‧‧‧應變偵測元件/應變感測裝置
200A‧‧‧應變偵測元件/應變感測裝置
200B‧‧‧應變偵測元件/應變感測裝置
200C‧‧‧應變偵測元件
200D‧‧‧應變偵測元件
200E‧‧‧應變偵測元件
200Z‧‧‧應變偵測元件
201‧‧‧第一磁性層/磁性層
202‧‧‧第二磁性層/磁性層
203‧‧‧中間層
204‧‧‧底部電極
205‧‧‧底層
206‧‧‧釘紮層
207‧‧‧第二磁化固定層
208‧‧‧磁性耦合層
209‧‧‧第一磁化固定層
210‧‧‧磁化自由層
211‧‧‧罩蓋層
212‧‧‧頂部電極
213‧‧‧絕緣層
214‧‧‧硬偏壓層
215‧‧‧保護層
221‧‧‧下部釘紮層
222‧‧‧第二下部磁化固定層
223‧‧‧下部磁性耦合層
224‧‧‧第一下部磁化固定層
225‧‧‧下部中間層
226‧‧‧磁化自由層
227‧‧‧上部中間層
228‧‧‧第一上部磁化固定層
229‧‧‧上部磁性耦合層
230‧‧‧第二上部磁化固定層
231‧‧‧上部釘紮層
241‧‧‧第一磁化自由層
242‧‧‧第二磁化自由層
300‧‧‧壓力感測器製造系統
301‧‧‧氧化裝置
302‧‧‧蝕刻裝置
303‧‧‧閘閥
304‧‧‧傳送裝置
305‧‧‧第一製備室
306‧‧‧第二製備室
307‧‧‧閥
308‧‧‧真空泵
309‧‧‧氣體供應開口
310‧‧‧閥
311‧‧‧真空計
312‧‧‧旋轉驅動機構
313‧‧‧機械臂
314‧‧‧基板載台
315‧‧‧基板載台
316‧‧‧機架
317‧‧‧基板載台
400A‧‧‧沉積裝置
400B‧‧‧沉積裝置
400C‧‧‧沉積裝置
400D‧‧‧沉積裝置
401‧‧‧第一沉積裝置
402‧‧‧第二沉積裝置
403‧‧‧第三沉積裝置
410‧‧‧沉積部分
411‧‧‧濺鍍標靶
412‧‧‧濺鍍陰極
420‧‧‧沉積室
500‧‧‧退火裝置
500A‧‧‧退火裝置
500B‧‧‧退火裝置
500C‧‧‧退火裝置
500D‧‧‧退火裝置
500E‧‧‧退火裝置
500F‧‧‧退火裝置
510A‧‧‧退火部分
510B‧‧‧退火部分
510C‧‧‧退火部分
520‧‧‧退火室/沈積室
520E‧‧‧退火室/沈積室
600‧‧‧基板固持件
600A‧‧‧基板固持件
600B‧‧‧基板固持件
600C‧‧‧基板固持件
600D‧‧‧基板固持件
600E‧‧‧基板固持件
610‧‧‧支撐機構/支撐部分
611‧‧‧支撐表面
612‧‧‧可移動支撐部件
613‧‧‧凹槽
614‧‧‧支撐銷插入通孔
620‧‧‧固持機構
620B‧‧‧固持機構
621‧‧‧可移動固持部件
622‧‧‧支撐銷
623‧‧‧沉積窗口
624‧‧‧可移動固持部件
625‧‧‧柵格
630‧‧‧支撐機構
632‧‧‧可移動支撐部件
633‧‧‧凹槽
640‧‧‧固持機構
641‧‧‧支撐表面
650‧‧‧支撐機構/支撐部分
651‧‧‧支撐表面
652‧‧‧可移動支撐部件
654‧‧‧支撐銷插入通孔
660‧‧‧固持機構
661‧‧‧可移動固持部件
662‧‧‧支撐銷
663‧‧‧沉積窗口
670‧‧‧固持機構
671‧‧‧環形部分
672‧‧‧桿狀部件
673‧‧‧沉積窗口
674‧‧‧基板按壓部件
680‧‧‧基板固持件
690‧‧‧支撐機構
691‧‧‧支撐表面
692‧‧‧可移動支撐部件
693‧‧‧外殼
694‧‧‧支撐銷插入通孔
700A‧‧‧退火沉積裝置
700B‧‧‧退火沉積裝置
720‧‧‧沉積室
S110‧‧‧步驟
S111‧‧‧步驟/程序
S112‧‧‧步驟/程序
S113‧‧‧步驟/程序
S114‧‧‧步驟/程序
S115‧‧‧步驟/程序
S116‧‧‧程序/步驟
S117‧‧‧程序
S120‧‧‧步驟
S130‧‧‧步驟
S210‧‧‧步驟
S211‧‧‧步驟
S212‧‧‧步驟
S213‧‧‧步驟
S310‧‧‧步驟
S320‧‧‧步驟
S330‧‧‧步驟
S340‧‧‧步驟
S410‧‧‧步驟
S420‧‧‧步驟
S430‧‧‧步驟
R1‧‧‧第一區域
△ε1‧‧‧應變
△r1‧‧‧電阻變化
△r2‧‧‧電阻變化
G‧‧‧質心
L‧‧‧直線
A‧‧‧旋轉軸
圖1係展示根據一第一實施例之一壓力感測器之組態的一示意性透視圖。
圖2係展示該壓力感測器之組態的一示意性截面視圖。
圖3A、圖3B、圖3C及圖3D係展示壓力感測器之組態的示意性平 面視圖。
圖4係用於繪示壓力感測器之操作的一示意性截面視圖。
圖5係展示根據第一實施例之一應變偵測元件之組態的一示意性透視圖。
圖6A、圖6B、圖6C及圖6D係用於繪示根據一比較實例之一應變偵測元件之操作的示意圖。
圖7A、圖7B、圖7C及圖7D係用於繪示根據第一實施例之應變偵測元件之操作的示意圖。
圖8係用於繪示應變偵測元件之操作的一示意性平面視圖。
圖9A、圖9B及圖9C係用於繪示應變偵測元件之另一模式的圖表。
圖10係展示應變偵測元件之一例示性組態的一示意性透視圖。
圖11係展示應變偵測元件之一例示性組態的一示意性透視圖。
圖12係展示應變偵測元件之另一例示性組態的一示意性透視圖。
圖13係展示應變偵測元件之另一例示性組態的一示意性透視圖。
圖14係展示應變偵測元件之另一例示性組態的一示意性透視圖。
圖15係展示應變偵測元件之另一例示性組態的一示意性透視圖。
圖16係展示製造壓力感測器之一方法的一示意性流程圖。
圖17A、圖17B、圖17C、圖17D、圖17E及圖17F係展示該製造方法之示意性截面視圖。
圖18係用於繪示該製造方法之一示意性平面視圖。
圖19係用於繪示該製造方法之一示意性平面視圖。
圖20係用於繪示該製造方法之一示意性平面視圖。
圖21係用於繪示該製造方法之一示意性平面視圖。
圖22係用於繪示該製造方法之一示意性平面視圖。
圖23係用於繪示該製造方法之一示意性平面視圖。
圖24係展示該製造方法之一流程圖。
圖25A、圖25B、圖25C、圖25D及圖25E係展示該製造方法之示意性透視圖。
圖26係展示該製造方法之一示意性流程圖。
圖27A、圖27B、圖27C、圖27D、圖27E、圖27F、圖27G、圖27H、圖27I、圖27J、圖27K、圖27L、圖27M、圖27N及圖27O係展示製造應變偵測元件之一方法之一實例的示意性截面視圖。
圖28係展示根據實施例製造另一應變偵測元件之一方法的一示意性流程圖。
圖29係展示根據實施例製造另一應變偵測元件之一方法的一示意性流程圖。
圖30係展示根據實施例製造另一應變偵測元件之一方法的一示意性流程圖。
圖31A、圖31B、圖31C及圖31D係用於繪示根據實施例之另一應變偵測元件之操作的示意圖。
圖32係展示根據實施例之另一應變偵測元件之一例示性組態的一示意性透視圖。
圖33係展示製造應變偵測元件之一方法的一示意性流程圖。
圖34係用於繪示製造應變偵測元件之該方法的一示意性平面視圖。
圖35係用於繪示根據實施例製造另一應變偵測元件之一方法的一示意性平面視圖。
圖36係用於繪示根據實施例製造另一應變偵測元件之一方法的 一示意性平面視圖。
圖37係用於繪示根據實施例製造另一應變偵測元件之一方法的一示意性平面視圖。
圖38係展示根據一第二實施例製造一壓力感測器之一方法的一示意性流程圖。
圖39A、圖39B、圖39C、圖39D、圖39E及圖39F係展示該製造方法的示意性截面視圖。
圖40係用於繪示根據該第二實施例製造應變偵測元件之一方法的一示意性平面視圖。
圖41係用於繪示根據該實施例製造另一應變偵測元件之一方法的一示意性平面視圖。
圖42係用於繪示根據該實施例製造另一應變偵測元件之一方法的一示意性平面視圖。
圖43係用於繪示根據該實施例製造另一應變偵測元件之一方法的一示意性平面視圖。
圖44係用於繪示根據該實施例製造另一應變偵測元件之一方法的一示意性平面視圖。
圖45係用於繪示根據該實施例製造另一應變偵測元件之一方法的一示意性平面視圖。
圖46係展示根據第二實施例製造一壓力感測器之一方法的一示意性流程圖。
圖47係展示該製造方法的一示意性流程圖。
圖48係展示根據該實施例製造另一應變偵測元件之一方法的一示意性流程圖。
圖49係展示根據該實施例製造另一應變偵測元件之一方法的一示意性流程圖。
圖50係展示根據一第三實施例製造一壓力感測器之一方法的一示意性流程圖。
圖51A、圖51B、圖51C、圖51D、圖51E及圖51F係展示該製造方法的示意性截面視圖。
圖52A、圖52B、圖52C、圖52D、圖52E及圖52F係展示該製造方法的示意性截面視圖。
圖53係展示根據該實施例製造應變偵測元件之方法之一實例的一示意性流程圖。
圖54係展示根據該實施例製造另一應變偵測元件之一方法的一示意性流程圖。
圖55係展示根據一第四實施例製造一壓力感測器之一方法的一示意性流程圖。
圖56A、圖56B、圖56C、圖56D、圖56E及圖56F係展示該製造方法的示意性截面視圖。
圖57A、圖57B、圖57C、圖57D、圖57E及圖57F係展示該製造方法的示意性截面視圖。
圖58係展示根據一第五實施例之一麥克風之組態的一示意性截面視圖。
圖59係展示根據一第六實施例之一血壓感測器之組態的一示意圖。
圖60係如從線H1-H2觀看之血壓感測器之一示意性截面視圖。
圖61係展示根據一第七實施例之一觸控面板之組態的一示意性電路圖。
圖62係展示根據一第八實施例之一壓力感測器製造系統之組態的一示意圖。
圖63係展示根據該實施例之一沉積系統之組態的一示意性側視 圖。
圖64係展示根據該實施例之該沉積系統之操作的一示意性側視圖。
圖65係展示根據該實施例之一基板固持件之一部分之組態的一示意性側視圖。
圖66係展示該基板固持件之一部分之組態的一示意性透視圖。
圖67係展示根據該實施例之另一基板固持件之一部分之組態的一示意性透視圖。
圖68係展示根據該實施例之基板固持件之一部分之組態的一示意性平面視圖。
圖69係展示該基板固持件之一部分之組態的一示意性平面視圖。
圖70係用於繪示根據該實施例之基板固持件之操作的一示意性平面視圖。
圖71係用於繪示基板固持件之操作的一示意性平面視圖。
圖72係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖73係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖74係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖75係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖76係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖77係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖78係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖79係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖80係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖81係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖82係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖83係展示根據該實施例之另一基板固持件之一部分之一組態的一示意性平面視圖。
圖84係展示該基板固持件之一部分之組態的一示意性透視圖。
圖85係展示根據該實施例之另一基板固持件之一部分之組態的一示意性透視圖。
圖86係展示根據該實施例之另一基板固持件之一部分之組態的一示意性側視圖。
圖87係展示該基板固持件之一部分之組態的一示意性平面視圖。
圖88係展示該基板固持件之一部分之組態的一示意性側視圖。
圖89係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖90係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖91係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖92係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖93係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖94係展示根據該實施例之另一基板固持件之一部分之組態的一示意性側視圖。
圖95係展示該基板固持件之一部分之組態的一示意性平面視圖。
圖96係展示該基板固持件之一部分之組態的一示意性透視圖。
圖97係展示該基板固持件之一部分之組態的一示意性平面視圖。
圖98係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖99係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖100係用於繪示基板固持件之操作的一示意性透視圖。
圖101係展示根據該實施例之另一基板固持件之一部分之一組態 的一示意性平面視圖。
圖102係展示該基板固持件之一部分之組態的一示意性透視圖。
圖103係展示根據該實施例之另一沉積系統之一組態的一示意圖。
圖104係展示該沉積系統之操作的一示意圖。
圖105係展示根據該實施例之另一基板固持件之一部分之一組態的一示意性側視圖。
圖106係展示該基板固持件之一部分之組態的一示意性平面視圖。
圖107係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖108係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖109係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖110係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖111係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖112係用於繪示基板固持件之操作的一示意性側視圖。
圖113係展示根據該實施例之另一沉積系統之一組態的一示意性側視圖。
圖114係展示根據該實施例之另一沉積系統之一組態的一示意性側視圖。
圖115係展示根據一第九實施例之一退火系統之一組態的一示意性側視圖。
圖116係展示根據該實施例之另一退火系統之一組態的一示意性側視圖。
圖117係展示根據該實施例之另一退火系統之一組態的一示意性側視圖。
圖118係展示根據該實施例之另一退火系統之一組態的一示意性 側視圖。
圖119係展示根據一第十實施例之一退火系統之一組態的一示意性側視圖。
圖120係展示根據該實施例之另一退火系統之一組態的一示意性側視圖。
圖121係展示根據一第十一實施例之一沉積/退火系統之一組態的一示意性側視圖。
圖122係展示根據該實施例之另一退火系統之一組態的一示意性側視圖。
一種根據一實施例製造一壓力感測器之方法包括：在形成於一基板之一表面上之一膜部分上方，沉積一第一磁性層、一第二磁性層及介於該第一磁性層與該第二磁性層之間的一中間層；移除該第一磁性層、該第二磁性層及該中間層而留下其等之一部分；及從該基板之另一表面移除該基板之一部分。在該方法中，藉由移除該第一磁性層、該第二磁性層及該中間層而留下其等之部分，在一第一區域之一部分中形成一應變偵測元件，該應變偵測元件包括該第一磁性層、該第二磁性層及該中間層。在該方法中，藉由從該基板之該另一表面移除該基板之一部分，從該另一表面移除該基板之該第一區域之一部分。在該方法中，在該基板彎曲的情況下執行該第一磁性層之該沉積。
下文將參考圖式描述各項實施例。注意，該等圖式係示意性或概念性的且各部分中之厚度與寬度之關係及各部分之間的大小比等等不一定與實際值相同。此外，不同圖式可以不同尺寸或不同比展示相同部分。此外，在說明書及各圖中，與先前圖中之元件相同的元件係用相同元件符號指定，且將視情況省略其等之詳細描述。此外，在說 明書中，片語「提供於...上」包含經提供直接接觸以及經提供使得另一元件插入其等之間。
[1.第一實施例]
在描述根據一第一實施例製造一壓力感測器的一方法之前，將描述根據該製造方法製造的該壓力感測器。圖1係展示根據該第一實施例之一壓力感測器100A之組態的一示意性透視圖。圖2係如從圖1中之A-A'觀看之一示意性截面視圖。圖3A、圖3B、圖3C及圖3D係展示該壓力感測器100A之組態的示意性平面視圖。圖4係用於繪示該壓力感測器之操作的一示意性截面視圖。
如圖4中所展示，該壓力感測器100A具有一膜部分120及提供於該膜部分120上之一應變偵測元件200。該膜部分120回應於外部壓力變形。該應變偵測元件200回應於該膜部分120之變形發生應變且回應於該應變改變其電阻值。因此，藉由偵測該應變偵測元件之電阻值之變化，偵測該外部壓力。注意，該壓力感測器100A可偵測聲波或超聲波。在此情況中，該壓力感測器100A用作為一麥克風。
如圖1中所展示，壓力感測器100A具有一基板110、提供於該基板110之一表面上之一膜部分120及提供於該膜部分120上之應變偵測元件200。此外，該膜部分120承載連接至該應變偵測元件200之一配接線131、一襯墊132、一配接線133及一襯墊134。垂直於基板110之方向在下文係稱為Z方向。此外，垂直於Z方向之一預定方向係定義為X方向且垂直於Z方向及X方向之方向係定義為Y方向。
如圖2中所展示，基板110係具有一空腔部分111之一板狀基板。該基板110用作為支撐膜部分120以容許該膜部分120回應於外部壓力變形之一支撐部分。在此項實施例中，該空腔部分111係穿過基板110之一圓柱形孔。舉例而言，基板110具有一半導體材料(諸如矽)、一導電材料(諸如金屬)或一絕緣材料。此外，舉例而言，基板110可具 有氧化矽或氮化矽或類似者。
空腔部分111之內部經設計使得膜部分120可變形。例如，空腔部分111之內部可處於減壓或真空下。此外，空腔部分111之內部可用一氣體(諸如空氣)或液體填充。此外，空腔部分111可與外部連通。
如圖2中所展示，膜部分120經形成比基板110薄。此外，膜部分120具有一振盪部分121(其直接定位於空腔部分111上方且回應於外部壓力而變形)及一經支撐部分122(其係連同該振盪部分121一體地形成且藉由基板110支撐)。舉例而言，如圖3A中所展示，經支撐部分122圍繞振盪部分121。膜部分120之直接定位於空腔部分111上方之區域在下文係稱為一第一區域R1。
該第一區域R1可形成為各種形狀，舉例而言，如圖3A中所展示，形成為一大致完整圓形，如圖3B中所展示，形成為一橢圓形(諸如一扁圓形)，如圖3C中所展示，形成為一大致正方形或如圖3D中所展示，形成為一矩形。此外，第一區域R1可為一多邊形或一規則多邊形。
舉例而言，膜部分120之材料可具有包含SiOx、SiNx之一絕緣材料及一可撓性塑膠材料(諸如聚醯亞胺或以對二甲苯為主之聚合物或類似者)。此外，該膜部分120之材料可具有(例如)氧化矽、氮化矽及氮氧化矽之至少任一者。此外，膜部分120之材料可具有(例如)一半導體材料(諸如矽)或一金屬材料(諸如Al)。
膜部分120經形成比基板110薄。例如，膜部分120具有不小於0.1微米(μm)且不大於3μm之一厚度(在Z方向上之一寬度)。膜部分120較佳具有不小於0.2μm且不大於1.5μm之一厚度。舉例而言，膜部分120可具有0.2μm厚度之氧化矽膜及0.4μm厚度之矽膜之一堆疊。
如圖3A、圖3B、圖3C及圖3D中所展示，一個以上應變偵測元件200安置於膜部分120上之第一區域R1中。此外，各應變偵測元件200 係沿著第一區域R1之外邊緣安置。該等應變偵測元件200安置於第一區域R1之一部分中。明確言之，在圖3A、圖3B、圖3C及圖3D中所展示之實例中，各應變偵測元件200具有至第一區域R1之外邊緣之相同距離(最短路徑Lmin)。
舉例而言，如圖3A及圖3B中所展示，若第一區域R1具有一彎曲外邊緣，則應變偵測元件200沿著曲線安置。此外，舉例而言，如圖3C及圖3D中所展示，若第一區域R1具有一直線外邊緣，則應變偵測元件200沿著直線線性安置。
應變偵測元件200經由圖1中所展示之配接線131連接至襯墊132且經由配接線133連接至襯墊134。若壓力感測器100A係用於偵測壓力，則經由襯墊132及134將一電壓施加於應變偵測元件200以量測該等應變偵測元件200之電阻值。注意，一層間絕緣層可提供於配接線131與配接線133之間。
應變偵測元件200可經由未展示之配接線串聯或並聯連接。此可增加SN比。
各應變感測裝置200可具有一極小尺寸。各應變感測裝置200可在X-Y平面中具有充分小於第一區域R1之面積的一面積。例如，各應變感測裝置200可具有第一區域R1之面積之五分之一或更小之一面積。應變偵測元件200可經串聯或並聯連接以提供一高量規因子或一高SN比，即使各應變感測裝置200充分小於第一區域R1之面積。
例如，若第一區域R1具有約60μm之一直徑，則各應變感測裝置200可具有12μm或更小之一第一尺寸。例如，若第一區域R1具有約600μm之一直徑，則各應變感測裝置200可具有120μm或更小之一尺寸。考量各應變感測裝置200之加工精度或類似者，無需過度減小各應變感測裝置200之尺寸。因此，舉例而言，各應變感測裝置200可具有不小於0.05μm且不大於30μm之一尺寸。
注意，儘管在圖1至圖3D中所展示之實例中，基板110及膜部分120經組態為分離部分，然該膜部分120可連同該基板110一體地形成。此外，膜部分120可具有與基板110相同或不同的材料。若膜部分120係連同基板110一體地形成，則該基板110之一薄化形成部分提供該膜部分120(振盪部分121)。此外，振盪部分121可如圖1至圖3D中所展示般沿著第一區域R1之外邊緣予以連續支撐或藉由第一區域R1之外邊緣之諸部分予以支撐。
此外，儘管在圖3A、圖3B、圖3C及圖3D中所展示之實例中，膜部分120承載一個以上應變偵測元件200，然膜部分120亦可承載(例如)僅一應變偵測元件200。
接著，參考圖5，將描述根據此項實施例之應變偵測元件200之一示意性組態。圖5係展示根據第一實施例之應變偵測元件200之組態的一示意性透視圖。如圖5中所展示，根據此項實施例之應變偵測元件200具有一第一磁性層201、一第二磁性層202及提供於該第一磁性層201與該第二磁性層202之間的一中間層203。若應變偵測元件200經歷應變，則在磁性層201與磁性層202之間之相對磁化方向改變。因此，磁性層201與磁性層202之間的電阻值改變。因此，藉由偵測電阻值之變化，可偵測在應變偵測元件200中產生之應變。
在此項實施例中，第一磁性層201具有一鐵磁性材料且舉例而言用作為一磁化自由層。此外，第二磁性層202亦具有一鐵磁性材料且舉例而言用作為一參考層。該第二磁性層202可為一磁化固定層或一磁化自由層。
注意，舉例而言，第一磁性層201可經形成而在X-Y平面中大於第二磁性層202。此外，可分割第一磁性層201及第二磁性層202之一者。
接著，為描述根據此項實施例之應變偵測元件200之操作，將參 考圖6A、圖6B、圖6C及圖6D描述根據一比較實例之一應變偵測元件200Z之操作。圖6A、圖6B及圖6C係分別表示經歷拉伸應變、未經歷應變及經歷壓縮應變之應變偵測元件200Z的示意性透視圖。
如圖6A、圖6B及圖6C中所展示，如同應變偵測元件200，應變偵測元件200Z具有第一磁性層201、第二磁性層202及中間層203。注意，假定在應變偵測元件200Z中，第二磁性層202用作為磁化固定層。此外，在以下論述中，假定應變偵測元件200Z之第二磁性層202具有Y方向上之一磁化方向且該應變偵測元件200Z經歷X方向上之應變。
如圖6B中所展示，若應變偵測元件200Z未經歷應變，則出於以下原因第一磁性層201之磁化方向(在下文中稱為「初始磁化方向」)與第二磁性層202之磁化方向相同或相反(+Y方向或-Y方向)。即，當製造應變偵測元件200Z時，諸如磁場退火之一方法係用於固定第二磁性層202之磁化方向。接著，除了第二磁性層202之磁化方向之外，歸因於在退火期間在磁場方向上產生之經引發磁各向異性，第一磁性層201之易磁化方向亦變為與第二磁性層之磁化方向相同或相反。
此處，如圖6A中所展示，若應變偵測元件200Z經歷X方向上之拉伸應變，則第一磁性層201經歷相對改變第一磁性層201及第二磁性層202之磁化方向之「逆磁致伸縮效應」。
該「逆磁致伸縮效應」係其中回應於應變而改變鐵磁體之磁化方向之一現象。例如，若用於磁化自由層中之鐵磁性材料具有一正磁致伸縮常數，則該磁化自由層之磁化方向接近平行於拉伸應變方向且接近垂直於壓縮應變方向。同時，若用於磁化自由層中之鐵磁性材料具有一負磁致伸縮常數，則該磁化方向接近垂直於拉伸應變方向且接近平行於壓縮應變方向。
應變偵測元件200Z之第一磁性層201具有具有一正磁致伸縮常數 之一鐵磁性材料。因此，如圖6A中所展示，第一磁性層201之磁化方向接近平行於拉伸應變方向。注意，第一磁性層201可具有一負磁致伸縮常數。
同時，如圖6C中所展示，即使應變偵測元件200Z經歷X方向上之壓縮應變，在第一磁性層201與第二磁性層202之間之相對磁化方向亦保持不變。此係因為在應變偵測元件200Z經歷X方向上之壓縮應變之情況下，逆磁致伸縮效應引起第一磁性層201之初始磁化方向傾向垂直於壓縮應變之方向，但第一磁性層201之初始磁化方向已垂直於壓縮應變之方向。
圖6D係展示應變偵測元件200Z之電阻與在該應變偵測元件200Z中產生之應變量之關係的一示意性圖表。注意，在圖6D中，拉伸方向應變係正方向應變且壓縮方向應變係負方向應變。
如圖6A中所展示，若第一磁性層201及第二磁性層202之磁化方向相對改變，如圖6D中所展示，則「磁阻效應(MR效應)」改變第一磁性層201與第二磁性層202之間的電阻值。
該MR效應係：其中若磁性層之間之磁化方向相對改變，則該等磁性層之間的電阻改變之一現象。舉例而言，該MR效應包含巨磁阻(GMR)效應或穿隧磁阻(TMR)效應或類似者。
注意，若第一磁性層201、第二磁性層202及中間層203具有一正磁阻效應，則在第一磁性層201與第二磁性層202之間之一相對角度為小的情況中，電阻降低。同時，若其等具有一負磁阻效應，則在該相對角度為小的情況中，電阻增大。
應變偵測元件200Z具有一正磁阻效應。因此，如圖6A中所展示，若應變偵測元件200Z經歷拉伸應變且第一磁性層201與第二磁性層202之間的磁化方向之差接似自180°至90°，則如圖6D中所展示，該第一磁性層201與該第二磁性層202之間的電阻降低。注意，應變偵測 元件200Z可具有一負磁阻效應。
同時，如圖6C中所展示，即使應變偵測元件200Z經歷壓縮應變，第一磁性層201與第二磁性層202之磁化方向保持不變，且因此如圖6D中所展示，該第一磁性層201與該第二磁性層202之間的電阻保持不變。以此方式，若第一磁性層201之初始磁化方向與該第一磁性層201中產生之應變之方向之間的相對角度為90°或設定為0°、180°或270°，則如圖6D中所展示，應變偵測元件僅朝向一極性回應於應變。舉例而言，此一應變偵測元件200Z不能直接用於對正/負壓力靈敏之一裝置(諸如一麥克風)中。
此外，若應變偵測元件200Z經歷大約零之應變，則舉例而言在正方向(拉伸方向)上添加小應變△ε1將僅提供該應變偵測元件200Z之一小電阻變化△r1。此外，舉例而言，在負方向(壓縮方向)上添加之小應變△ε1將幾乎不引起電阻變化。在下文中，每單位應變之電阻值之變動在下文係稱為一量規因子(GF)。為製造高靈敏度壓力感測器100A，較佳使用具有對於大約零之應變之一高量規因子之一應變感測裝置200。
接著，參考圖7A、圖7B、圖7C及圖7D，將描述根據此項實施例之應變偵測元件200之操作。圖7A、圖7B及圖7C係分別表示經歷拉伸應變、未經歷應變及經歷壓縮應變之應變偵測元件200的示意性透視圖。此外，圖7D係展示根據此項實施例之應變偵測元件200之電阻與該應變偵測元件200中產生之應變之關係的一示意性圖表。此外，圖8係用於繪示應變偵測元件200之操作的一示意性平面視圖。
如圖7B中所展示，若根據此項實施例之應變偵測元件200未經歷應變，則第一磁性層201之磁化方向與第二磁性層202之磁化方向之間的相對角度大於0°且小於180°。在圖7B中所展示之實例中，第一磁性層201之初始磁化方向相對於第二磁性層202之磁化方向成135°之一角 度，且相對於產生應變之方向成45°(135°)之一角度。然而，135°之角度僅係一實例且可設定為不同角度。
又，在根據此項實施例製造應變偵測元件200時，使用諸如磁場退火之一方法以固定第二磁性層202之磁化方向。然而，在此項實施例中，在基板110彎曲的情況下製造第一磁性層201。因此，在根據此項實施例之第一磁性層201中，即使待偵測之應變大約為零，仍存在歸因於內部應力之應變。此應變接著引起逆磁致伸縮效應，其調整第一磁性層201之初始磁化方向。
此外，如圖7A、圖7B及圖7C中所展示，第一磁性層201之初始磁化方向通常不垂直於或平行於產生應變之方向。此外，如圖1至圖3D中所展示，在膜部分120上之第一區域R1中形成根據此項實施例之應變偵測元件200。因此，如圖8中所展示，應變偵測元件200經歷在平行於直線L之方向上之應變，其中L係以最短路經連結應變偵測元件200之質心G與第一區域R1之外邊緣之直線。明確言之，該直線L與第一磁性層201之初始磁化方向之間的相對角度大於0°且小於90°。注意，尤其較佳的是該直線L與第一磁性層201之初始磁化方向之間的相對角度大於30°且小於60°。注意，該相對角度在此處並非一鈍角而是一銳角。
因此，如圖7D中所展示，根據此項實施例之應變偵測元件200具有針對正方向之應變(拉伸應變)減小且針對負方向上之應變(壓縮應變)增大之一電阻值。因此，舉例而言，應變偵測元件200可直接用於對正/負壓力靈敏之一裝置(諸如一麥克風)中。
此外，若應變偵測元件200經歷大約為零之應變，則在正方向(拉伸方向)上添加小應變△ε1及在負方向(壓縮方向)上添加小應變△ε1皆可提供一相對較大之電阻變化△r2。明確言之，根據此項實施例之應變偵測元件200具有對於極小應變之一大量規因子且因此適於製造高 靈敏度壓力感測器100A。
圖9A、圖9B及圖9C係展示根據此項實施例之另一應變偵測元件之特性的圖表。圖9A展示偵測正方向(拉伸方向)上之應變之一應變偵測元件之操作特性。此外，圖9B及圖9C展示偵測負方向(壓縮方向)上之應變之一應變偵測元件之操作特性。此外，在圖9A及圖9C中所展示之操作特性中，應變偵測範圍並不包含針對極小應變之範圍。
已關於其中將0°與90°之間的一預定角度設定為第一磁性層201之磁化方向與在驅動應變感測裝置200時添加至該第一磁性層201之應變之方向之間的相對角度之一實例給出上文描述。但一些應用可使用具有如圖7D中所展示之操作特性的應變偵測元件200以及具有如圖6D、圖9A、圖9B及圖9C中所展示之操作特性的應變偵測元件200。
例如，待安裝應變偵測元件之膜部分120(圖1)可在該膜部分120之製程中或在安裝壓力感測器100A或類似者中經歷初始變形。在此一情況中，藉由應變偵測元件感測之應變之範圍可根據該初始變形而偏移。
在根據此項實施例之製造方法中，取決於使基板110彎曲之一狀態，應變偵測元件具有如圖7D、圖6D、圖9A、圖9B及圖9C中所展示之特性。此可自由調整藉由具有第一磁性層之應變感測裝置感測之應變之範圍。因此，可提供一應變感測裝置，其在安裝該應變感測裝置之一裝置所需之應變偵測範圍中展示高應變靈敏度。
接著，參考圖10至圖15，將描述根據此項實施例之應變偵測元件200之一例示性組態。注意，在以下描述中，術語「材料A/材料B」意謂材料A具有提供於其上之材料B。
圖10係展示應變偵測元件200之一例示性組態200A的一示意性透視圖。如圖10中所展示，應變偵測元件200A具有一底部電極204、一底層205、一釘紮層206、一第二磁化固定層207、一磁性耦合層208、 一第一磁化固定層209(第二磁性層202)、一中間層203、一磁化自由層210(第一磁性層201)、一罩蓋層211及一頂部電極212之一循序堆疊。該第一磁化固定層209對應於第二磁性層202。該磁化自由層210對應於第一磁性層201。此外，該底部電極204連接至(例如)配接線131(圖1)且該頂部電極212連接至(例如)配接線133(圖1)。然而應注意，舉例而言，若分割第一磁性層201，則連接至該等第一磁性層201之一者之頂部電極可連接至配接線131(圖1)且連接至該等第一磁性層201之另一者之頂部電極可連接至配接線133(圖1)。同樣地，舉例而言，若分割第二磁性層202，則連接至該等第二磁性層202之一者之底部電極可連接至配接線131(圖1)且連接至該等第二磁性層202之另一者之底部電極可連接至配接線133(圖1)。
舉例而言，底層205具有Ta/Ru。Ta層具有(例如)3奈米(nm)之一厚度(在Z軸方向上之一長度)。Ru層具有(例如)2nm之一厚度。舉例而言，釘紮層206具有7nm厚度之一IrMn層。舉例而言，第二磁化固定層207具有2.5nm厚度之一Co75Fe25層。舉例而言，磁性耦合層208具有0.9nm厚度之一Ru層。舉例而言，第一磁化固定層209具有3nm厚度之一Co40Fe40B20層。舉例而言，中間層203具有1.6nm厚度之一MgO層。舉例而言，磁化自由層210具有4nm厚度之一Co40Fe40B20。舉例而言，罩蓋層211具有Ta/Ru。Ta層具有(例如)1nm之一厚度。Ru層具有(例如)5nm之一厚度。
舉例而言，底部電極204及頂部電極212具有鋁(Al)、鋁銅合金(Al-Cu)、銅(Cu)、銀(Ag)及金(Au)之至少任一者。具有具有一相對較低電阻之此一材料之第一及第二電極可有效傳導一電流通過應變偵測元件200A。底部電極204及頂部電極212可具有一非磁性材料。
底部電極204及頂部電極212可具有(例如)用於該底部電極204及該頂部電極212之一底層(未展示)、用於該底部電極204及該頂部電極 212之一罩蓋層(未展示)及提供於該底部電極204與該頂部電極212之間之一層，該層具有Al、Al-Cu、Cu、Ag及Au之至少任一者。例如，底部電極204及頂部電極212具有諸如鉭(Ta)/銅(Cu)/鉭(Ta)之一材料。用於底部電極204及頂部電極212之具有Ta之底層可改良(例如)基板210與該等底部電極204及頂部電極212之間的黏著性。用於底部電極204及頂部電極212之底層可具有諸如鈦(Ti)或氮化鈦(TiN)之一材料。
用於底部電極204及頂部電極212之具有Ta之罩蓋層可降低該罩蓋層下方之材料(諸如銅(Cu))之氧化。用於底部電極204及頂部電極212之罩蓋層可具有諸如鈦(Ti)或氮化鈦(TiN)之一材料。
舉例而言，底層205可具有一堆疊結構，該堆疊結構具有一緩衝層(未展示)及一晶種層(未展示)。舉例而言，該緩衝層可降低底部電極204及膜部分120或類似者之表面粗糙度，因此改良堆疊於該緩衝層上之一層之結晶度。舉例而言，該緩衝層具有選自由鉭(Ta)、鈦(Ti)、釩(V)、鎢(W)、鋯(Zr)、鉿(Hf)及鉻(Cr)組成之群組之材料之至少任一者。該緩衝層可具有具有選自該等材料之至少一材料之合金。
較佳地，底層205之緩衝層具有不小於1nm且不大於10nm之一厚度。更佳的是，該緩衝層具有不小於1nm且不大於5nm之一厚度。若緩衝層太薄，則失去緩衝效應。若緩衝層太厚，則應變偵測元件200A之厚度變得過大。緩衝層可承載可具有緩衝效應之晶種層。在此情況中，可省略緩衝層。舉例而言，緩衝層具有3nm厚度之一Ta層。
底層205之晶種層控制堆疊於該晶種層上之層之晶體定向。該晶種層控制堆疊於該晶種層上之層之晶粒大小。該晶種層具有一材料，諸如一面心立方結構(fcc結構)、一六方最密堆積結構(hcp結構)或一體心立方結構(bcc結構)之金屬。
底層205中具有hcp結構之釕(Ru)、fcc結構之NiFe或fcc結構之Cu 之晶種層可容許(例如)晶種層上之一自旋閥膜具有fcc(111)之一晶體定向。舉例而言，晶種層具有2nm厚度之一Cu層或2nm厚度之一Ru層。為改良形成於晶種層上之層之晶體定向，該晶種層較佳具有不小於1nm且不大於5nm之一厚度。更佳的是，該晶種層具有不小於1nm且不大於3nm之一厚度。此可充分發揮晶種層改良晶體定向之功能。
同時，舉例而言，若無需提供形成於晶種層上之層之晶體定向(例如，若形成一非晶磁化自由層或類似者)，則可省略晶種層。舉例而言，晶種層具有2nm厚度之一Cu層。
舉例而言，釘紮層206對形成於該釘紮層206上之第二磁化固定層207(鐵磁性層)提供單向各向異性以固定該第二磁化層207之磁化。舉例而言，釘紮層206具有一反鐵磁性層。舉例而言，釘紮層206具有選自由Ir-Mn、Pt-Mn、Pd-Pt-Mn、Ru-Mn、Rh-Mn、Ru-Rh-Mn、Fe-Mn、Ni-Mn、Cr-Mn-Pt及Ni-O組成之群組之材料之至少任一者。釘紮層206亦可具有具有一添加元素及Ir-Mn、Pt-Mn、Pd-Pt-Mn、Ru-Mn、Rh-Mn、Ru-Rh-Mn、Fe-Mn、Ni-Mn、Cr-Mn-Pt或Ni-O之一者之合金。為提供足夠強之單向各向異性，適當設定釘紮層206之厚度。
為固定與釘紮層206接觸之鐵磁性層之磁化，在施加一磁場的條件下執行退火。與釘紮層206接觸之鐵磁性層之磁化係固定於在退火期間施加之磁場之方向上。例如，退火溫度經設定為等於或大於用於釘紮層206中之反鐵磁性材料之磁化固定溫度。此外，若反鐵磁性層具有Mn，則Mn可擴散於除釘紮層206以外之其他層中，因此降低MR比。因此，退火溫度較佳設定為等於或小於發生Mn擴散之溫度。例如，退火溫度可不小於200℃且不大於500℃。較佳地，退火溫度可不小於250℃且不大於400℃。
若釘紮層206具有PtMn或PdPtMn，則釘紮層206較佳具有不小於8nm且不大於20nm之一厚度。更佳的是，釘紮層206具有不小於10nm 且不大於15nm之一厚度。具有IrMn之釘紮層206可以小於具有PtMn之釘紮層206之一厚度達成單向各向異性。在此情況中，釘紮層206較佳具有不小於4nm且不大於18nm之一厚度。更佳的是，釘紮層206具有不小於5nm且不大於15nm之一厚度。舉例而言，釘紮層206具有7nm厚度之一Ir22Mn78層。
釘紮層206可具有一硬磁性層。舉例而言，該硬磁性層具有具有相對較高磁各向異性及矯頑磁力之硬磁性材料，諸如Co-Pt、Fe-Pt、Co-Pd及Fe-Pd。此外，該硬磁性層亦可具有具有一添加元素及Co-Pt、Fe-Pt、Co-Pd或Fe-Pd之一者之合金。例如，該硬磁性層可具有CoPt(Co之比不小於50原子百分比且不大於85原子百分比)、(CoxPt100-x)100-yCry(x不小於50原子百分比且不大於85原子百分比，且y不小於0原子百分比且不大於40原子百分比)或FePt(Pt之比不小於40原子百分比且不大於60原子百分比)或類似者。
舉例而言，第二磁化固定層207具有CoxFe100-x合金(x不小於0原子百分比且不大於100原子百分比)、NixFe100-x合金(x不小於0原子百分比且不大於100原子百分比)或添加有一非磁性元素之此等合金之任一者。舉例而言，第二磁化固定層12具有選自由Co、Fe及Ni組成之群組之至少任一者。第二磁化固定層可具有具有選自以上材料之至少一材料之合金。第二磁化固定層亦可具有(CoxFe100-x)100-yBy合金(x不小於0原子百分比且不大於100原子百分比，且y不小於0原子百分比且不大於30原子百分比)。即使應變感測裝置具有一小大小，具有(CoxFe100-x)100-yBy之一非晶合金之第二磁化固定層亦可減小應變偵測元件200A之特性之變動。
舉例而言，第二磁化固定層207較佳具有不小於1.5nm且不大於5nm之一厚度。舉例而言，此可進一步增加由釘紮層206引起之單向各向異性場之強度。例如，經由形成於第二磁化固定層207上之磁性耦 合層，可進一步增加第二磁化固定層207與第一磁化固定層209之間的反鐵磁性耦合場之強度。例如，較佳的是，第二磁化固定層207之磁性膜厚度(飽和磁化Bs與厚度t之乘積(Bs˙t))實質上與第一磁化固定層209之磁性膜厚度相同。
Co40Fe40B20之一薄膜具有約1.9特斯拉(T)之一飽和磁化。例如，若第一磁化固定層209具有3nm厚度之Co40Fe40B20層，則該第一磁化固定層209具有1.9T×3nm(得出5.7Tnm)之一磁性膜厚度。同時，Co75Fe25具有約2.1T之一飽和磁化。具有與上述相同之磁性膜厚度之第二磁化固定層207之厚度係5.7Tnm/2.1T，得出2.7nm。在此情況中，第二磁化固定層207較佳具有約2.7nm厚度之一Co75Fe25層。舉例而言，第二磁化固定層207具有2.5nm厚度之一Co75Fe25層。
在應變感測裝置200A中，第二磁化固定層207、磁性耦合層208及第一磁化固定層209形成一合成釘紮結構。代替性地，可使用具有一磁化固定層之一單一釘紮結構。若使用該單一釘紮結構，則磁化固定層具有(例如)3nm厚度之一Co40Fe40B20層。用於單一釘紮結構之磁化固定層中之鐵磁性層可具有與上述第二磁化固定層相同之材料。
磁性耦合層208引起第二磁化固定層207與第一磁化固定層209之間的反鐵磁性耦合。磁性耦合層208形成合成釘紮結構。舉例而言，磁性耦合層208具有Ru。舉例而言，磁性耦合層208較佳具有不小於0.8nm且不大於1nm之一厚度。磁性耦合層208可具有除Ru以外之引起第二磁化固定層207與第一磁化固定層209之間的充分反鐵磁性耦合之任何材料。磁性耦合層208之厚度可設定不小於0.8nm且不大於1nm之一厚度，其對應於Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)耦合之第二峰值。此外，磁性耦合層208之厚度可設定為不小於0.3nm且不大於0.6nm之一厚度，其對應於RKKY耦合之第一峰值。舉例而言，磁性耦合層208具有0.9nm厚度之Ru。此可更穩定地提供高度可 靠耦合。
包含於第一磁化固定層209中之磁性層直接促成MR效應。舉例而言，第一磁化固定層209具有一Co-Fe-B合金。明確言之，第一磁化固定層209可具有一(CoxFe100-x)100-yBy合金(x不小於0原子百分比且不大於100原子百分比，且y不小於0原子百分比且不大於30原子百分比)。若第一磁化固定層209具有(CoxFe100-x)100-yBy之一非晶合金，則舉例而言即使應變偵測元件200A具有一小大小，亦可減小歸因於晶粒之裝置之間的變動。
可平坦化形成於第一磁化固定層209上之層(例如，一穿隧絕緣層(未展示))。穿隧絕緣層之平坦化可減小該穿隧絕緣層之缺陷密度。此可提供具有一較低面積電阻之一較大MR比。例如，若穿隧絕緣層之材料具有MgO，則第一磁化固定層209可具有(CoxFe100-x)100-yBy之一非晶合金以增強形成於穿隧絕緣層上之MgO層之(100)定向。加強MgO層之(100)定向可提供一較大MR比。在退火期間使用MgO層之(100)面作為模板來使(CoxFe100-x)100-yBy合金結晶。此提供MgO與(CoxFe100-x)100-yBy合金之間的良好晶體構形。該良好晶體構形提供一較大MR比。
除了Co-Fe-B合金之外，第一磁化固定層209亦可具有(例如)一Fe-Co合金。
第一磁化固定層209愈厚，MR比愈大。為提供一較大固定磁場，第一磁化固定層209較佳為較薄。關於第一磁化固定層209之厚度，MR比與固定磁場之間存在一權衡關係。若第一磁化固定層209具有一Co-Fe-B合金，則該第一磁化固定層209較佳具有不小於1.5nm且不大於5nm之一厚度。更佳的是，該第一磁化固定層209具有不小於2.0nm且不大於4nm之一厚度。
除了以上材料之外，第一磁化固定層209亦具有fcc結構之一 Co90Fe10合金或hcp結構之Co或hcp結構之Co合金。舉例而言，第一磁化固定層209具有選自由Co、Fe及Ni組成之群組之至少一者。第一磁化固定層209具有具有選自以上材料之至少一材料之合金。舉例而言，可藉由具有bcc結構之一FeCo合金材料、具有50原子百分比或更大之鈷組合物之一Co合金或具有50原子百分比或更大之Ni組合物之一材料(Ni合金)之第一磁化固定層209提供一更大MR比。
舉例而言，第一磁化固定層209亦可具有一霍氏(Heusler)磁性合金層，諸如Co2MnGe、Co2FeGe、Co2MnSi、Co2FeSi、Co2MnAl、Co2FeAl、Co2MnGa0.5Ge0.5及Co2FeGa0.5Ge0.5。舉例而言，第一磁化固定層209具有(例如)3nm厚度之一Co40Fe40B20層。
舉例而言，中間層203分割第一磁性層201與第二磁性層202之間的磁性耦合。舉例而言，中間層203具有金屬、一絕緣體或半導體。該金屬具有(例如)Cu、Au或Ag或類似者。若中間層203具有金屬，則該中間層203具有(例如)不小於約1nm且不大於7nm之一厚度。舉例而言，該絕緣體或半導體具有氧化鎂(MgO或類似者)、氧化鋁(Al2O3或類似者)、氧化鈦(TiO或類似者)、氧化鋅(ZnO或類似者)或氧化鎵(Ga-O)或類似者。若中間層203具有一絕緣體或半導體，則該中間層203具有(例如)不小於約0.6nm且不大於約2.5nm之一厚度。舉例而言，中間層203可具有一電流受限路徑(CCP)間隔層。若間隔層具有CCP間隔層，則使用舉例而言其中在氧化鋁(Al2O3)之一絕緣層中形成有銅(CU)金屬路徑之一結構。舉例而言，中間層203具有1.6nm厚度之一MgO層。
磁化自由層210具有一鐵磁性材料。該磁化自由層210可具有(例如)具有Fe、Co及Ni之一鐵磁性材料。磁化自由層210可具有一材料，舉例而言，諸如一FeCo合金或一NiFe合金。此外，磁化自由層210具有一Co-Fe-B合金、一Fe-Co-Si-B合金、具有一大λs(磁致伸縮常數)之 一材料(諸如一Fe-Ga合金)、一Fe-Co-Ga合金、一Tb-M-Fe合金、一Tb-M1-Fe-M2合金、一Fe-M3-M4-B合金、Ni、Fe-Al或鐵氧體或類似者。在上述Tb-M-Fe合金中，M係選自由Sm、Eu、Gd、Dy、Ho及Er組成之群組之至少一者。在上述Tb-M1-Fe-M2合金中，M1係選自由Sm、Eu、Gd、Dy、Ho及Er組成之群組之至少一者。M2係選自由Ti、Cr、Mn、Co、Cu、Nb、Mo、W及Ta組成之群組之至少一者。在上述Fe-M3-M4-B合金中，M3係選自由Ti、Cr、Mn、Co、Cu、Nb、Mo、W及Ta組成之群組之至少一者。M4係選自由Ce、Pr、Nd、Sm、Tb、Dy及Er組成之群組之至少一者。上述鐵氧體包含Fe3O4、(FeCo)3O4或類似者。磁化自由層210具有(例如)2nm或更大之一厚度。
磁化自由層210可具有含有硼之一磁性材料。舉例而言，磁化自由層210可具有具有硼(B)及選自由Fe、Co及Ni組成之群組之至少一元素之一合金。例如，磁化自由層210可具有一Co-Fe-B合金及一Fe-B合金。例如，磁化自由層210可具有一Co40Fe40B20合金。若磁化自由層210具有具有硼(B)及選自由Fe、Co及Ni組成之群組之至少一元素之一合金，則該磁化自由層210可添加有諸如Ga、Al、Si或W之一元素以促進高磁致伸縮。例如，磁化自由層210可具有一Fe-Ga-B合金、一Fe-Co-Ga-B合金或一Fe-Co-Si-B合金。含有硼之此一磁性材料可降低磁化自由層210之矯頑磁力(Hc)，因此促進回應於應變之磁化方向之變化。此可提供高應變靈敏度。
磁化自由層210較佳具有5原子百分比(at.%)或更大之一硼濃度(例如，硼之一組合物比)。此促進一非晶結構之產生。磁化自由層210較佳具有35原子百分比或更小之一硼濃度。舉例而言，硼濃度愈高，磁致伸縮常數愈低。較佳地，磁化自由層含有(例如)不小於5原子百分比且不大於35原子百分比，更佳不小於10原子百分比且不大於30原子 百分比之濃度之硼。
若磁化自由層210之磁性層之一部分具有Fe1-yBy(0<y0.3)或(FeaX1-a)1-yBy(X=Co或Ni，0.8a<1，0<y0.3)，則易於具有一大磁致伸縮常數λ及一低矯頑磁力兩者，此對於提供一高量規因子而言尤其較佳。例如，磁化自由層210可具有Fe80B20(4nm)。磁化自由層210可具有Co40Fe40B20(0.5nm)/Fe80B20(4nm)。
磁化自由層210可具有一多層結構。若中間層203具有一MgO穿隧絕緣層，則較佳的是磁化自由層210之與該中間層203接觸之部分具有一Co-Fe-B合金層。此提供一高磁阻效應。在此情況中，中間層203承載一Co-Fe-B合金層且該Co-Fe-B合金層承載具有一大磁致伸縮常數之另一磁性材料。若磁化自由層210具有一多層結構，則該磁化自由層210具有(例如)Co-Fe-B(2nm)/Fe-Co-Si-B(4nm)或類似者。
罩蓋層211保護提供於該罩蓋層211下方之一層。舉例而言，罩蓋層211具有複數個金屬層。罩蓋層211具有(例如)一Ta層及一Ru層之一雙層結構(Ta/Ru)。該Ta層具有(例如)1nm之一厚度且該Ru層具有(例如)5nm之一厚度。罩蓋層211可具有除該Ta層及該Ru層以外之其他金屬層。罩蓋層211可具有任何組合物。例如，罩蓋層211可具有一非磁性材料。罩蓋層211亦可具有可保護提供於該罩蓋層211下方之一層的其他材料。
若磁化自由層210具有含有硼之一磁性材料，則一未展示氧化物材料及氮化物材料之一擴散障壁層可提供於磁化自由層210與罩蓋層211之間以降低硼擴散。具有氧化物層或氮化物層之擴散障壁層可降低磁化自由層210中所含有之硼之擴散，因此維持磁化自由層210之非晶結構。明確言之，擴散障壁層可具有具有若干元素(諸如Mg、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Hf、Ta、W、Sn、Cd或Ga)之氧化物材料及氮化物材 料。此處，擴散障壁層係並不促成磁阻效應之一層，且因此擴散障壁層較佳具有一較低面積電阻。例如，較佳的是將擴散障壁層之面積電阻設定為低於促成磁阻效應之中間層203之面積電阻。為降低擴散障壁層之面積電阻，較佳的是該擴散障壁層具有具有一低障壁高度之諸如Mg、Ti、V、Zn、Sn、Cd及Ga的氧化物或氮化物。為提供降低硼擴散之功能，較佳的是擴散障壁層具有具有較強化學鍵結之氧化物。例如，擴散障壁層可具有1.5nm之MgO。此外，氮氧化物可視為氧化物或氮化物。
若擴散障壁層具有氧化物材料或氮化物材料，則較佳的是該擴散障壁層具有0.5nm或更大之一膜厚度以充分發揮降低硼擴散之功能，且具有5nm或更小之一膜厚度以降低面積電阻。換言之，擴散障壁層較佳具有不小於0.5nm且不大於5nm、更佳不小於1nm且不大於3nm之一膜厚度。
擴散障壁層可具有選自由鎂(Mg)、矽(Si)及鋁(Al)組成之群組之至少任一者。擴散障壁層可具有具有以上輕元素之一材料。以上輕元素與硼耦合而產生化學化合物。在具有擴散障壁層與磁化自由層210之間之介面之一部分中，舉例而言，形成一Mg-B化學化合物、一Al-B化學化合物及一Si-B化學化合物之至少任一者。此等化學化合物可降低硼擴散。
其他金屬層或類似者可插入於擴散障壁層與磁化自由層210之間。然而應注意，若擴散障壁層與磁化自由層210之間的距離太遠，則硼將在該擴散障壁層與該磁化自由層210之間擴散，從而降低該磁化自由層210中之硼濃度。因此，較佳的是，擴散障壁層與磁化自由層210之間的距離可為10nm或更小，特定言之為3nm或更小。
圖11係展示應變偵測元件200A之一例示性組態的一示意性透視圖。如圖11中所繪示，應變偵測元件200A可具有填充於底部電極204 與頂部電極212之間的一絕緣層(絕緣部分)213。
舉例而言，該絕緣層213可具有氧化鋁(例如，Al2O3)或氧化矽(例如，SiO2)或類似者。該絕緣層213可減少應變偵測元件200A之洩漏電流。
圖12係展示應變偵測元件200A之另一例示性組態的一示意性透視圖。如圖12中所繪示，應變偵測元件200A可具有介於底部電極204與頂部電極212之間的彼此間隔開之兩個硬偏壓層(硬偏壓部分)214及填充於底部電極204與硬偏壓層214之間的絕緣層213。
硬偏壓層214藉由該硬偏壓層214之磁化將磁化自由層210(第一磁性層201)之磁化方向設定為一所要方向。在其中並未對膜部分施加一外部壓力的情況下，硬偏壓層214可將磁化自由層210(第一磁性層201)之磁化方向設定為一所要方向。
舉例而言，硬偏壓層214具有具有相對較高磁各向異性及矯頑磁力之一硬磁性材料，諸如Co-Pt、Fe-Pt、Co-Pd或Fe-Pd。硬偏壓層214亦可具有具有一添加元素及Co-Pt、Fe-Pt、Co-Pd或Fe-Pd之一者之合金。舉例而言，硬偏壓層214可具有CoPt(Co之比不小於50原子百分比且不大於85原子百分比)、(CoxPt100-x)100-yCry(x不小於50原子百分比且不大於85原子百分比，且y不小於0原子百分比且不大於40原子百分比)或FePt(Pt之比不小於40原子百分比且不大於60原子百分比)或類似者。若硬偏壓層214具有以上材料，則可藉由施加大於該硬偏壓層214之矯頑磁力之一外部磁場而將該硬偏壓層214之磁化方向設定(固定)至該外部磁場之施加方向。舉例而言，硬偏壓層214具有不小於5nm且不大於50nm之一厚度(例如，沿著從底部電極204至頂部電極212之方向之一長度)。
若絕緣層213安置於底部電極204與頂部電極212之間，則該絕緣層213可具有諸如SiOx及AlOx之一材料。此外，一未展示底層可提供 於絕緣層213與硬偏壓層214之間。若硬偏壓層214具有具有相對較高磁各向異性及矯頑磁力之一硬磁性材料(諸如Co-Pt、Fe-Pt、Co-Pd或Fe-Pd)，則用於該硬偏壓層214之底層可具有諸如Cr或Fe-Co之一材料。以上硬偏壓層214可應用於下文描述之任何應變感測裝置。
硬偏壓層214可具有其中該硬偏壓層214堆疊於用於該硬偏壓層之一未展示釘紮層上之一結構。在此情況中，硬偏壓層214與用於該硬偏壓層之釘紮層之間的交換耦合可設定(固定)該硬偏壓層214之磁化方向。在此情況中，硬偏壓層214可具有具有Fe、Co及Ni之至少任一者之一鐵磁性材料或具有具有Fe、Co及Ni之至少一者之一合金。在此情況中，舉例而言，硬偏壓層214可具有一CoxFe100-x合金(x不小於0原子百分比且不大於100原子百分比)、一NixFe100-x合金(x不小於0原子百分比且不大於100原子百分比)或添加有一非磁性元素之此等合金之任一者。硬偏壓層214可具有與上述第一磁化固定層209相同的材料。此外，用於硬偏壓層之釘紮層可具有與上述應變感測裝置200A之釘紮層206相同的材料。此外，若提供用於硬偏壓層之釘紮層，則具有與底層205相同的材料之一底層可提供於用於硬偏壓層之釘紮層下方。此外，用於硬偏壓層之釘紮層可提供於該硬偏壓層下方或提供於該硬偏壓層上。在此情況中，如同釘紮層206，硬偏壓層214之磁化方向可藉由一磁場中之一熱處理(退火)來判定。
上述硬偏壓層214及絕緣層213可應用於根據此項實施例之任何應變感測裝置200。此外，若使用硬偏壓層214及用於該硬偏壓層之釘紮層之上述堆疊結構，則即使一大外部磁場瞬時施加至該硬偏壓層214，亦可易於維持該硬偏壓層214之磁化方向。
圖13係展示應變偵測元件200之另一例示性組態200B的一示意性透視圖。不同於應變偵測元件200A，應變偵測元件200B具有一頂部自旋閥結構。明確言之，如圖13中所展示，應變偵測元件200B具有 底部電極204、底層205、磁化自由層210(第一磁性層201)、中間層203、第一磁化固定層209(第二磁性層202)、磁性耦合層208、第二磁化固定層207、釘紮層206、罩蓋層211及頂部電極212之一循序堆疊。第一磁化固定層209對應於第二磁性層202。磁化自由層210對應於第一磁性層201。此外，底部電極204連接至(例如)配接線131(圖1)且電極212連接至(例如)配接線133(圖1)。
舉例而言，底層205具有Ta/Cu。Ta層具有(例如)3nm之一厚度(在Z軸方向上之一長度)。Cu層具有(例如)5nm之一厚度。舉例而言，磁化自由層210具有4nm厚度之Co40Fe40B20。舉例而言，中間層203具有1.6nm厚度之一MgO層。舉例而言，第一磁化固定層209具有Co40Fe40B20/Fe50Co50。該Co40Fe40B20層具有(例如)2nm之一厚度。該Fe50Co50層具有(例如)1nm之一厚度。舉例而言，磁性耦合層208具有0.9nm厚度之一Ru層。舉例而言，第二磁化固定層207具有2.5nm厚度之一Co75Fe25層。舉例而言，釘紮層206具有一7nm厚度之一IrMn層。舉例而言，罩蓋層211具有Ta/Ru。該Ta層具有(例如)1nm之一厚度。該Ru層具有(例如)5nm之一厚度。
在上述底部自旋閥類型之應變感測裝置200A中，第一磁化固定層209(第二磁性層202)係形成於磁化自由層210(第一磁性層201)下方(在-Z軸方向上)。相比而言，在一頂部自旋閥類型之應變偵測元件200B中，第一磁化固定層209(第二磁性層202)係形成於磁化自由層210(第一磁性層201)上(在+Z軸方向上)。因此，包含於應變感測裝置200B中之諸層之材料可為包含於應變偵測元件200A中之諸層之材料之一水平反轉。此外，上述擴散障壁層可提供於應變感測裝置200B之底層205與磁化自由層210之間。
圖14係展示應變偵測元件200之另一例示性組態200C的一示意性透視圖。應變偵測元件200C具有具有一單一磁化固定層之一單一釘 紮結構。明確言之，如圖14中所展示，應變偵測元件200C具有底部電極204、底層205、釘紮層206、第一磁化固定層209(第二磁性層202)、一中間層203、磁化自由層210(第一磁性層201)及罩蓋層211之一循序堆疊。第一磁化固定層209對應於第二磁性層202。磁化自由層210對應於第一磁性層201。此外，底部電極204連接至(例如)配接線131(圖1)且頂部電極212連接至(例如)配接線133(圖1)。
舉例而言，底層205具有Ta/Ru。Ta層具有(例如)3nm之一厚度(在Z軸方向上之一長度)。Ru層具有(例如)2nm之一厚度。舉例而言，釘紮層206具有一7nm厚度之一IrMn層。舉例而言，第一磁化固定層209具有3nm厚度之一Co40Fe40B20層。舉例而言，中間層203具有1.6nm厚度之一MgO層。舉例而言，磁化自由層210具有4nm厚度之Co40Fe40B20。舉例而言，罩蓋層211具有Ta/Ru。Ta層具有(例如)1nm之一厚度。Ru層具有(例如)5nm之一厚度。
應變偵測元件200C之諸層可具有類似於應變偵測元件200A之各自層之材料。
圖15係展示應變偵測元件200之另一例示性組態200D的一示意性透視圖。如圖15中所展示，應變偵測元件200D具有底部電極204、底層205、一下部釘紮層221、一第二下部磁化固定層222、一下部磁性耦合層223、一第一下部磁化固定層224、一下部中間層225、一磁化自由層226、一上部中間層227、一第一上部磁化固定層228、一上部磁性耦合層229、一第二上部磁化固定層230、一上部釘紮層231及罩蓋層211之一循序堆疊。該第一下部磁化固定層224及該第一上部磁化固定層228對應於第二磁性層202。該磁化自由層226對應於第一磁性層201。此外，底部電極204連接至(例如)配接線131(圖1)且頂部電極212連接至(例如)配接線133(圖1)。
舉例而言，底層205具有Ta/Ru。Ta層具有(例如)3奈米(nm)之一 厚度(在Z軸方向上之一長度)。Ru層具有(例如)2nm之一厚度。舉例而言，下部釘紮層221具有7nm厚度之一IrMn層。舉例而言，第二下部磁化固定層222具有2.5nm厚度之一Co75Fe25層。舉例而言，下部磁性耦合層223具有0.9nm厚度之一Ru層。舉例而言，第一下部磁化固定層224具有3nm厚度之一Co40Fe40B20層。舉例而言，下部中間層225具有1.6nm厚度之一MgO層。舉例而言，磁化自由層226具有4nm厚度之Co40Fe40B20。舉例而言，上部中間層227具有1.6nm厚度之一MgO層。舉例而言，第一上部磁化固定層228具有Co40Fe40B20/Fe50Co50。Co40Fe40B20層具有(例如)2nm之一厚度。Fe50Co50層具有(例如)1nm之一厚度。舉例而言，上部磁性耦合層229具有0.9nm厚度之一Ru層。舉例而言，第二上部磁化固定層230具有2.5nm厚度之一Co75Fe25層。舉例而言，上部釘紮層231具有7nm厚度之一IrMn層。舉例而言，罩蓋層211具有Ta/Ru。Ta層具有(例如)1nm之一厚度。Ru層具有(例如)5nm之一厚度。
應變偵測元件200D之諸層可具有類似於應變偵測元件200A之各自層之材料。
接著，參考圖16及圖17A、圖17B、圖17C、圖17D、圖17E及圖17F，將概述根據此項實施例製造壓力感測器100A之方法。圖16係展示根據此項實施例製造壓力感測器100A之方法之一些程序的一流程圖。圖17A、圖17B、圖17C、圖17D、圖17E及圖17F係用於繪示根據此項實施例製造壓力感測器100A之方法的示意性側視圖。注意，圖17A、圖17B、圖17C、圖17D、圖17E及圖17F展示其中使基板110在X方向上圍繞沿著Y方向延伸之一預定線彎曲之實例。
如圖16中所展示，根據此項實施例製造壓力感測器100A之方法具有使基板110彎曲之程序(步驟S111)、在該基板110彎曲的情況下沉積第一磁性層201之程序(步驟S112)及釋放該基板110之該彎曲之程序 (步驟S113)。
例如，在根據此項實施例之製造方法中，如圖17A中所展示，步驟S111可使基板110中凸地(convexly)彎曲，且如圖17B中所展示，步驟S112可沉積第一磁性層201。在此情況中，第一磁性層201在基板110中凸彎曲的情況下經歷極少應力。因此，如圖17C中所展示，若步驟S113釋放基板110之彎曲，則第一磁性層201歸因於內部應力而經歷X方向上之壓縮應變。
此外，在根據此項實施例之製造方法中，如圖17D中所展示，步驟S111可使基板110內凹地(concavely)彎曲，且如圖17E中所展示，步驟S112可沉積(例如)第一磁性層201。在此情況中，第一磁性層201在基板110內凹彎曲的情況下經歷極少應力。因此，如圖17F中所展示，若步驟S113釋放基板110之彎曲，則第一磁性層201歸因於內部應力而經歷X方向上之拉伸應變。
因此，根據此項實施例之製造方法可自由調整歸因於第一磁性層201之內部應力之應變，此可調整該第一磁性層201之初始磁化方向。此可自由調整藉由應變感測裝置200感測之應變之範圍，且因此可提供在安裝應變感測裝置200之一裝置所需的應變偵測範圍中展示高應變靈敏度之應變感測裝置200。
接著，參考圖18至圖23，將描述使基板110彎曲之模式。圖18至圖23係用於繪示使基板110彎曲之模式的示意性平面視圖。注意，圖18至圖23繪示其中第一磁性層201具有具有一正磁致伸縮常數之一磁性材料之實例。
如參考圖7B所描述，根據此項實施例之第一磁性層201之初始磁化方向相對於第二磁性層202之磁化方向具有大於0°且小於180°之一角度。此外，第一磁性層201之初始磁化方向相對於待偵測之應變之方向具有大於0°且小於90°之一角度。明確言之，執行使基板110彎曲 之程序(圖16中之步驟S111)以滿足此一條件。
舉例而言，如圖18中所展示，若第二磁性層202之磁化方向係在-Y方向上且待偵測之應變之方向係在X方向上，則可使基板110在X方向上圍繞沿著Y方向延伸之一預定線內凹地彎曲。因此，第一磁性層201歸因於X方向上之內部應力而經歷拉伸應變。因此，第一磁性層201之初始磁化方向藉由歸因於內部應力之應變而引導朝向X方向且藉由歸因於平行於第二磁性層202之磁化之磁場中之退火所引發之磁各向異性而引導朝向Y方向。因此，調整第一磁性層201之初始磁化方向以滿足上述條件。
注意，在圖18中所展示之實例中，由於基板110之彎曲較大(由於曲率半徑較小，或由於基板表面之應變較大)，所以應變對第一磁性層201之初始磁化方向的貢獻增大，因此使該初始磁化方向接近於-X方向。因此，可調整使基板110彎曲所依之曲率半徑以自由調整第一磁性層201之初始磁化方向。
此外，如圖19中所展示，可使基板110在Y方向上圍繞沿著X方向延伸之一預定線中凸地彎曲。因此，第一磁性層201歸因於Y方向上之內部應力經歷壓縮應變。因此，第一磁性層201之初始磁化方向藉由歸因於內部應力之應變而引導朝向X方向且藉由歸因於平行於第二磁性層202之磁化之磁場中之退火所引發之磁各向異性而引導朝向Y方向。因此，調整第一磁性層201之初始磁化方向以滿足上述條件。注意，亦在圖19中所展示之實例中，由於基板110之彎曲較大(由於曲率半徑較小，或由於基板表面之應變較大)，所以應變對第一磁性層201之初始磁化方向的貢獻增大，因此使該初始磁化方向接近於-X方向。
此外，如圖20中所展示，可使基板110在沿著(X,-Y)及(-X,Y)方向延伸之方向上圍繞沿著(X,Y)及(-X,-Y)方向延伸之一預定線內凹地彎 曲。因此，第一磁性層201歸因於(X,-Y)及(-X,Y)方向上之內部應力而經歷拉伸應變。因此，第一磁性層201之初始磁化方向藉由歸因於內部應力之應變而引導朝向X方向且藉由歸因於在平行於第二磁性層202之磁化之磁場中之退火所引發之磁各向異性而引導朝向之Y方向。因此，調整第一磁性層201之初始磁化方向以滿足上述條件。
注意，如圖21至圖23中所展示，舉例而言，即使第二磁性層202之磁化方向係在-Y方向上且待偵測之應變之方向係在Y方向上，亦可根據一類似模式使基板110彎曲，因此調整第一磁性層201之初始磁化方向以滿足上述條件。注意，可以不限於圖18至圖23中所展示之特定實例且可回應於裝置要求視情況調整之一方式設定初始磁化方向。
接著，參考圖24及圖25A、圖25B、圖25C、圖25D及圖25E，將更詳細描述根據此項實施例製造壓力感測器100A之方法。圖24係展示製造壓力感測器100A之方法之一些程序的一流程圖。圖25A、圖25B、圖25C、圖25D及圖25E係展示該製造方法之示意性透視圖。
如圖24中所展示，根據此項實施例製造一壓力感測器之方法包含在一基板之一表面上沉積第一磁性層201、第二磁性層202及介於該第一磁性層201與該第二磁性層202之間的中間層203之程序(步驟S110)、移除該第一磁性層201、該第二磁性層202及該中間層203而留下其等之一部分之程序(步驟S120)及從該基板110之另一表面113移除該基板110之一部分之程序(步驟S130)。
明確言之，在根據此項實施例製造壓力感測器100A之方法中，如圖25A中所展示，在基板110之一表面112上形成膜部分120。例如，若基板110係一Si基板，則可藉由濺鍍一SiOx/a-Si薄膜沉積膜部分120。
注意，舉例而言，若基板110具有一絕緣體上矽(SOI)基板，則在Si基板上之SiO2/Si之一堆疊膜可用作膜部分120。在此情況中，藉由 接合Si基板及SiO2/Si之堆疊膜來形成膜部分120。
接著，如圖25B中所展示，在基板110之一表面112上形成配接線部分131及襯墊132。明確言之，沉積提供配接線部分131及襯墊132之一導電膜且移除該導電膜而留下其之一部分。本程序可包含光微影及蝕刻或剝離。
此外，可將一未展示之絕緣膜嵌入配接線部分131及襯墊132之周邊。在此情況中，舉例而言，可使用剝離。舉例而言，藉由在蝕刻配接線部分131及襯墊132之圖案之後且在剝除光阻之前在整個表面上沉積一未展示之絕緣膜且接著移除該光阻來執行該剝離。
接著，如圖25C中所展示，在基板110之一表面112上沉積第一磁性層201、第二磁性層202及定位於該第一磁性層201與該第二磁性層202之間的中間層203(步驟S110)。注意，如上所述，在基板110彎曲的情況下執行第一磁性層201之沉積。
接著，如圖25D中所展示，移除第一磁性層201、第二磁性層202及中間層203而留下其等之一部分(步驟S120)，因此形成應變偵測元件200。本程序可包含光微影及蝕刻或剝離。
此外，可將一未展示之絕緣膜嵌入應變偵測元件200之周邊。在此情況中，舉例而言，可使用剝離。舉例而言，藉由在蝕刻應變偵測元件200之圖案之後且在剝除光阻之前在整個表面上沉積一未展示之絕緣膜且接著移除該光阻來執行該剝離。
接著，如圖25D中所展示，在基板110之一表面112上形成配接線部分133及襯墊134。明確言之，沉積提供配接線部分133及襯墊134之一導電膜且移除該導電膜而留下其之一部分。本程序可包含光微影及蝕刻或剝離。
此外，可將一未展示之絕緣膜嵌入配接線部分133及襯墊134之周邊。在此情況中，舉例而言，可使用剝離。舉例而言，藉由在蝕刻 配接線部分133及襯墊134之圖案之後且在剝除光阻之前在整個表面上沉積一未展示之絕緣膜且接著移除該光阻來執行該剝離。
接著，如圖25E中所展示，從基板110之另一表面113移除該基板110之一部分以形成該基板110中之空腔部分111(步驟S130)。
步驟S130移除對應於基板110之第一區域R1之一區域。注意，儘管此項實施例移除基板110在第一區域R1內之全部部分，然可留下該基板110之一部分。例如，若使膜部分120及基板110一體地形成，則步驟S130可移除基板110之一部分以薄化基板110且該薄化部分可提供膜部分120。
在此項實施例中，步驟S130包含蝕刻。舉例而言，若膜部分120係SiO2/a-Si之一堆疊膜，則本程序可藉由挖掘基板110之另一表面113來執行。此外，本程序可使用一雙面對準器曝光裝置執行。因此，根據應變偵測元件200之位置，可在另一表面113上圖案化光阻中之孔圖案。
此外，舉例而言，步驟S130中之蝕刻可包含使用RIE之波希(Bosch)程序。舉例而言，該波希程序重複使用SF6氣體之一蝕刻程序及使用C4F8氣體之一沉積程序。因此，在基板110之深度方向(Z軸方向)上執行選擇性蝕刻，同時減少蝕刻基板110之側壁。舉例而言，蝕刻之一終點包含一SiOx層。明確言之，使用具有不同於Si層之一蝕刻選擇比之一SiOx層終止蝕刻。用作為蝕刻停止層之SiOx層亦可用作膜部分110之一部分。在蝕刻之後，舉例而言，可藉由諸如無水氫氟酸及醇或類似者之程序移除該SiOx層。除了波希程序之外，基板110之蝕刻亦可包含各向異性濕式蝕刻或使用一犧牲層之蝕刻。
接著，參考圖26、圖27A、圖27B、圖27C、圖27D、圖27E、圖27F、圖27G、圖27H、圖27I、圖27J、圖27K、圖27L、圖27M、圖27N及圖27O，將更詳細描述根據此項實施例製造壓力感測器100A之 方法之一些程序。圖26係用於繪示該等程序之一實例的一示意性流程圖。圖27A、圖27B、圖27C、圖27D、圖27E、圖27F、圖27G、圖27H、圖27I、圖27J、圖27K、圖27L、圖27M、圖27N及圖27O係展示藉由根據此項實施例之製造方法製造(例如)圖12中所展示之應變偵測元件200A的示意性截面視圖。
在圖26中所展示之實例中，步驟S110包含沉積第二磁性層202之程序(步驟S114)、沉積中間層203之程序(步驟S115)、使基板110彎曲之程序(步驟S111)、沉積第一磁性層201之程序(步驟S112)及釋放基板110之彎曲之程序(步驟S113)。
圖27A係圖25B中所展示之組態之一部分的一放大截面視圖。然而應注意，圖27A省略配接線131及襯墊132。如圖27B中所展示，在膜部分120上形成絕緣層125及底部電極204。例如，形成SiOx(80nm)作為該絕緣層125。例如，形成Ta(5nm)/Cu(200nm)/Ta(35nm)作為該底部電極204。接著，可使底部電極204之頂部表面經受諸如CMP程序之一表面平滑化程序以平滑化形成於該底部電極上之組態。此處，若膜部分120之頂部表面具有一絕緣材料，則不一定需要形成絕緣層125。
接著，如圖27C中所展示，處理底部電極204之平面形狀。此程序藉由光微影圖案化光阻且接著使用一未展示之光阻圖案作為遮罩執行物理銑削或化學銑削。例如，執行一Ar離子銑削。此外，將絕緣層126嵌入及沉積於底部電極204之周邊。舉例而言，該程序包含剝離程序。例如，在留下藉由光微影形成之光阻圖案的情況下，於整個表面上沉積絕緣層126且接著移除該光阻圖案。舉例而言，該絕緣層126可具有SiOx、AlOx、SiNx、AlNx及類似者。
接著，如圖27D中所展示，在底部電極204上循序堆疊底層205、釘紮層206、第二磁化固定層207及磁性耦合層208。例如，形成Ta(3 nm)/Ru(2nm)作為底層205。在該底層205上形成IrMn(7nm)作為釘紮層206。在IrMn上形成Co75Fe25(2.5nm)/Ru(0.9nm)作為第二磁化固定層207/磁性耦合層208。
如圖27E中所展示，步驟S114在磁性耦合層208上堆疊第一磁化固定層209(第二磁性層202)。例如，形成Co75Fe25(2.5nm)/Ru(0.9nm)/Co40Fe40B20(4nm)作為第一磁化固定層(第二磁性層)。
如圖27F中所展示，步驟S115在第一磁化固定層209(第二磁性層202)上堆疊中間層203。例如，形成MgO(1.6nm)作為中間層203。
如圖27G中所展示，步驟S111使基板110彎曲。如圖27H中所展示，步驟S112在基板110彎曲的情況下在中間層203上堆疊磁化自由層210(第一磁性層201)。例如，形成Co40Fe40B20(4nm)作為磁化自由層210。如圖27I中所展示，步驟S113釋放基板110之彎曲。
接著，如圖27J中所展示，在磁化自由層210上堆疊罩蓋層211。例如，形成Cu(3nm)/Ta(2nm)/Ru(10nm)作為罩蓋層211。注意，可在磁化自由層210與罩蓋層211之間形成MgO(1.5nm)作為一未展示之擴散障壁層。
如圖27K中所展示，步驟S120(圖24)移除底層205、釘紮層206、第二磁化固定層207、磁性耦合層208、第一磁化固定層209(第二磁性層202)、中間層203、磁化自由層210(第一磁性層201)及罩蓋層211而留下其等之一部分。此程序藉由光微影圖案化光阻且接著使用一未展示之光阻圖案作為遮罩而執行物理銑削或化學銑削。例如，執行Ar離子銑削。
接著，將絕緣層213嵌入及沉積於包含第一磁性層201之堆疊之周邊。舉例而言，該程序包含剝離程序。例如，在留下藉由光微影形成之光阻圖案的情況下，於整個表面上沉積絕緣層213且接著移除該光阻圖案。舉例而言，該絕緣層213可包含諸如SiOx、AlOx、SiNx及 AlNx之材料。
接著，執行磁場退火以固定第一磁化固定層209(第二磁性層202)之磁化方向。例如，在施加7kOe之一外部磁場的條件下在300℃下執行一小時退火。此處，可在圖27E中之形成包含第二磁性層202之堆疊之程序之後的任何時序執行磁場退火。
接著，如圖27L中所展示，將硬偏壓層214嵌入絕緣層213。例如，在該絕緣層213中形成待嵌入有硬偏壓層214之一孔。此程序藉由光微影圖案化光阻且接著使用一未展示之光阻圖案作為遮罩而執行物理銑削或化學銑削。在此程序中，可執行孔形成直至該孔穿過周邊絕緣層213或可在中途停止該孔形成。圖27L繪示其中孔形成在中途停止而不穿過絕緣層213之一實例。若蝕刻該孔使之穿過絕緣層213，則在圖27L中所展示之嵌入硬偏壓層214之程序需要在硬偏壓層214下方沉積一未展示之絕緣層。
接著，將硬偏壓層214嵌入所形成之孔中。舉例而言，該程序包含剝離程序。例如，在留下藉由光微影形成之光阻圖案的情況下，於整個表面上沉積硬偏壓層214且接著移除該光阻圖案。此處，舉例而言，形成Cr(5nm)作為用於硬偏壓層之一底層，且舉例而言，在該底層上形成Co80Pt20(20nm)作為硬偏壓層214。在該硬偏壓層214上可進一步形成一未展示之罩蓋層。該罩蓋層可具有描述為可用作應變感測裝置200A之罩蓋層之材料之上述材料或具有諸如SiOx、AlOx、SiNx及AlNx之絕緣層。
接著，在環境溫度下施加一外部磁場以設定包含於硬偏壓層214中之硬磁性材料之磁化方向。可在嵌入硬偏壓層214之後之任何時序藉由該外部磁場設定該硬偏壓層214之磁化方向。
注意，圖27L中所展示之硬偏壓層214之嵌入程序可與圖27K中所展示之絕緣層213之嵌入程序同時執行。此外，可不必執行圖27K中 所展示之硬偏壓層214之嵌入程序。
接著，如圖27M中所展示，在罩蓋層211上堆疊頂部電極212。接著，如圖27N中所展示，移除該頂部電極212而留下其之一部分。此程序藉由光微影圖案化一光阻且接著使用一未展示之光阻圖案作為遮罩而執行物理銑削或化學銑削。
接著，如圖27O中所展示，沉積保護層215以覆蓋頂部電極212及硬偏壓214。例如，該保護層215可具有諸如SiOx、AlOx、SiNx及AlNx之絕緣層。注意，可不必提供該保護層215。
上述方法包含沉積中間層203之步驟S115，其後接著使基板110彎曲之步驟S111，且因此可將應變有效地提供給第一磁性層201。注意，儘管圖27A至圖27O中並未展示，然可形成至底部電極204及頂部電極212之接觸孔。
接著，將描述步驟S110之另一模式。圖28係用於繪示步驟S110之另一模式的一示意性流程圖。在圖28中所展示之實例中，第一磁性層201係在第二磁性層202之前沉積。
明確言之，在圖28中所展示之實例中，步驟S110包含使基板110彎曲之程序(步驟S111)、沉積第一磁性層201之程序(步驟S112)、釋放基板110之彎曲之程序(步驟S113)、沉積中間層203之程序(步驟S115)及沉積第二磁性層202之程序(步驟S114)。
上述方法可製造安裝舉例而言如應變偵測元件200B(圖13)之具有在第二磁性層202下方之第一磁性層201之應變偵測元件200之壓力感測器100A。
此外，上述方法包含沉積第一磁性層201之步驟S112，其後接著使基板110彎曲之步驟S111，且因此可將應變有效地提供給第一磁性層201。
注意，如圖29及圖30中所展示，當沉積第二磁性層202或中間層 203時，可已使基板110彎曲。圖29及圖30係用於繪示步驟S110之其他模式的示意性流程圖。
明確言之，在圖29中所展示之實例中，步驟S110包含使基板110彎曲之程序(步驟S111)、沉積第二磁性層202之程序(步驟S114)、沉積中間層203之程序(步驟S115)、沉積第一磁性層201之程序(步驟S112)及釋放基板110之彎曲之程序(步驟S113)。
此外，在圖30中所展示之實例中，步驟S110包含使基板110彎曲之程序(步驟S111)、沉積第一磁性層201之程序(步驟S112)、沉積中間層203之程序(步驟S115)、沉積第二磁性層202之程序(步驟S114)及釋放基板110之彎曲之程序(步驟S113)。
例如，若如圖29及圖30中所展示之方法係用於製造圖10至圖15中所展示之應變偵測元件200A、200B、200C或200D，則吾人可在(例如)產生圖27C中所展示之結構時使基板110彎曲(步驟S111)，且在該基板110彎曲的情況下，對應於各自應變偵測元件之組態沉積從底層205至罩蓋層211之膜(步驟S112、步驟S114及步驟S115)，且接著釋放基板110之彎曲(步驟S113)。
接著，參考圖31A、圖31B、圖31C及圖31D，將描述根據此項實施例之應變偵測元件200之另一模式。儘管在上文描述中，已描述其中第二磁性層202係磁化固定層之一模式，然如參考圖5所描述，第二磁性層202亦可為一磁化自由層。下文將給出其中第二磁性層202係一磁化自由層且應變偵測元件200具有一所謂的雙層自由結構之一實例之一描述。
圖31A、圖31B及圖31C係分別表示經歷拉伸應變、未經歷應變及經歷壓縮應變之應變偵測元件200的示意性透視圖。此外，在圖31A、圖31B及圖31C中所展示之實例中假定第二磁性層202係一磁化自由層且應變偵測元件200經歷X方向上之應變。
如圖31B中所展示，若根據此項實施例之應變偵測元件200未經歷應變，則第一磁性層201之磁化方向與第二磁性層202之磁化方向之間的相對角度可大於0°且小於180°。在圖31B中所展示之實例中，第一磁性層201之初始磁化方向相對於第二磁性層202之初始磁化方向具有90°之一角度。此外，此等初始磁化方向之各者相對於應變產生方向具有45°(135°)之一角度。
如圖31A中所展示，若應變偵測元件200Z經歷X方向上之拉伸應變，則第一磁性層201及第二磁性層202具有相對改變該等磁性層之磁化方向之逆磁致伸縮效應。應變偵測元件200之第一磁性層201及第二磁性層202具有具有一正磁致伸縮常數之一鐵磁性材料。因此，如圖31A中所展示，第一磁性層201及第二磁性層202之磁化方向接近平行於拉伸應變方向。注意，第一磁性層201可具有一負磁致伸縮常數。在圖31A中所展示之實例中，此等磁化方向經改變以減小其等之間的角度差。
同時，如圖31C中所展示，若應變偵測元件200經歷X方向上之壓縮應變，則第一磁性層201及第二磁性層202具有引起該等第一磁性層201及第二磁性層202之磁化方向接近垂直於壓縮應變方向之逆磁致伸縮效應。在圖31C中所展示之實例中，此等磁化方向經改變以增大其等之間的角度差。
圖31D係展示應變偵測元件200之電阻與在該應變偵測元件200中產生之應變量之關係的一示意性圖表。注意，在圖31D中，拉伸方向應變係正方向應變且壓縮方向應變係負方向應變。
如圖31D中所展示，根據此項實施例之應變偵測元件200具有針對正方向應變(拉伸應變)減小且針對負方向應變(壓縮應變)增大之一電阻值。因此，舉例而言，應變偵測元件200可直接用於對正/負壓力靈敏之一裝置(諸如一麥克風)中。
此外，若應變偵測元件200經歷大約零之應變，則在正方向(拉伸方向)上添加小應變△ε1及在負方向(壓縮方向)上施加小應變△ε1皆可提供一相對較大之電阻變化△r2。明確言之，根據此項實施例之應變偵測元件200具有針對極小應變之一大量規因子且因此適於製造高靈敏度壓力感測器100A。
接著，參考圖32，給出具有作為磁化自由層之第二磁性層202之應變偵測元件200之一例示性組態的一描述。圖32係展示應變偵測元件200之一例示性組態200E的一示意性透視圖。如圖32中所展示，應變偵測元件200E具有底部電極204、底層205、第一磁化自由層241(第一磁性層201)、中間層203、第二磁化自由層242(第二磁性層202)、罩蓋層211及頂部電極212之一循序堆疊。該第一磁化自由層241對應於第一磁性層201。該第二磁化自由層242對應於第二磁性層202。此外，底部電極204連接至(例如)配接線131(圖1)且頂部電極212連接至(例如)配接線133(圖1)。
舉例而言，底層205具有Ta/Cu。Ta層具有(例如)3nm之一厚度(在Z軸方向上之一長度)。Cu層具有(例如)5nm之一厚度。舉例而言，第一磁化自由層241具有4nm厚度之Co40Fe40B20。舉例而言，中間層203具有1.6nm厚度之一MgO層。舉例而言，第二磁化自由層242具有4nm厚度之Co40Fe40B20。舉例而言，罩蓋層211具有Cu/Ta/Ru。Cu層具有(例如)5nm之一厚度。Ta層具有(例如)1nm之一厚度。Ru層具有(例如)5nm之一厚度。
應變偵測元件200E之諸層可具有類似於應變偵測元件200A之各自層之材料。此外，第一磁化自由層241及第二磁化自由層242可具有(例如)類似於應變偵測元件200A(圖10)之磁化自由層210之材料。
接著，參考圖24、圖25A、圖25B、圖25C、圖25D及圖25E以及圖33，描述製造安裝應變偵測元件200E之壓力感測器100A之一方 法。
可使用參考圖24及圖25A、圖25B、圖25C、圖25D及圖25E描述之製造方法製造此一壓力感測器100A。然而，步驟S110(圖24)執行圖33中所展示之程序。圖33係用於繪示步驟S110之一實例的一示意性流程圖。在圖33中所展示之實例中，在沉積第一磁性層201及第二磁性層202之階段中，使基板110在不同方向上彎曲。
明確言之，在圖33中所展示之實例中，步驟S110包含使基板彎曲之程序(S111)、沉積第一磁性層之程序(S112)、釋放基板之彎曲之程序(S113)、沉積中間層之程序(S115)、使基板彎曲之程序(S116)、沉積第二磁性層之程序(S114)及釋放基板之彎曲之程序(S117)。明確言之，使基板彎曲及釋放基板之彎曲之兩個程序皆執行兩次。此處，步驟S111及步驟S116使基板在不同方向上彎曲。
注意，圖33中所展示之程序僅係步驟S110之一實例。例如，在沉積第一磁性層之程序(S112)之後可接著沉積中間層之程序(S115)，其後可接著釋放基板之彎曲之程序(S113)。此外，在沉積第一磁性層之程序(S112)之後可接著釋放基板之彎曲之程序(S113)，其後可接著沉積中間層之程序(S115)。
接著，參考圖34至圖37，將描述使基板110彎曲之狀態。圖34至圖37係用於繪示使基板110彎曲之狀態的示意性平面視圖。注意，圖34至圖37繪示其中第一磁性層201及第二磁性層202具有具有一正磁致伸縮常數之磁性材料之一實例。
如參考圖31B所描述，相對於第二磁性層202之磁化方向，根據此項實施例之第一磁性層201之初始磁化方向大於0°且小於180°。此外，第一磁性層201及第二磁性層202之初始磁化方向具有相對於待偵測之應變之方向成大於0°且小於90°之一角度。明確言之，執行使基板110彎曲之程序(圖33中之步驟S111及步驟S116)以滿足此一條件。
舉例而言，如圖34中所展示，若待偵測之應變之方向係在X方向上，則步驟S111可使基板110在沿著(X,Y)及(-X,-Y)方向延伸之方向上圍繞沿著(X,-Y)及(-X,Y)方向延伸之一預定線內凹地彎曲。因此，第一磁性層201歸因於(X,Y)及(-X,-Y)方向上之內部應力而經歷拉伸應變。因此，第一磁性層201之初始磁化方向經引導朝向(X,Y)或(-X,-Y)方向。
此外，如圖34中所展示，步驟S116可使基板110在沿著(X,-Y)及(-X,Y)方向延伸之方向上圍繞沿著(X,Y)及(-X,-Y)方向延伸之一預定線內凹地彎曲。因此，第二磁性層202歸因於(X,-Y)及(-X,Y)方向上之內部應力而經歷拉伸應變。因此，第二磁性層202之初始磁化方向藉由歸因於內部應力之應變而引導朝向(X,-Y)或(-X,Y)方向。
因此，在圖33中所展示之製造方法中，步驟S111及步驟S116調整第一磁性層201及第二磁性層202之初始磁化方向以滿足上述條件。
此外，如圖35中所展示，舉例而言，若待偵測之應變之方向係在X方向上，則步驟S111可使基板110在沿著(X,Y)及(-X,-Y)方向延伸之方向上圍繞沿著(X,-Y)及(-X,Y)方向延伸之一預定線中凸地彎曲。因此，第一磁性層201歸因於(X,Y)及(-X,-Y)方向上之內部應力而經歷壓縮應變。因此，第一磁性層201之初始磁化方向藉由歸因於內部應力之應變引導朝向(X,-Y)或(-X,Y)方向。
此外，如圖35中所展示，步驟S116可使基板110在沿著(X,-Y)及(-X,Y)方向延伸之方向上圍繞沿著(X,Y)及(-X,-Y)方向延伸之一預定線中凸地彎曲。因此，第二磁性層202歸因於(X,-Y)及(-X,Y)方向上之內部應力而經歷拉伸應變。因此，第二磁性層202之初始磁化方向經引導朝向(X,Y)或(-X,-Y)方向。
因此，在圖33中所展示之製造方法中，步驟S111及步驟S116亦調整第一磁性層201及第二磁性層202之初始磁化方向以滿足上述條 件。
注意，在圖34及圖35中所展示之實例中，由於基板110之彎曲較大(由於曲率半徑較小，或由於基板表面之應變較大)，所以應變對第一磁性層201及第二磁性層202之初始磁化方向的貢獻增大。因此，可調整使基板110彎曲所依之曲率半徑以自由調整第一磁性層201及第二磁性層202之初始磁化方向。
此外，如圖36及圖37中所展示，舉例而言，即使待偵測之應變之方向係在Y方向上，亦可以一類似模式使基板110彎曲以調整第一磁性層201之初始磁化方向以滿足上述條件。注意，可以不限於圖34至圖37中所展示之特定實例且可回應於裝置要求視情況調整之一方式設定初始磁化。
[2.第二實施例]
接著，參考圖38及圖39A、圖39B、圖39C、圖39D、圖39E及圖39F，將概述根據一第二實施例製造壓力感測器100A之一方法。圖38係展示根據此項實施例製造壓力感測器100A之方法之一部分的一流程圖。圖39A、圖39B、圖39C、圖39D、圖39E及圖39F係用於繪示根據此項實施例製造壓力感測器100A之方法的示意性側視圖。注意，在圖39A、圖39B、圖39C、圖39D、圖39E及圖39F中所展示之實例中，使基板110在X方向上圍繞沿著Y方向延伸之一預定線彎曲。
第一實施例在基板110彎曲的情況下沉積第一磁性層201，因此設定該第一磁性層201之初始磁化方向。相比而言，此項實施例使其上沉積有第一磁性層201之基板110彎曲且在該基板110彎曲的情況下使該基板110退火，因此設定第一磁性層201之初始磁化方向。
明確言之，如圖38中所展示，根據此項實施例製造壓力感測器100A之方法包含使基板110彎曲之程序(步驟S211)、使第一磁性層201退火之程序(步驟S212)、釋放基板110之彎曲之程序(步驟S213)。
例如，在根據此項實施例之製造方法中，如圖39A中所展示，步驟S211可使其上沉積有第一磁性層201之基板110中凸地彎曲，且如圖39B中所展示，步驟S212可使第一磁性層201退火。在此情況中，所引發之磁各向異性產生於第一磁性層201中且該第一磁性層201之初始磁化方向經定向至X方向或-X方向。因此，如圖39C中所展示，即使步驟S213釋放基板110之彎曲，第一磁性層201之初始磁化方向亦保持於X方向或-X方向上。
此外，在根據此項實施例之製造方法中，舉例而言，如圖39D中所展示，步驟S211可使其上沉積有第一磁性層201之基板110內凹彎曲，且如圖39E中所展示，步驟S212可使第一磁性層201退火。在此情況中，所引發之磁各向異性產生於第一磁性層201中且該第一磁性層201之初始磁化方向經定向至Y方向或-Y方向。因此，如圖39F中所展示，即使步驟S213釋放基板110之彎曲，第一磁性層201之初始磁化方向亦保持於Y方向或-Y方向上。
因此，根據此項實施例之製造方法可自由調整歸因於第一磁性層201之內部應力之應變，且因此可調整該第一磁性層201之初始磁化方向。此可自由調整藉由應變感測裝置200感測之應變之範圍，且因此可提供在安裝該應變感測裝置200之一裝置所需的應變偵測範圍中展示高應變靈敏度之應變感測裝置200。注意，根據此項實施例製造壓力感測器100A之方法可結合根據第一實施例之製造方法。
接著，參考圖40至圖45，將描述使基板110彎曲之狀態。圖40至圖45係用於繪示使基板110彎曲之模式的示意性平面視圖。注意，圖40至圖45繪示其中第一磁性層201具有具有一正磁致伸縮常數實例之一磁性材料之實例。
即使按照根據此項實施例之製造方法製造應變偵測元件200，舉例而言，如圖7B中所展示，第一磁性層201之初始磁化方向具有相對 於第二磁性層202之磁化方向成大於0°且小於180°之一角度。此外，第一磁性層201之初始磁化方向具有相對於待偵測之應變之方向成大於0°且小於90°之一角度。明確言之，執行使基板110彎曲之程序(圖38中之步驟S211)以滿足此一條件。
舉例而言，如圖40中所展示，若第二磁性層202之磁化方向係在-Y方向上且待偵測之應變之方向係在X方向上，則可使基板110在X方向上圍繞沿著Y方向延伸之一預定線中凸彎曲且接著使其退火。因此，在第一磁性層201中產生在X方向上引發之磁各向異性。因此，第一磁性層201之初始磁化方向藉由憑藉歸因於彎曲及退火所引發之磁各向異性之磁化而引導朝向X方向，且藉由歸因於平行於第二磁性層202之磁化之磁場中之退火所引發之磁各向異性而引導朝向Y方向。因此，調整第一磁性層201之初始磁化方向以滿足上述條件。
注意，在圖40中所展示之實例中，由於基板110之彎曲較大(由於曲率半徑較小，或由於基板表面之應變較大)，所以應變對第一磁性層201之初始磁化方向的貢獻增大，因此使該初始磁化方向接近於-X方向。因此，可調整使基板110彎曲所依之曲率半徑以自由調整第一磁性層201之初始磁化方向。
此外，如圖41中所展示，可使基板110在Y方向上圍繞沿著X方向延伸之一預定線內凹彎曲。因此，在第一磁性層201中產生在X方向上引發之磁各向異性。因此，第一磁性層201之初始磁化方向藉由憑藉歸因於彎曲及退火所引發之磁各向異性之磁化而引導朝向X方向，且藉由歸因於平行於第二磁性層202之磁化之磁場中之退火所引發之磁各向異性而引導朝向Y方向。因此，調整第一磁性層201之初始磁化方向以滿足上述條件。注意，亦在圖41中展示之實例中，由於基板110之彎曲較大(由於曲率半徑較小，或由於基板表面之應變較大)，所以應變對第一磁性層201之初始磁化方向的貢獻增大，因此使該初 始磁化方向接近於-X方向。
此外，如圖42中所展示，可使基板110在沿著(X,-Y)及(-X,Y)方向延伸之方向上圍繞沿著(X,Y)及(-X,-Y)方向延伸之一預定線中凸彎曲。因此，在第一磁性層201中產生在(X,-Y)及(-X,Y)方向上所引發之磁各向異性。因此，第一磁性層201之初始磁化方向藉由憑藉歸因於彎曲及退火所引發之磁各向異性之磁化而引導朝向X方向，且藉由歸因於平行於第二磁性層202之磁化之磁場中之退火所引發之磁各向異性而引導朝向Y方向。因此，調整第一磁性層201之初始磁化方向以滿足上述條件。
注意，如圖43至圖45中所展示，舉例而言，即使第二磁性層202之磁化方向係在-Y方向上且待偵測之應變之方向係在Y方向上，亦可以一類似方式使基板110彎曲以調整第一磁性層201之初始磁化方向以滿足上述條件。注意，可以不限於圖40至圖45中所展示之特定實例且可回應於裝置要求視情況調整之一方式設定初始磁化。
接著，參考圖46，將更詳細描述根據此項實施例製造壓力感測器100A之方法。圖46係展示根據此項實施例製造壓力感測器100A之方法之一些程序的一流程圖。
如圖46中所展示，根據此項實施例製造一壓力感測器之一方法包含在一基板110之一表面112上沉積第一磁性層201、第二磁性層202及介於該第一磁性層201與該第二磁性層202之間的中間層203之程序(步驟S210)、移除該第一磁性層201、該第二磁性層202及該中間層203而留下其等之一部分之程序(步驟S120)及從該基板110之另一表面113移除該基板110之一部分之程序(步驟S130)。注意，如參考圖24及圖25A、圖25B、圖25C、圖25D及圖25E所描述般執行除S210之外之程序。
步驟S210在基板110之一表面112上沉積第一磁性層201、第二磁 性層202及定位於該第一磁性層201與該第二磁性層202之間的中間層203。注意，儘管在第一實施例中步驟S110，在基板110彎曲的情況下沉積第一磁性層201，然在此項實施例中，步驟S210可在基板110未彎曲的情況下沉積第一磁性層201。
接著，參考圖47，將更詳細描述根據此項實施例製造壓力感測器100A之方法中的一部分程序(步驟S210)。圖47係用於繪示該程序之一實例的一示意性流程圖。
在圖47中所展示之實例中，步驟S210包含沉積第二磁性層之程序(步驟S114)、沉積中間層203之程序(步驟S115)、沉積第一磁性層201之程序(步驟S112)、使基板110彎曲之程序(步驟S211)、使第一磁性層201退火之程序(步驟S212)及釋放基板110之彎曲之程序(步驟S213)。
上述方法可製造安裝舉例而言如應變偵測元件200A(圖10)之具有在第二磁性層202上方之第一磁性層201之應變偵測元件200之壓力感測器100A。
接著，將描述步驟S210之另一模式。圖48係用於繪示步驟S210之另一模式的一示意性流程圖。在圖48中所展示之實例中，第一磁性層201係在第二磁性層202之前沉積。
明確言之，在圖48中所展示之實例中，步驟S210包含沉積第一磁性層201之程序(步驟S112)、使基板110彎曲之程序(步驟S211)、使第一磁性層201退火之程序(步驟S212)、釋放基板110之彎曲之程序(步驟S213)、沉積中間層203之程序(步驟S115)及沉積第二磁性層203之程序(步驟S114)。
上述方法可製造安裝舉例而言如應變偵測元件200B(圖13)之具有在第二磁性層202下方之第一磁性層201之應變偵測元件200之壓力感測器100A。
接著，將描述步驟S210之另一模式。圖49係用於繪示步驟S210之另一模式的一示意性流程圖。
明確言之，在圖49中所展示之實例中，步驟S210包含沉積第一磁性層201之程序(步驟S112)、沉積中間層203之程序(步驟S115)、沉積第二磁性層202之程序(步驟S114)、使基板110彎曲之程序(步驟S211)、使第一磁性層201退火之程序(步驟S212)及釋放基板110之彎曲之程序(步驟S213)。
根據此項實施例之方法可製造(例如)安裝圖10至圖15中所展示之應變偵測元件200A、200B、200C或200D之壓力感測器100A。
[第三實施例]
接著，參考圖50至圖52F，將描述根據一第三實施例製造一壓力感測器之一方法。圖50係展示根據此項實施例製造一壓力感測器之方法之一些程序的一流程圖。圖51A、圖51B、圖51C、圖51D、圖51E及圖51F以及圖52A、圖52B、圖52C、圖52D、圖52E及圖52F係用於繪示根據此項實施例製造一壓力感測器之方法的示意性側視圖。注意，圖51A、圖51B、圖51C、圖51D、圖51E及圖51F以及圖52A、圖52B、圖52C、圖52D、圖52E及圖52F展示其中使基板110各向同性(球狀)彎曲之實例。此項實施例使基板110在Z方向上圍繞一預定點彎曲。
舉例而言，如圖17A、圖17B、圖17C、圖17D、圖17E及圖17F中所展示，第一實施例在基板110彎曲的情況下沉積第一磁性層201以設定該第一磁性層201之初始磁化方向。相比而言，如圖50至圖52F中所展示，根據此項實施例製造一壓力感測器之方法在基板110彎曲的情況下沉積膜部分120，因此調整該膜部分120之內部應力且提供應變。
明確言之，如圖50中所展示，根據此項實施例製造一壓力感測器之方法包含使基板110彎曲之程序(步驟S310)、形成膜部分120之程 序(步驟S320)、釋放基板110之彎曲之程序(步驟S330)、製造應變偵測元件之程序(步驟S340)及從該基板110之另一表面113移除該基板110之一部分之程序(步驟S130)。注意，可類似於參考圖24及圖25E所描述之程序執行步驟S130中所展示之程序。此外，可在基板110與膜部分120之間形成其他層。
例如，在根據此項實施例之製造方法中，如圖51A及圖51D中所展示，步驟S310可使基板110中凸彎曲，且如圖51B及圖51E中所展示，步驟S320可形成膜部分120。在此情況中，膜部分120在基板110中凸彎曲的情況下經歷極少應力。因此，如圖51C及圖51F中所展示，若步驟S330釋放基板110之彎曲，則膜部分120歸因於內部應力而經歷各向同性壓縮應變。
此外，在根據此項實施例之製造方法中，如圖52A及圖52D中所展示，步驟S310可使基板110內凹彎曲且如圖52B及圖52E中所展示，步驟S320可形成膜部分120。在此情況中，膜部分120在基板110內凹彎曲的情況下經歷極少應力。因此，如圖52C及圖52C中所展示，若步驟S330釋放基板110之彎曲，則膜部分120歸因於內部應力而經歷各向同性拉伸應變。
明確言之，為增加壓力感測器之靈敏度，較佳使膜部分120回應於一弱外部壓力而在很大程度上彎曲。此處，在形成膜部分120之程序中，該膜部分120可具有殘餘應力。若膜部分120具有殘餘應力，則該膜部分120之彈簧常數可取決於應力之量而增加，此可降低膜部分120回應於外部壓力之變形。此可能並不提供一高靈敏度壓力感測器。
膜部分120中之殘餘應力亦可藉由材料選擇或沉積條件(諸如程序氣體壓力或基板偏壓條件)或類似者來調整。然而應注意，若從具有回應於外部壓力提供一大變形之一楊氏(Young's)模量之一材料群組選 擇材料，則僅藉由調整沉積條件可難以使殘餘應力大約為零。
此處，根據此項實施例製造一壓力感測器之方法可調整膜部分120之內部應力且對該膜部分120提供應變以減小上述殘餘應力。因此，無需取決於膜部分120之材料，在彎曲沉積中之基板之曲率可自由控制殘餘應力值。此可增大膜部分120回應於外部壓力之變形量以提供一高度靈敏壓力感測器。
注意，在圖50中，步驟S340可以大致類似於第一實施例中所描述之方法之一方法製造一應變偵測元件。然而應注意，步驟S340不一定需要使基板110彎曲。
例如，應變偵測元件可藉由圖53及圖54中所展示之方法製造。圖53及圖54各為展示製造一應變偵測元件之程序之一些程序的流程圖。圖53及圖54展示未包含使基板110彎曲之程序之若干程序。
明確言之，在圖53中所展示之實例中，步驟S340包含沉積第二磁性層202之程序(步驟S114)、沉積中間層203之程序(步驟S115)、沉積第一磁性層201之程序(步驟S112)及移除第一磁性層201、第二磁性層202及中間層203而留下其等之一部分之程序(步驟S120)。
此外，在圖54中所展示之實例中，步驟S340包含沉積第一磁性層201之程序(步驟S112)、沉積中間層203之程序(步驟S115)、沉積第二磁性層202之程序(步驟S114)及移除第一磁性層201、第二磁性層202及中間層203而留下其等之一部分之程序(步驟S120)。
注意，可類似於如參考圖26、圖27A、圖27B、圖27C、圖27D、圖27E、圖27F、圖27G、圖27H、圖27I、圖27J、圖27K、圖27L、圖27M、圖27N及圖27O所描述之程序執行在步驟S112、步驟S114及步驟S115中所展示之程序。此外，可類似於如參考圖24及圖25D所描述之程序執行步驟S120中所展示之程序。
此外’舉例而言，根據此項實施例製造一壓力感測器之方法可 結合根據第一實施例或第二實施例製造一壓力感測器之方法。此可製造具有膜部分120(其具有降低之殘餘應力)及一應變偵測元件(其具有一大量規因子)之一壓力感測器，且因此可製造具有更高壓敏度之一壓力感測器。
[第四實施例]
接著，參考圖55至圖57F，將描述根據一第四實施例製造一壓力感測器之一方法。圖55係展示根據此項實施例製造一壓力感測器之方法之一些程序的一流程圖。圖56A、圖56B、圖56C、圖56D、圖56E及圖56F以及圖57A、圖57B、圖57C、圖57D、圖57E及圖57F係用於繪示根據此項實施例製造一壓力感測器之方法的示意性側視圖。注意，圖56A、圖56B、圖56C、圖56D、圖56E及圖56F以及圖57A、圖57B、圖57C、圖57D、圖57E及圖57F展示其中使基板110各向同性(球狀)彎曲之實例。此項實施例使基板110在Z方向上圍繞一預定點彎曲。
舉例而言，如圖51A、圖51B、圖51C、圖51D、圖51E及圖51F或圖52A、圖52B、圖52C、圖52D、圖52E及圖52F中所展示，第三實施例在基板110彎曲的情況下沉積膜部分120以調整該膜部分120之內部應力且提供應變。相比而言，如圖55至圖57F中所展示，根據此項實施例製造一壓力感測器之方法在基板110彎曲的情況下使膜部分120退火以調整該膜部分120之內部應力且提供應變。
明確言之，如圖55中所展示，根據此項實施例製造一壓力感測器之方法包含使基板110彎曲之程序(步驟S410)、使膜部分120退火之程序(步驟S420)、釋放基板110之彎曲之程序(步驟S430)、製造應變偵測元件之程序(步驟S340)及從該基板110之另一表面113移除該基板110之一部分的程序(步驟S130)。注意，可類似於參考圖24及圖25E所描述之程序執行步驟S130中所展示之程序，且可類似於參考圖53及圖 54所描述之程序執行步驟S340中之程序。此外，可在基板110與膜部分120之間形成其他層。
例如，在根據此項實施例之製造方法中，如圖56A及圖56D中所展示，步驟S410可使其上形成有膜部分120之基板110中凸彎曲，且如圖56B及圖56E中所展示，步驟S420可使膜部分120退火。在此情況中，膜部分120在基板110中凸彎曲的情況下經歷極少應力。因此，如圖56C及圖56F中所展示，若步驟S430釋放基板110之彎曲，則膜部分120歸因於內部應力而經歷各向同性壓縮應變。
此外，在根據此項實施例之製造方法中，如圖57A及圖57D中所展示，步驟S410可使基板110內凹彎曲且如圖57B及圖57E中所展示，步驟S420可使膜部分120退火。在此情況中，膜部分120在基板110內凹彎曲的情況下經歷極少應力。因此，如圖57C及圖57F中所展示，若步驟S430釋放基板110之彎曲，則膜部分120歸因於內部應力而經歷各向同性拉伸應變。
在根據此項實施例製造一壓力感測器之方法中，可調整膜部分120之內部應力以對該膜部分120提供應變，因此降低上述殘餘應力。因此，無需取決於膜部分120之材料，在彎曲沉積中之基板之曲率可自由控制殘餘應力值。此可增大膜部分120回應於外部壓力之變形量以提供一高度靈敏壓力感測器。
注意，舉例而言，根據此項實施例製造一壓力感測器之方法可結合根據第一實施例或第二實施例製造一壓力感測器之方法。此可製造具有膜部分120(其具有降低之殘餘應力)及一壓力感測器(其具有一大量規因子)之一應變偵測元件，且因此可製造具有更高壓敏度之一壓力感測器。
[第五實施例]
接著，參考圖58，將描述一第五實施例。圖58係展示根據此項 實施例之一麥克風150之組態的一示意性截面視圖。藉由根據第一實施例至第四實施例之任一者之方法製造的壓力感測器100可安裝於(例如)一麥克風上。
根據此項實施例之麥克風150具有具有壓力感測器100之一印刷電路板151、安裝於該印刷電路板151上之一電子電路152及一罩蓋153，該罩蓋153及該印刷電路板151一起覆蓋該壓力感測器100及該電子電路152。該壓力感測器100係藉由根據第一實施例至第四實施例之任一者之製造方法製造之一壓力感測器。
罩蓋153具有一聲孔154。一聲波155進入該聲孔154。若該聲波155進入罩蓋153，則壓力感測器100感測該聲波155。舉例而言，電子電路152傳導一電流於安裝於壓力感測器100中之應變偵測元件中，因此偵測該壓力感測器100之電阻變化。此外，電子電路152可用諸如一放大電路之一裝置放大電流值。
由於藉由根據第一實施例至第四實施例之任一者之方法製造之壓力感測器具高靈敏度，具有該壓力感測器之麥克風150可以高靈敏度偵測聲波155。
[6.第六實施例]
接著，參考圖59及圖60，將描述一第六實施例。圖59係展示根據該第六實施例之一血壓感測器160之組態的一示意圖。圖60係血壓感測器160沿著線H1-H2之一示意性截面視圖。藉由根據第一實施例至第四實施例之任一者之方法製造之壓力感測器100可安裝於(例如)一血壓感測器160中。
如圖59中所展示，舉例而言，將血壓感測器160附接至一手臂165一人之一動脈166上。此外，如圖60中所展示，血壓感測器160安裝藉由根據第一實施例至第四實施例之任一者之方法製造之壓力感測器100，且因此該血壓感測器160可量測血壓。
由於藉由根據第一實施例至第四實施例之任一者之方法製造之壓力感測器具有高靈敏度，因此具有該壓力感測器之血壓感測器160可以高靈敏度持續偵測血壓。
[7.第七實施例]
接著，參考圖61，將描述一第七實施例。圖61係展示根據該第七實施例之一觸控面板170之組態的一示意性電路圖。該觸控面板170安裝於一未展示之顯示器之內部及外部之至少一者上。
該觸控面板170具有：複數個壓力感測器100，其等安置成一矩陣；複數個第一配接線171，其等安置在Y方向上，各第一配接線171連接至在X方向上之壓力感測器100之第一端；複數個第二配接線172，其等安置在X方向上，各第二配接線172連接至在Y方向上之壓力感測器100之第二端；及一控制部分173，其控制該等第一配接線171及該等第二配接線172。此等壓力感測器100係藉由根據第一實施例至第四實施例之製造方法之任一者製造之壓力感測器。
此外，控制部分173具有：一第一控制電路174，其控制第一配接線171；一第二控制電路175，其控制第二配接線172；及一第三控制電路176，其控制該第一控制電路174及該第二控制電路175。
例如，控制部分173經由第一配接線171及第二配接線172在壓力感測器100中傳導一電流。此處，若按壓一未展示之觸控表面，則各壓力感測器100回應於壓力改變應變偵測元件之電阻。控制部分173偵測電阻變化以定位已偵測按壓壓力之壓力感測器100。
由於藉由根據第一實施例至第四實施例之任一者之方法製造的壓力感測器100具有高靈敏度，故安裝該等壓力感測器100之觸控面板170可以高靈敏度偵測按壓壓力。此外，壓力感測器100係緊密的且因此可以高解析度製造觸控面板170。
注意，除壓力感測器100之外，觸控面板170亦可具有用於偵測 觸碰之一偵測元件。
[其他應用實例]
參考特定實例，上文描述藉由根據第一實施例至第四實施例之任一者之方法製造之壓力感測器100之一些應用實例。然而，除了第五實施例至第七實施例之外，壓力感測器100亦可應用於各種壓力感測器裝置，諸如一大氣壓感測器及一胎壓感測器。
此外，包含於應變偵測元件、壓力感測器100、麥克風150、血壓感測器160及觸控面板170中之元件(諸如膜部分、應變偵測元件、第一磁性層、第二磁性層及中間層)之特定組態可在本發明之範疇內，只要熟習此項技術者可從熟知範疇視情況選擇該等組態以類似地實施該等組態且獲得類似效應。
此外，各特定實例之組合於一技術可行範圍中之任何兩個或兩個以上元件亦可包含於本發明之範疇內，只要其等理解本發明之精神。
此外，基於上文在本發明之實施例中所描述之應變偵測元件、壓力感測器100、麥克風150、血壓感測器160及觸控面板170，熟習此項技術者可在視情況改變設計之情況下實施應變偵測元件、壓力感測器100、麥克風150、血壓感測器160及觸控面板170，只要理解本發明之精神，其等全部係在本發明之範疇內。
[8.第八實施例]
接著，參考圖62，將描述一第八實施例。圖62係展示根據該第八實施例之一壓力感測器製造系統300之組態的一示意圖。舉例而言，該壓力感測器製造系統300經組態使得其可使基板110彎曲以達成第一實施例至第四實施例中所展示之製造方法。
該壓力感測器製造系統300具有一第一沉積裝置401、一第二沉積裝置402、一第三沉積裝置403、一退火裝置500、一氧化裝置301、 一蝕刻裝置302、經由一閘閥303連接至各裝置之一傳送裝置304、一第一製備室(負載鎖定室)305及一第二製備室(負載鎖定室)306。
各裝置具有一真空室及一真空泵。除第一製備室305及第二製備室306外，各裝置始終維持於真空下。注意，若第一製備室305及第二製備室306之一者用作為第一製備室305及第二製備室306兩者，則可省略另一者。此外，除在傳送基板以外，閘閥303係閉合的。
第一沉積裝置401、第二沉積裝置402及第三沉積裝置403係藉由諸如濺鍍或類似者之一方法執行沉積的沉積裝置。
舉例而言，退火裝置500係用於提供熱至一薄膜之一表面以使該薄膜退火，該薄膜係在第一沉積裝置401、第二沉積裝置402及第三沉積裝置403中沉積。舉例而言，退火裝置500具有具有與一基板載台相對之一加熱燈之一結構或具有鄰近於一基板支撐載台之一電阻加熱加熱器之一結構。
氧化裝置301供應(例如)氧氣至經抽空至真空之一氧化室且因此氧化於沉積室中沉積之一薄膜之一表面，因此形成氧化物。該氧化室可具有藉由僅供應氧之自然氧化以及藉由使用諸如一離子束槍及一反向濺鍍蝕刻機構之裝置電漿化氧之電漿氧化之一結構。另外，該氧化室可具有藉由供應氧至該氧化室同時透過一離子束槍或類似者將一電漿化惰性氣體(諸如Ar)照射至基板表面之離子束輔助氧化之一結構。
舉例而言，蝕刻裝置302具有用於移除基板表面上之氧化物及污染物之一裝置，諸如一反向濺鍍蝕刻機構。
傳送裝置304具有一未展示之基板傳送機器人。該基板傳送機器人從一預定裝置裝載或移除基板。該基板傳送機器人可藉由一電腦程式操作。
第一製備室305係用於將基板引入至傳送裝置304中。明確言之，若將基板引入至傳送裝置304中，則閘閥303切斷第一製備室305 及傳送裝置304，且將該第一製備室305中之大氣設定為大氣壓。接著，將基板引入至第一製備室305中，且將該第一製備室305抽空至真空。在將第一製備室305抽空至真空之後，敞開閘閥303且將基板引入至傳送裝置304中。
第二製備室306係用於從傳送裝置304移除基板。明確言之，藉由首先敞開閘閥303且將基板從傳送裝置303傳送至第二製備室306來移除該基板。接著，閘閥303切斷第二製備室306及傳送裝置304，且將該第二製備室306設定為大氣壓。在第二製備室306充分接近於大氣壓之後，可移除基板。
注意，壓力感測器製造系統300可具有用於除濺鍍沉積以外之其他程序之其他裝置，諸如一處理裝置。例如，壓力感測器製造系統300可具有用於使用電漿、一離子束、一原子束、一分子束或一氣體叢集束移除基板或形成於該基板上之一薄膜之一處理裝置。此外，壓力感測器製造系統300亦可具有用於藉由化學氣相沉積在基板上或在形成於該基板上之一薄膜上形成一薄膜之一處理裝置、用於基板或形成於該基板上之一薄膜在一氣體、天然活性物種、離子或其等之一混合物之一氛圍中之化學反應之一處理室或用於加熱或冷卻或加熱及冷卻基板之一處理裝置。
接著，參考圖63及圖64，給出第一沉積裝置401、第二沉積裝置402或第三沉積裝置403之一例示性組態400A的一描述。圖63係用於展示沉積裝置400A之一示意性截面視圖。圖64係用於繪示該沉積裝置400A之操作的一示意性截面視圖。
如圖63中所展示，沉積裝置400A具有：一基板固持件600，其經組態以能夠支撐基板110及使其彎曲；一沉積部分410，其在支撐於該基板固持件600上之基板110上進行沉積；及一沉積室420，其含有該基板固持件600及該沉積部分410。
沉積裝置400A可如圖63中所展示般在基板110未彎曲的情況下執行濺鍍程序，且亦可如圖64中所展示般在基板110彎曲的情況下執行濺鍍程序。此外，儘管在圖64中所展示之實例中，使基板110中凸彎曲，然亦可使其內凹彎曲。
如圖63中所展示，沉積部分410處於與基板固持件600相對之一預定位置且具有安裝有一濺鍍標靶411之一濺鍍陰極412。該濺鍍標靶411經由一背板或類似者安裝於該濺鍍陰極412上。此外，用於磁控濺鍍之一磁鐵較佳安置於濺鍍標靶411之濺鍍表面之背側上。
例如，沉積部分410在沉積室420被供應一惰性氣體(諸如Ar)的情況下引入DC或RF電力至濺鍍陰極412以在該濺鍍陰極412附近產生一電漿，以濺鍍該濺鍍標靶411且使該濺鍍標靶411之材料沉積於基板110上。
基板固持件600經組態以能夠支撐基板110及使其彎曲。此外，基板固持件600藉由一旋轉驅動機構312圍繞圖63中之旋轉軸A可旋轉地附接至沉積室420。因此，沉積於基板110上之一薄膜可在基板平面中具有一良好分佈。
沉積室420係一真空室且經由閘閥303連接至傳送裝置304。此外，沉積室420具有經由一閥307附接至其之一真空泵308、一氣體供應開口309及經由一閥310附接至其之一真空計311。
該真空泵308可具有泵(舉例而言，諸如一渦輪分子泵、一低溫泵及一乾式泵)之一組合。
氣體供應開口309連接至用於供應諸如氬(Ar)之一惰性氣體之一氣體供應系統(氣缸)、用於控制氣體之流速之一質量流量控制器及用於切斷/開始氣體供應之一停止閥。氣體供應開口309供應氣體於沉積室420中。
接著，參考圖65至圖69，將描述基板固持件600之一例示性組態 600A。圖65係展示該基板固持件600A之一部分之組態的一示意性側視圖。圖66係展示該基板固持件600A之一部分之組態的一示意性透視圖。圖67係展示該基板固持件600A之另一例示性組態的一示意性透視圖。該基板固持件600A使基板圍繞該基板上之一預定線彎曲。
如圖65中所展示，基板固持件600A具有將基板支撐於一支撐表面611上之一支撐機構610及將基板固持於該支撐表面611上之一固持機構620，該支撐機構610及該固持機構620一起夾置基板。此外，該固持機構620具有形成於其中之一沉積窗口623。經由該沉積窗口623，使其上安置有基板之支撐表面611暴露至沉積部分410。
如圖65中所展示，支撐機構610具有配置在X方向上之複數個可移動支撐部件612。該等可移動支撐部件612可在大致垂直於支撐表面611之方向(Z方向)上獨立操作。固持機構620具有配置在X方向上之複數個可移動固持部件621。該等可移動固持部件621經由各自支撐銷622支撐於各自可移動支撐部件612上。該等可移動固持部件621可在大致垂直於支撐表面611之方向(Z方向)上獨立操作。基板固持件600A可調整可移動支撐部件612及可移動固持部件621在Z方向上之位置以使經夾置基板在X方向上圍繞沿著Y方向延伸之一預定線彎曲。
如圖66中所展示，各可移動支撐部件612沿著Y方向延伸，且具有提供有各自支撐銷插入通孔614之相對端部。此外，各支撐銷插入通孔614具有插入通過該支撐銷插入通孔614而用於支撐一可移動固持部件621之一支撐銷622。複數個支撐銷622經由各自支撐銷插入通孔614連接至各自未展示之升降機構。該等未展示之升降機構可使各自支撐銷622獨立於可移動支撐部件612而上下移動。
此外，如圖66中所展示，各可移動支撐部件612之頂部表面及各可移動固持部件621之底部表面具有形成為一彎曲表面之一圓刀刃結構。注意，如圖67中所展示，各可移動支撐部件612之頂部表面及各 可移動固持固件621之底部表面可具有形成為一角形之一刀刃結構。
圖68係展示支撐機構610之組態的一示意性平面視圖。支撐機構610之支撐表面611具有可移動支撐部件612之頂部表面，該等頂部表面係形成為一彎曲表面或一角形。此外，基板110安置於圖68中之虛線部分中。明確言之，形成支撐銷插入通孔614而避開其中安置基板110之部分。此外，在支撐機構610之支撐表面611上形成一凹槽613，一機械臂之一部分穿過該凹槽613。
圖69係展示固持機構620之組態的一示意性平面視圖。該固持機構620經由可移動固持部件621之底部表面與支撐部分610之支撐表面611相對，該等底部表面係形成為一彎曲表面或一角形。固持機構620及支撐表面611一起夾置基板110。此外，固持機構620具有其中形成沉積窗口623之一中心部分。基板經由該沉積窗口623暴露至沉積部分410。換言之，一些可移動固持部件621具有在Y方向上分離之一組態。因此，對基板110之頂部表面之從沉積窗口623暴露之部分執行沉積。此外，形成沉積窗口623使得固持機構620可覆蓋基板110之至少一部分以將該基板110夾置於沉積窗口623與固持機構620之間。
注意，儘管圖65至圖69展示支撐機構610具有九個可移動支撐部件612且固持機構620具有九個可移動固持部件621，然其等係出於圖解目的且可視情況進行修改。此處，為使基板在平面中以一均勻曲率半徑彎曲，基板固持件600A較佳具有四組或四組以上可移動支撐部件612及可移動固持部件621。
接著，參考圖70至圖82，將描述基板固持件600A之使用模式。圖70及圖71係用於繪示基板固持件600A之使用模式的示意性平面視圖。圖72至圖82係用於繪示基板固持件600A之使用模式的示意性側視圖。
首先，如圖70或圖71中所展示，將基板110安裝於一機械臂313 上。當將基板110插入至基板固持件600中時，該機械臂313沿著提供於支撐機構610上之凹槽613移動。
如圖70或圖71中所展示，可藉由提供於傳送裝置304中之一未展示之對準器系統調整基板110之定向平面方向。例如，該定向平面方向可設定在機械臂313上，如圖70或圖71中所展示。如上所述，可在傳送基板110時改變該基板110之定向平面方向以自由改變該基板110之定向平面方向及該基板110之彎曲方向。
接著，如圖72中所展示，使機械臂313沿著凹槽613移動以將基板110插入至基板固持件600中。如此一來，使可移動支撐部件612在Z方向上之位置(高度位置)全部對準，且同樣地，使可移動固持部件621在Z方向上之位置全部對準，且此外，將支撐機構610及固持機構620間隔開以容許基板110及機械臂313充分穿過支撐機構610及固持機構620。
接著，如圖73中所展示，使機械臂313在-Z方向上(向下)移動以將基板110安裝於支撐機構610之支撐表面611上。然而應注意，舉例而言，亦可使支撐機構610升高以將基板110安裝於支撐表面611上。接著，在X方向上沿著凹槽613牽拉機械臂313。
接著，如圖74中所展示，一未展示之升降機構使支撐銷622及可移動固持部件621向下移動以藉由支撐機構610及固持機構620夾置基板110。明確言之，藉由可移動支撐部件612及可移動固持部件621在複數個點處夾置基板110。然而應注意，舉例而言，亦可使支撐機構610升高以夾置基板110。若基板110在其未彎曲的情況下經受沉積程序，則在圖74中所展示之狀態中執行該沉積程序。
若基板110在其中凸彎曲的情況下經受沉積程序，則將可移動支撐部件612及可移動固持部件621之位置個別調整至一中凸彎曲表面，如圖75中所展示。因此，在藉由可移動支撐部件612及可移動固持部 件621夾置基板110之點中，藉由可移動支撐部件612在Z方向上按壓靠近基板110之中心部分之點且藉由可移動固持部件621在-Z方向上按壓遠離中心部分之點，因此使基板110中凸彎曲。
注意，如圖75及圖76中所展示，可藉由調整可移動支撐部件612及可移動固持部件621之位置來適當地調整使基板110彎曲所依之曲率半徑或類似者。
若基板110在其內凹彎曲的情況下經受沉積程序，則將可移動支撐部件612及可移動固持部件621之位置個別調整至一內凹彎曲表面，如圖77中所展示。因此，在藉由可移動支撐部件612及可移動固持部件621夾置基板110之點中，靠近基板110之中心部分之點藉由可移動固持部件621在-Z方向上按壓且遠離中心部分之點藉由可移動支撐部件612在Z方向上按壓，因此使基板110內凹彎曲。
注意，如圖77及圖78中所展示，可藉由調整可移動支撐部件612及可移動固持部件621之位置來適當地調整使基板110彎曲所依之曲率半徑或類似者。
此外，如圖79至圖82中所展示，可僅將一些可移動支撐部件612及可移動固持部件621之位置調整至一彎曲表面以使基板110以任何曲率內凹或中凸彎曲。在圖79至圖82中所展示之實例中，使用兩個可移動支撐部件612及兩個可移動固持部件621(其等全部處於X方向上之不同位置)以憑藉四點彎曲使基板110彎曲。此外，舉例而言，可省略在圖79至圖82中未使用之可移動支撐部件612及可移動固持部件621。
接著，參考圖83至圖85，將描述基板固持件600之另一例示性組態600B。圖83係展示基板固持件600B之一固持機構620B之組態的一示意性平面視圖。圖84係展示該基板固持件600B之一部分之組態的一示意性透視圖。圖85係展示該基板固持件600B之另一例示性組態的一示意性透視圖。
如圖83中所展示，基板固持件600B之沉積窗口623具有跨基板之內部之一柵格625。注意，基板固持件600B在其他方面大致類似於圖65至圖69中所展示之基板固持件600A進行組態。
明確言之，如圖83中所展示，基板固持件600B之固持機構620B在其中心部分處具有沉積窗口623，且該沉積窗口623具有配置在X方向上且沿著Y方向延伸之複數個柵格625。此外，基板固持件600B用經由柵格625在Y方向上耦合之可移動固持部件624取代在Y方向上分離之一些或全部可移動固持部件621(圖69)。
如圖84中所展示，各可移動固持部件624之底部表面具有形成為一彎曲表面之一圓刀刃結構。注意，如圖85中所展示，各可移動固持部件624之底部表面可具有形成為一角形之一刀刃結構。
基板固持件600B將柵格625放置於基板之頂部表面上。因此，當使基板彎曲時，可更有效地對該基板之頂部表面施加一力，且因此可使該基板110更精確地彎曲。
注意，若使用基板固持件600B，則壓力感測器100係形成於基板上不同於經暴露部分之一部分(即，柵格625所處之部分)中。
接著，參考圖86至圖88，將描述基板固持件600之另一例示性組態600C。圖86係展示基板固持件600C之一部分之組態的一示意性側視圖。
如圖86中所展示，基板固持件600C具有將基板支撐於一支撐表面641上之一支撐機構630及藉由一靜電卡盤(或一真空卡盤)將基板固持於該支撐表面641上之一固持機構640。該支撐機構630具有配置在X方向上之複數個可移動支撐部件632。該等可移動支撐部件632可在大致垂直於支撐表面641之方向(Z方向)上獨立操作。該固持機構640具有可彎曲之靜電卡盤且使支撐表面641沿著可移動支撐部件632之頂部表面之形狀變形。基板固持件600C將基板吸引至經變形之支撐表 面641，因此使基板在X方向上圍繞沿著Y方向延伸之一預定線彎曲。
圖87係展示支撐機構630之組態的一示意性平面視圖。該支撐機構630之頂部表面具有可移動支撐部件632之頂部表面。此外，在支撐機構630之頂部表面上形成一凹槽633，機械臂之一部分穿過該凹槽633。
此處，在圖86中所展示之實例中，放置基板之表面(支撐表面641)係平面。然而，舉例而言，如圖88中所展示，可移動支撐部件632之頂部表面可形成為一彎曲表面，且可提供沿著各自彎曲頂部表面形成為一彎曲表面之複數個靜電卡盤，且整個結構可用作固持機構640。在此情況中，靜電卡盤有可能不可彎曲。
注意，儘管圖86至圖88展示支撐機構630具有九個可移動支撐部件632，然其等僅係出於圖解目的且可視情況進行修改。此處，為使基板在平面中以一均勻曲率半徑彎曲，基板固持件600C較佳具有四組或四組以上可移動支撐部件632。
接著，參考圖89至圖93，將描述基板固持件600C之使用模式。圖89至圖93係用於繪示基板固持件600C之使用模式的示意性側視圖。
首先，如圖89中所展示，將基板110安裝於支撐表面641上。如此一來，使可移動支撐部件632在Z方向上之位置(高度位置)對準。接著，固持機構640夾持基板110。若基板110在其彎曲的情況下經受沉積程序，則在圖89中所展示之狀態中執行沉積程序。
若基板110在其中凸彎曲的情況下經受沉積程序，則將可移動支撐部件632之位置個別調整至一中凸彎曲表面，如圖90中所展示。因此，支撐表面641沿著可移動支撐部件632中凸地變形，在Z方向上按壓靠近基板110之中心部分之點，且藉由靜電卡盤在-Z方向上吸引遠離中心部分之點，因此使基板110中凸彎曲。注意，如圖90及圖91中 所展示，可藉由調整可移動支撐部件632之位置來適當地調整使基板110彎曲所依之曲率半徑或類似者。
若基板110在其內凹彎曲的情況下經受沉積程序，則將可移動支撐部件632之位置個別調整至一內凹彎曲表面，如圖92中所展示。因此，支撐表面641沿著可移動支撐部件632內凹地變形，藉由靜電卡盤在-Z方向上吸引靠近基板110之中心部分之點且在Z方向上按壓遠離中心部分之點，因此使基板110內凹彎曲。注意，如圖92及圖93中所展示，可藉由調整可移動支撐部件632之位置來適當地調整使基板110彎曲所依之曲率半徑或類似者。
接著，參考圖94至圖97，將描述基板固持件600之另一例示性組態600D。圖94係展示基板固持件600D之一部分之組態的一示意性側視圖。該基板固持件600D使基板各向同性(球狀)彎曲。
如圖94中所展示，基板固持件600D具有將基板支撐於一支撐表面651上之一支撐機構650及將基板固持於該支撐表面651上之一固持機構660，該支撐機構650及該固持機構660一起夾置基板。此外，該固持機構660具有形成於其中之一沉積窗口663。經由該沉積窗口663，使其上安置有基板之支撐表面651暴露至沉積部分410。
支撐機構650具有複數個可移動支撐部件652。該等可移動支撐部件652可在大致垂直於支撐表面611之方向(Z方向)上獨立操作。固持機構660藉由支撐銷662支撐於可移動支撐部件652上。固持機構660具有可在大致垂直於支撐表面651之方向(Z方向)上獨立操作之一可移動固持部件661。基板固持件600D調整可移動支撐部件652及可移動固持部件661之Z方向位置以使經夾置基板在Z方向上圍繞預定點彎曲。
支撐銷662經由下文所描述之各自支撐銷插入通孔654(圖95)連接至未展示之各自升降機構。因此，該等支撐銷662可獨立於可移動支 撐部件652而上下移動。
圖95係展示支撐機構650之組態的一示意性平面視圖。圖96係展示支撐機構650之一部分之組態的一示意性透視圖。如圖95中所展示，支撐機構650之支撐表面651具有以一經切割圖案配置在X及Y方向上之可移動支撐部件652之頂部表面。此外，如圖96中所展示，可移動支撐部件652之頂部表面形成為一彎曲表面。然而應注意，可移動支撐部件652之頂部表面可形成為一角形。此外，安置於支撐表面651之邊緣處之一些可移動支撐部件652具有一支撐銷插入通孔654。
圖97係展示固持機構660之組態的一示意性平面視圖。該固持機構660具有一環狀地形成之可移動固持部件661。該可移動固持部件661經由其底部表面與支撐部分650之支撐表面651相對。可移動固持部件661及支撐表面651一起夾置基板110。此外，可移動固持部件661具有其中形成沉積窗口663之一中心部分。基板經由該沉積窗口663暴露至沉積部分410。因此，對基板110之頂部表面之從沉積窗口663暴露之一部分執行沉積。此外，形成沉積窗口663使得可移動固持部件661可覆蓋基板110之至少一部分以將該基板110夾置於沉積窗口663與可移動固持部件661之間。
注意，圖94至圖97中所展示之可移動支撐部件652之數目僅係出於圖解目的且其可視情況改變。
接著，參考圖98至圖100，將描述基板固持件600D之使用模式。圖98及圖99係用於繪示基板固持件600D之使用模式的示意性側視圖。圖100係用於繪示基板固持件600D之使用模式的一示意性透視圖。
首先，如圖98中所展示，將基板110安裝於支撐機構650之支撐表面651上。如此一來，使可移動支撐部件652在Z方向上之全部位置(高度位置)對準，且此外，將支撐機構650及固持機構660間隔開以容許 基板110及一未展示之機械臂充分穿過支撐機構650及固持機構660。
接著，如圖99中所展示，一未展示之升降機構使支撐銷662及可移動固持部件661向下移動，且因此支撐機構650及固持機構660夾置基板110。然而應注意，舉例而言，可使支撐機構650升高以夾置基板110。若基板110在其未彎曲的情況下經受沉積程序，則在圖99中所展示之狀態中執行沉積程序。
若基板110在其中凸彎曲的情況下經受沉積程序，則將可移動支撐部件652之位置個別調整至一中凸彎曲表面，如圖100中所展示。因此，藉由可移動支撐部件652在Z方向上按壓靠近基板110之中心部分之點且藉由可移動固持部件661在-Z方向上按壓遠離該中心部分之點，因此使基板110中凸彎曲。注意，可藉由調整可移動支撐部件652之位置來適當地調整使基板110彎曲所依之曲率半徑或類似者。
接著，參考圖101及圖102，將描述基板固持件600之另一例示性組態。圖101係展示根據本發明實例之一固持機構670之組態的一示意性平面視圖。此外，圖102係展示根據本發明例示性組態之一基板固持件之組態的一示意性透視圖。
如圖101及圖102中所展示，固持機構670具有跨基板之內部之一桿狀部件672及在-Z方向上突出之一基板按壓部件674。固持機構670因此經組態使得其可在-Z方向上按壓基板之一中心部分。固持機構670可取代(例如)參考圖94至圖97所描述之基板固持件600D中之固持機構660。
如圖101中所展示，固持機構670具有一環狀地形成之環形部分671及桿狀部件672。該桿狀部件672連同該環形部分671一體地形成且穿過該環形部分671之中心部分。此外，如圖102中所展示，桿狀部件672具有在-Z方向上突出之基板按壓部件674。如圖102中所展示，固持機構670經由基板按壓部件674與支撐部分650之支撐表面651相對。 因此，舉例而言，可藉由在Z方向上沿著一內凹彎曲表面移動可移動支撐部件652之位置且藉由基板按壓部件674按壓基板110之中心部分而使基板110內凹彎曲。
此外，如圖101中所展示，環形部分671具有其中形成一沉積窗口673之一中心部分，該沉積窗口673藉由桿狀部件672分割。基板經由該沉積窗口673暴露至沉積部分410。因此，對基板110之頂部表面之從沉積窗口673暴露之一部分執行沉積。此外，可形成沉積窗口673使得可移動固持部件671可覆蓋基板110之至少一部分以將該基板110夾置於沉積窗口673與可移動固持部件671之間。
注意，儘管在圖102中所展示之實例中，固持機構670僅具有一桿狀部件672，然其可具有一個以上桿狀部件672。此外，桿狀部件672可具有一個以上基板按壓部件674。此外，基板按壓部件674可經組態以相對於桿狀部件672在Z方向上移動。此外，儘管圖102展示基板按壓部件674之底部表面係形成為一彎曲表面，然其亦可形成為一角形。
接著，參考圖103及圖104，將描述第一沉積裝置401、第二沉積裝置402或第三沉積裝置403之另一例示性組態400B。圖103係展示沉積裝置400B之一示意性截面視圖。圖104係用於繪示該沉積裝置400B之操作的一示意性截面視圖。
如圖103中所展示，該沉積裝置400B具有獨立於基板固持件680而組態之一基板載台314。在執行沉積時，如圖103中所展示，預先將基板110設定於基板固持件680上，該基板固持件680係藉由機械臂313引入至沉積室420中，且如圖104中所展示，將基板固持件680設定於基板載台314上。此外，如圖103及圖104中所展示，沉積裝置400B在其他方面大致類似於參考圖63及圖64所描述之沉積裝置400A進行組態。
明確言之，基板載台680可穩定地支撐基板固持件680。此外，基板載台680藉由旋轉驅動機構312圍繞圖103中之旋轉軸A可旋轉地附接至沉積室420。因此，沉積於基板110上之一薄膜可在基板平面中具有一良好分佈。
接著，參考圖105及圖106，將描述基板固持件680之一例示性組態。圖105係展示基板固持件680之一部分之組態的一示意性側視圖。基板固持件680可藉由機械臂313傳送。基板固持件680可附接至基板載台314且從該基板載台314卸離。此外，基板固持件680具有可藉由機械臂313傳送之一尺寸。
如圖105中所展示，基板固持件680具有將基板支撐於一支撐表面691上之一支撐機構690及將基板固持於該支撐表面691上之一固持機構620，該支撐機構690及該固持機構620一起夾置基板。此外，固持機構620具有形成於其中之一沉積窗口623。經由該沉積窗口623，使其上安置有基板之支撐表面691暴露至沉積部分410。
支撐機構690具有配置在X方向上之複數個可移動支撐部件692。該等可移動支撐部件692可在大致垂直於支撐表面691之方向(Z方向)上獨立操作。此外，該等可移動支撐部件692包含在一外殼693中。固持機構620係大致類似於參考圖65至圖69中所描述之基板固持件600之固持機構620進行組態。
圖106係展示支撐機構690之組態的一示意性平面視圖。該支撐機構690之支撐表面691具有可移動支撐部件692之頂部表面。此外，基板110安置於圖106中之虛線部分中。可移動支撐部件692沿著Y方向延伸。各可移動支撐部件692具有在Y方向上之端部，該等端部具有形成於其中之各自支撐銷插入通孔694。支撐銷插入通孔694係用於使各自支撐銷622插入通過支撐銷插入通孔694。該等支撐銷插入通孔694經形成以避開其中安置基板110之部分。
注意，儘管在圖105及圖106中所展示之實例中，基板固持件680具有類似於參考圖65至圖69所描述之基板固持件600A之一組態，然該基板固持件680可類似於(例如)參考圖83至圖85所描述之基板固持件600B或參考圖86至圖88所描述之基板固持件600C或參考圖94至圖97或圖101或圖102所描述之基板固持件600D進行組態。
基板固持件680可使基板在大氣中彎曲或執行夾持或類似者。在此情況中，在基板曲率及基板表面應變固定的情況下執行一真空持續程序。此外，在不同於沉積裝置400B之一裝置中，可使基板彎曲或執行夾持或類似者。在此情況中，甚至在真空持續程序中，可針對各程序自由調整基板曲率及基板表面應變。
接著，參考圖107至圖112，將描述基板固持件680之使用模式。圖107至圖112係用於繪示基板固持件680之使用模式的示意性側視圖。
首先，如圖107中所展示，將基板110插入至基板固持件680中。如此一來，使可移動支撐部件692在Z方向上之全部位置(高度位置)對準，且同樣地，使可移動固持部件621在Z方向上之全部位置(高度位置)對準，且此外，使支撐機構690及固持機構620充分間隔開。
接著，如圖108中所展示，使支撐銷622及可移動固持部件621向下移動且因此支撐機構690及固持機構620夾置基板110。明確言之，藉由可移動支撐部件692及可移動固持部件621在複數個點處夾置基板110。然而應注意，舉例而言，可使支撐機構690升高以夾置基板110。若基板110在其未彎曲的情況下經受沉積程序，則在圖108中所展示之狀態中將基板固持件680引入至沉積裝置400B中。
若基板110在其中凸彎曲的情況下經受沉積程序，則將可移動支撐部件692及可移動固持部件621之位置個別調整至一中凸彎曲表面，如圖109中所展示。因此，在藉由可移動支撐部件692及可移動固持部 件621夾置基板110之點中，藉由可移動支撐部件692在Z方向上按壓靠近基板110之中心部分之點且藉由可移動固持部件621在-Z方向上按壓遠離中心部分之點，因此使基板110中凸彎曲。
注意，如圖109及圖110中所展示，可藉由調整可移動支撐部件692及可移動固持部件621之位置來適當地調整使基板110彎曲所依之曲率半徑或類似者。
若基板110在其內凹彎曲的情況下經受沉積程序，則將可移動支撐部件692及可移動固持部件621之位置個別調整至一內凹彎曲表面，如圖111中所展示。因此，在藉由可移動支撐部件692及可移動固持部件621夾置基板110之點中，藉由可移動固持部件621在-Z方向上按壓靠近基板110之中心部分之點且藉由可移動支撐部件692在Z方向上按壓遠離中心部分之點，因此使基板110內凹彎曲。
注意，如圖111及圖112中所展示，可藉由調整可移動支撐部件692及可移動固持部件621之位置來適當地調整使基板110彎曲所依之曲率半徑或類似者。
接著，參考圖113及圖114，將描述第一沉積裝置401、第二沉積裝置402或第三沉積裝置403之其他例示性組態400C及400D。圖113係展示沉積裝置400C之一示意性截面視圖。圖114係展示沉積裝置400D之一示意性截面視圖。
如圖113中所展示，沉積裝置400C具有複數個沉積部分410，且在其他方面大致類似於參考圖63所描述之沉積裝置400A進行組態。此外，如圖114中所展示，沉積裝置400D具有複數個沉積部分410，且在其他方面大致類似於參考圖103所描述之沉積裝置400B進行組態。
[9.第九實施例]
接著，參考圖115至圖120，將描述一第九實施例。圖115係展示 根據此項實施例之一退火裝置之一例示性組態500A的一示意性截面視圖。
根據此項實施例之一壓力感測器製造系統經組態使得其可在基板彎曲的情況下使該基板退火。注意，根據此項實施例之壓力感測器製造系統可具有在第八實施例中所繪示之沉積裝置或可具有一不同退火裝置。根據此項實施例之壓力感測器製造系統在其他方面大致類似於圖62中所展示之壓力感測器製造系統300進行組態。
如圖115中所展示，退火裝置500A具有參考圖63或類似者所描述之基板固持件600、使支撐於該基板固持件600上之基板110退火之一退火部分510A及含有該基板固持件600及該退火部分510A之一退火室520。
該退火裝置500A可如圖115中所展示般在基板110彎曲的情況下使該基板110退火，或可在該基板110未彎曲的情況下使該基板110退火。此外，儘管在圖115中所展示之實例中，使基板110中凸彎曲，然亦可使其內凹彎曲。
如圖115中所展示，退火部分510A提供於與基板固持件600相對之一預定位置處，且提供熱至基板110之表面。舉例而言，退火部分510A具有一燈加熱器或類似者。為均勻提供熱至基板110，較佳提供足夠數目個燈加熱器。注意，可在真空排氣或類似者下或在其中供應一氣體之氣體氛圍或類似者下執行退火。
該退火室520係一真空室且經由閘閥303連接至傳送裝置304。此外，沉積室520具有經由閥307附接至其之真空泵308、氣體供應開口309及經由閥310附接至其之真空計311。
注意，退火裝置500A在其他組態中大致類似於沉積裝置400A進行組態。
接著，參考圖116，將描述退火裝置之另一例示性組態500B。圖 116係展示退火裝置500B之組態的一示意性截面視圖。該退火裝置500B大致類似於參考圖115所描述之退火裝置500A進行組態。該退火裝置500B具有參考圖103至圖106所描述之基板固持件680及基板載台314來代替基板固持件600。
接著，參考圖117，將描述退火裝置之另一例示性組態500C。圖117係展示退火裝置500C之組態的一示意性截面視圖。該退火裝置500C具有一基板固持件600E。該基板固持件600E具有內建之一退火部分510B。在該退火裝置500C中，該退火部分510B係內建於基板固持件600E中，且因此該退火部分510B可安置於基板110附近以有效提供熱至該基板110。舉例而言，該退火部分510B具有使用電阻加熱之一加熱器或類似者。注意，該退火裝置500C在其他方面大致類似於參考圖115所描述之退火裝置500A進行組態。此外，基板固持件600E在其他方面大致類似於參考圖63所描述之基板固持件600進行組態。
接著，參考圖118，將描述退火裝置之另一例示性組態500D。圖118係展示退火裝置500D之組態的一示意性截面視圖。該退火裝置500D具有參考圖103至圖106所描述之基板固持件680及具有內建之上述退火部分510B之一基板載台315。在該退火裝置500D中，退火部分510B係內建於基板載台315中，且因此該退火部分510B可安置於基板110附近以有效提供熱至該基板110。注意，該退火裝置500D在其他方面大致類似於參考圖117所描述之退火裝置500C進行組態。此外，基板載台315在其他方面大致類似於參考圖103至圖106所描述之基板載台314進行組態。
[10.第十實施例]
接著，參考圖119及圖120，將描述一第十實施例。圖119係展示根據此項實施例之一退火裝置500E之一示意性組態的一側視圖。參考圖115至圖118所描述之退火裝置500A、500B、500C及500D係經由閘 閥303及傳送裝置304連接至其他裝置。同時，如圖119中所展示，根據此項實施例之退火裝置500E並不連接至該等裝置或類似者，而是經獨立提供。
退火裝置500E具有參考圖63或類似者描述之基板固持件600、使支撐於該基板固持件600上之基板110退火之一退火部分510C及含有該基板固持件600及該退火部分510A之一退火室520E。
該退火裝置500E可在基板110彎曲的情況下使該基板110退火，或可在該基板110未彎曲的情況下使該基板110退火，如圖119中所展示。此外，儘管在圖119中所展示之實例中，使基板110中凸彎曲，然亦可使其內凹彎曲。
如圖119中所展示，退火部分510C係提供於靠近基板固持件600之一預定位置處，且提供熱至基板110。舉例而言，退火部分510C可具有使用電阻加熱或類似者之一加熱器或一燈加熱器或類似者。注意，若使用燈加熱器，則為均勻提供熱至基板110，較佳提供足夠數目個燈加熱器。注意，可在真空排氣或類似者下或在其中供應一氣體之一氣體氛圍或類似者下執行退火。
該沉積室520E係一真空室且具有經由閘閥307連接至其之真空泵308、氣體供應開口309及經由閥310附接至其之真空計311。
該氣體供應開口309連接至用於供應諸如N2之氣體之一氣體供應系統(氣缸)及用於切斷/開始氣體供應之一停止閥。氣體供應開口309供應氣體至沉積室520E中。舉例而言，該氣體係用於在退火之後冷卻或用於在一氣體氛圍或類似者中退火。
注意，退火裝置500E係在其他組態中大致類似於參考圖115所描述之退火裝置500A進行組態。
接著，參考圖120，將描述根據此項實施例之退火裝置之另一例示性組態500F。圖120係展示退火裝置500F之一示意性組態的一側視 圖。如圖120中所展示，該退火裝置500F可同時使複數個基板110彎曲且使其等退火。
明確言之，退火裝置500F具有支撐參考圖103至圖106所描述之複數個基板固持件680之一機架316及支撐該機架之一基板載台317。注意，退火裝置500F在其他方面大致類似於參考圖119所描述之退火裝置500E進行組態。
[11.第十一實施例]
接著，參考圖121及圖122，將描述一第十一實施例。圖121係展示根據此項實施例之一退火沉積裝置700A之一示意性組態的一側視圖。
該退火沉積裝置700A可在基板110彎曲的情況下執行沉積及退火。舉例而言，可在如圖62中所展示之壓力感測器之製造系統300中使用退火沉積裝置700A來代替沉積裝置(例如，第一沉積裝置401)及退火裝置500，或退火沉積裝置700A可與其等結合使用。
明確言之，如圖121中所展示，退火沉積裝置700A具有：基板固持件600E，其具有內建之退火部分510B且經組態以能夠支撐基板110及使基板110彎曲；沉積部分410，其對支撐於該基板固持件600E上之基板110執行沉積；及一沉積室720，其含有該基板固持件600及該沉積部分410。注意，該沉積部分410已參考圖63進行描述。退火部分510B及基板固持件600E已參考圖117進行描述。
接著，參考圖122，將描述退火沉積裝置之另一例示性組態700B。圖122係展示根據此項實施例之退火沉積裝置700B之一示意性組態的一側視圖。
該退火沉積裝置700B可在基板110彎曲的情況下執行沉積及退火。此外，該退火沉積裝置700B具有可卸離之基板載台680。
明確言之，如圖122中所展示，該退火沉積裝置700B具有經組態 以能夠支撐基板110及使基板110彎曲之基板固持件680、具有內建之退火部分510B且支撐該基板固持件680之基板載台315、對支撐於該基板固持件680上之基板110執行沉積之沉積部分410及含有該基板固持件680及該沉積部分410之沉積室720。注意，基板固持件680已參考圖103至圖106進行描述。基板載台315已參考圖118進行描述。在其他方面，退火沉積裝置700B大致類似於退火沉積裝置700A進行組態。
注意，儘管在圖122及圖121中所展示之實例中，退火部分510B具有諸如電阻加熱之一加熱器，然該退火部分510B亦可具有(例如)一燈加熱器。在此情況中，較佳在並不抑制濺鍍粒子從濺鍍標靶411飛行至基板110之一位置處提供燈加熱器。
[12.其他實施例]
雖然已參考本發明之特定實施例描述本發明，但亦可應用以下模式。
[模式1]
一種製造一壓力感測器之方法，其包括： 在形成於一基板之一表面上之一膜部分上，沉積一第一磁性層、一第二磁性層及介於該第一磁性層與該第二磁性層之間的一中間層；移除該第一磁性層、該第二磁性層及該中間層而留下其等之一部分；及從該基板之另一表面移除該基板之一部分，在該基板彎曲的情況下執行該第一磁性層之該沉積。
[模式2]
一種製造一壓力感測器之方法，其包括：在形成於一基板之一表面上之一膜部分上，沉積一第一磁性層、一第二磁性層及介於該第一磁性層與該第二磁性層之間的一中間 層；使該第一磁性層退火；移除該第一磁性層、該第二磁性層及該中間層而留下其等之一部分；及從該基板之另一表面移除該基板之一部分，在該基板彎曲的情況下執行該第一磁性層之該退火。
[模式3]
如模式1或2之製造一壓力感測器之方法，其中藉由移除該第一磁性層、該第二磁性層及該中間層而留下其等之一部分，在一第一區域中形成一應變偵測元件，該應變偵測元件包括該第一磁性層、該第二磁性層及該中間層，藉由從該基板之另一表面移除該基板之一部分，從該另一表面移除該基板之該第一區域之一部分，及使該基板彎曲使得以最短路徑連結該應變偵測元件之質心與該第一區域之外邊緣之一直線與該第一磁性層之磁化方向之一相對角度變為大於0°且小於90°。
[關於一種如模式1至3之製造一壓力感測器之方法]
可使基板彎曲以在其中未對膜部分施加外部壓力之一穩定狀態中在第一磁性層之磁化方向與第二磁性層之磁化方向之間具有大於0°且小於180°之一相對角度。
此外，可使該基板圍繞一預定線彎曲。
此外，該製造方法可包括：使該基板彎曲；將該第一磁性層沉積於該基板之其上提供有該膜部分之一表面上或使該第一磁性層退火；及釋放該基板之該彎曲。
[關於一種如模式1之製造一壓力感測器之方法]
可在基板彎曲的情況下執行第二磁性層之沉積。
[關於一種如模式3之製造一壓力感測器之方法]
可在基板圍繞一預定線彎曲的情況下執行第一磁性層之沉積，及可在該基板圍繞沿著不同於該預定線之一方向延伸之一線彎曲的情況下執行第二磁性層之沉積。
[模式4]
一種製造一壓力感測器之方法，其包括：在一基板之一表面上形成一膜部分；在該膜部分上方製造一應變偵測元件；及從該基板之另一表面移除該基板之一部分，在該基板彎曲的情況下執行該形成該膜部分。
[模式5]
一種製造一壓力感測器之方法，其包括：使形成於一基板上之一膜部分退火；在該膜部分上方製造一應變偵測元件；及從該基板之另一表面移除該基板之一部分，在該基板彎曲的情況下執行該使該膜部分退火。
[模式6]
一種如模式4或5之製造一壓力感測器之方法，其中使基板圍繞一預定點彎曲。
[關於如模式4至6之製造一壓力感測器之方法]
該製造方法可包括：使該基板彎曲；在該基板之一表面上沉積該膜部分，或使該膜部分退火；及 釋放該基板之該彎曲。
[模式7]
一種沉積系統，其包括：一基板固持件，其固持一基板；及一沉積部分，其對藉由該基板固持件固持之一基板執行沉積，該基板固持件包括使該基板彎曲之一機構。
[模式8]
如模式7之沉積系統，其中該基板固持件包括：一支撐機構，其將該基板支撐於一支撐表面上；及一固持機構，其將該基板固持於該支撐表面上，該支撐機構包括可在橫越(大致垂直於)該支撐表面之一方向上獨立操作之複數個可移動支撐部件，該等可移動支撐部件形成該支撐表面上之不均勻性，及該固持機構使該基板根據該支撐表面之該不均勻性而彎曲。
[模式9]
一種退火系統，其包括：一基板固持件，其固持一基板；及一退火部分，其使支撐於該基板固持件上之該基板退火，該基板固持件包括使該基板彎曲之一機構。
[模式10]
如模式9之退火系統，其中該基板固持件包括：一支撐機構，其將該基板支撐於一支撐表面上；及一固持機構，其將該基板固持於該支撐表面上，該支撐機構包括可在橫越(大致垂直於)該支撐表面之一方向上獨 立操作之複數個可移動支撐部件，該等可移動支撐部件形成該支撐表面上之不均勻性，及該固持機構使該基板根據該支撐表面之該不均勻性而彎曲。
[關於如模式8或10之基板固持件]
該等可移動支撐部件可配置在平行於該支撐表面之一預定方向上，沿著平行於該支撐表面且垂直於該預定方向之一方向延伸，及該支撐表面可圍繞一預定線彎曲。
此外，該等可移動支撐部件可以一矩陣配置在平行於該支撐表面之一平面中，及該支撐表面可圍繞一預定點彎曲。
[13.其他]
此外，應明白，熟習此項技術者在不脫離本發明之精神的情況下將易於想象各種改變或修改，且全部此等改變或修改意欲包含於本發明之範疇內。
此外，雖然已描述本發明之一些實施例，但此等實施例僅藉由實例展示，且並非意欲限制本發明之範疇。此等新穎實施例可以多種其他形式實施，且可在不脫離本發明之精神的情況下經受各種省略、替代及修改。此等實施例及其等之變體係在本發明之範疇及精神內，且亦在如由隨附申請專利範圍及其等效物所定義之本發明之範疇內。
S111‧‧‧步驟/程序
S112‧‧‧步驟/程序
S113‧‧‧步驟/程序

Claims (16)

  1. 一種製造一壓力感測器之方法，其包括：在形成於一基板之一表面上之一膜部分上方，沉積一第一磁性層、一第二磁性層及介於該第一磁性層與該第二磁性層之間的一中間層；移除該第一磁性層、該第二磁性層及該中間層而留下其等之一部分；及從該基板之另一表面移除該基板之一部分，藉由移除該第一磁性層、該第二磁性層及該中間層而留下其等之一部分，在一第一區域之一部分中形成一應變偵測元件，該應變偵測元件包括該第一磁性層、該第二磁性層及該中間層，藉由從該基板之該另一表面移除該基板之一部分，從該另一表面移除該基板之該第一區域之一部分，及在該基板彎曲的情況下執行該第一磁性層之該沉積。
  2. 如請求項1之製造一壓力感測器之方法，其中使該基板彎曲使得以最短路徑連結該應變偵測元件之質心與該第一區域之外邊緣之一直線與該第一磁性層之磁化方向之一相對角度變為大於0°且小於90°。
  3. 如請求項1之製造一壓力感測器之方法，其進一步包括：使該基板彎曲；將該第一磁性層沉積於該基板之其上形成該膜部分之該一表面上；及釋放該基板之該彎曲。
  4. 一種製造一壓力感測器之方法，其包括： 在形成於一基板之一表面上之一膜部分上方，沉積一第一磁性層、一第二磁性層及介於該第一磁性層與該第二磁性層之間的一中間層；使該第一磁性層退火；移除該第一磁性層、該第二磁性層及該中間層而留下其等之一部分；及從該基板之另一表面移除該基板之一部分，藉由移除該第一磁性層、該第二磁性層及該中間層而留下其等之一部分，在一第一區域之一部分中形成一應變偵測元件，該應變偵測元件包括該第一磁性層、該第二磁性層及該中間層，藉由從該基板之該另一表面移除該基板之一部分，從該另一表面移除該基板之該第一區域之一部分，及在該基板彎曲的情況下執行該第一磁性層之該退火。
  5. 如請求項4之製造一壓力感測器之方法，其中使該基板彎曲使得以最短路徑連結該應變偵測元件之質心與該第一區域之外邊緣之一直線與該第一磁性層之磁化方向之一相對角度變為大於0°且小於90°。
  6. 如請求項4之製造一壓力感測器之方法，其進一步包括：使該基板彎曲；使該第一磁性層退火；及釋放該基板之該彎曲。
  7. 一種製造一壓力感測器之方法，其包括：在一基板之一表面上形成一膜部分；在該膜部分上方，沉積一第一磁性層、一第二磁性層及介於該第一磁性層與該第二磁性層之間的一中間層； 移除該第一磁性層、該第二磁性層及該中間層而留下其等之一部分；及從該基板之另一表面移除該基板之一部分，藉由移除該第一磁性層、該第二磁性層及該中間層而留下其等之一部分，在一第一區域之一部分中形成一應變偵測元件，該應變偵測元件包括該第一磁性層、該第二磁性層及該中間層，藉由從該基板之該另一表面移除該基板之一部分，從另一表面移除該基板之該第一區域之一部分，及在該基板彎曲的情況下執行該膜部分之該形成。
  8. 如請求項7之製造一壓力感測器之方法，其中使該基板圍繞一預定點彎曲。
  9. 如請求項7之製造一壓力感測器之方法，其進一步包括：使該基板彎曲；將該膜部分沉積於該基板之一表面上；及釋放該基板之該彎曲。
  10. 一種製造一壓力感測器之方法，其包括：使形成於一基板之一表面上之一膜部分退火；在該膜部分上方，沉積一第一磁性層、一第二磁性層及介於該第一磁性層與該第二磁性層之間的一中間層；移除該第一磁性層、該第二磁性層及該中間層而留下其等之一部分；及從該基板之另一表面移除該基板之一部分，藉由移除該第一磁性層、該第二磁性層及該中間層而留下其等之一部分，在一第一區域之一部分中形成一應變偵測元件，該應變偵測元件包括該第一磁性層、該第二磁性層及該中間 層，藉由從該基板之另一表面移除該基板之一部分，從該另一表面移除該基板之該第一區域之一部分，及在該基板彎曲的情況下執行該膜部分之該退火。
  11. 如請求項10之製造一壓力感測器之方法，其中使該基板圍繞一預定點彎曲。
  12. 如請求項10之製造一壓力感測器之方法，其進一步包括：使該基板彎曲；使該膜部分退火；及釋放該基板之該彎曲。
  13. 一種沉積系統，其包括：一基板固持件，其固持一基板；及一沉積部分，其對藉由該基板固持件固持之該基板執行沉積，該基板固持件包括使該基板彎曲之一機構。
  14. 如請求項13之沉積系統，其中該基板固持件包括：一支撐機構，其將該基板支撐於一支撐表面上；及一固持機構，其將該基板固持於該支撐表面上，該支撐機構包括可在大致垂直於該支撐表面之一方向上獨立操作之複數個可移動支撐部件，該等可移動支撐部件形成該支撐表面上之不均勻性，及該固持機構使該基板根據該支撐表面之該不均勻性而彎曲。
  15. 一種退火系統，其包括：一基板固持件，其固持一基板；及 一退火部分，其使支撐於該基板固持件上之該基板退火，該基板固持件包括使該基板彎曲之一機構。
  16. 如請求項15之退火系統，其中該基板固持件包括：一支撐機構，其將該基板支撐於一支撐表面上；及一固持機構，其將該基板固持於該支撐表面上，該支撐機構包括可在大致垂直於該支撐表面之一方向上獨立操作之複數個可移動支撐部件，該等可移動支撐部件形成該支撐表面上之不均勻性，及該固持機構使該基板根據該支撐表面之該不均勻性而彎曲。
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