TW201726542A - 具有多壓力的微機電系統封蓋 - Google Patents

Abstract

一種微機電系統裝置及其形成方法被提出。沉積一外氣體層於一封蓋用晶圓的一表面上。封蓋用晶圓接合至一基板的方式形成一包括一第一可動件的第一密封腔體以及一包括一第二可動件的第二密封腔體。外氣體層退火而釋放外氣體層的氣體進入第二密封腔體，且增加第二密封腔體的一壓力，以使退火後的第二密封腔體具有高於第一密封腔體的壓力。

Description

具有多壓力的微機電系統封蓋

本發明是有關於一種具有多壓力的微機電系統封蓋。

微機電系統（Micro-electromechanical systems，“MEMS”）越來越流行，特別是因為這樣的裝置具有小型化且可被整合到積體電路的製造過程中。然而，微機電系統裝置採用自己獨特的要求融入一體整合程序。電性互連微機電系統裝置是一獨特挑戰的區域。特別是，整合微機電系統裝置與其它的微機電系統裝置至同一積體電路的製作過程所帶來的挑戰。

一種形成一微機電系統裝置的方法，此方法包括:沉積一外氣體層於一封蓋用晶圓的一表面上；接合封蓋用晶圓至一基板上的方式形成一包括一第一可動件的第一密封腔體以及一包括一第二可動件的第二密封腔體；以及退火該外氣體層以釋放外部氣體層的氣體進入第二密封腔體，以增加第二密封腔體的一壓力，其中退火後的第二密封腔體具有高於第一密封腔體的壓力。

以下揭露內容提供用於實施所提供的標的之不同特徵的許多不同實施例或實例。以下所描述的構件及配置的具體實例是為了以簡化的方式傳達本揭露為目的。當然，這些僅僅為實例而非用以限制。舉例來說，於以下描述中，在第一特徵上方或在第一特徵上形成第二特徵可包括第二特徵與第一特徵形成為直接接觸的實施例，且亦可包括第二特徵與第一特徵之間可形成有額外特徵使得第二特徵與第一特徵可不直接接觸的實施例。此外，本揭露在各種實例中可使用相同的元件符號及/或字母來指代相同或類似的部件。元件符號的重複使用是為了簡單及清楚起見，且並不表示所欲討論的各個實施例及/或配置本身之間的關係。

另外，為了易於描述附圖中所繪示的一個構件或特徵與另一組件或特徵的關係，本文中可使用例如「在…下」、「在…下方」、「下部」、「在…上」、「在…上方」、「上部」及類似術語的空間相對術語。除了附圖中所繪示的定向之外，所述空間相對術語意欲涵蓋元件在使用或操作時的不同定向。設備可被另外定向（旋轉90度或在其他定向），而本文所用的空間相對術語相應地作出解釋。

圖1至圖28繪示出製作微機電系統晶片2800的中間階段的剖面示意圖（請參考圖27至圖28），其具有第一裝置2802配置在第一密封腔體2806以及第二裝置2804配置在第二密封腔體2808，其中第一密封腔體2806有著不同於第二密封腔體2808的壓力。第一裝置2802與第二裝置2804使用相同的積體電路（IC）晶片與和製作方法。因此，透過圖1至圖29所示的各種實施例允許平滑整合製作第一裝置2802與第二裝置2804於一單一晶片上。

如圖1所示，結構100包括基板102。基板102可以由矽，或其它材料，例如是矽鍺、碳化矽、及其組合、或類似材料所形成。基板102可以是由低電阻矽所形成。於一些實施例中，基板102可以是絕緣層上矽（silicon-on-insulator，SOI）基板。絕緣層上矽基板可以包括形成在一絕緣層（例如:掩埋氧化物），它是形成在矽基底內的一半導體材料（例如:矽、鍺等）層。此外，也可使用其它基板包括多層基板、梯度基板、混合取向基板、以及其他類似基板。

金屬化層104形成在基板102上。金屬化層104可以包括微機電系統裝置的電性元件。舉例來說，金屬化層104可包括用於一個或多個微機電系統裝置的感測器，例如是感測器104A為一個陀螺儀，而感測器104B為一個加速度計。金屬化層104還可以包括微機電系統裝置的元件之間以及與外部裝置和元件之間的電連接。

金屬化層104可以使用任何合適的方法形成。例如，於一些實施例中，金屬化層104的形成包括：形成一介電層106於基板102上。於一些實施例中，介電層106是由聚合物所形成，其可以是一個光敏感材料，例如聚苯並噁唑（PBO）、聚酰亞胺、苯並環丁烯（BCB）、上述的組合、或類似材料，可透過微影製程來圖案化。於其他實施例中，介電層106是由氮化物所形成，例如是氮化矽、氧化物如氧化矽、磷矽酸鹽玻璃（PSG）、硼矽酸鹽玻璃（BSG）、硼摻雜磷矽酸鹽玻璃（BPSG）、或上述的組合或合金、或類似材質。介電層106可以透過旋轉塗佈、層疊、化學氣相沉積（CVD）等，或上述的組合來形成。然後，圖案化介電層106以形成多個開口，其中金屬化層104於開口內。於介電層106是由光敏感材料所形成的實施例中，圖案化可根據所希望的圖案曝光介電層106來執行，並顯影以移除不需要的材料，從而暴露出金屬化的所需位置。其他方式中，例如使用圖案化遮罩和蝕刻也可被用於圖案化介電層106。

形成一種子層（未繪示）於介電層106上與介電層106的開口內。在一些實施例中，種子層為一金屬層，其可以是一單層或一包括多種不同的材料所形成的子層所組成的複合層。種子層可以由銅、鈦、鎳、金、或上述的組合或合金、或類似材料。於一些實施例中，種子層包括一鈦層與一在鈦層上的銅層。形成種子層的方法可以使用，例如物理氣相沉積（PVD）、化學氣相沉積（CVD）、原子層沉積（ALD）、上述的組合、或類似方法。形成一導電材料於介電層106的開口內。導電材料可以透過電鍍來形成，如電鍍和化學鍍、或類似方法。導電材料可包括金屬，如銅、鈦、鎢、鋁，或類似的材料、或合金或上述的組合。然後，移除延伸超過介電層106的開口的過量的導電材料。導電材料可以透過可接受的方法移除，如研磨法或化學機械研磨（CMP）程序、或透過使用一個可接受的蝕刻程序，如透過濕蝕刻或乾蝕刻。種子層和導電性材料的剩餘部分形成金屬化層104的電連接。

接著，請參考圖2，光阻層200沉積於介電層106上且圖案化。光阻層200的圖案化暴露出金屬化層104上方的介電層106的區域，其中多個微機電系統腔體將形成於此。將於下面更詳細地解釋，第一裝置2802將形成在第一微機電系統腔體內，而第二裝置2804將形成在第二微機電系統腔體內。(請參考圖28-29)。圖案化光阻層200以暴露出感測器104A、104B上方的介電層106的區域，此區域環繞感測器104A、104B，其中部分第一腔體與部分第二腔體將被創造。圖案化光阻層200以暴露出介電層106的區域，其中通孔將位於此。將在下面更詳細討論，基板800將接合到介電層106上在介電層106相對於基板102的一相對側上（請參考圖5）。通孔將提供金屬化層104與基板800的另一側上的接觸點之間的電連接。

於圖案化光阻層200後，蝕刻介電層106。任何可以接受的蝕刻程序可被使用，如濕蝕刻或乾蝕刻。蝕刻結構描述於圖3中。然後，移除光阻層200。光阻層200可以透過一個程序來移除，如在化學溶液中溶解、等離子灰化或其他方式，由此光阻層200的溫度上升，直到光阻層200分解並可以被移除。移除光阻層200後，得到的結構描述於圖4中。

接著，請參考圖5，基板800接合至結構100。基板800接合到介電層106的一表面，此表面為介電層106和基板102的介面的相反側。基板800可以由矽，或其它材料，例如是矽鍺、碳化矽、及其組合、或類似材料所形成。基板800可以是由低電阻矽所形成。於一些實施例中，基板800可以是絕緣層上矽（silicon-on-insulator，SOI）基板。絕緣層覆上基板可以包括形成在一絕緣層（例如:掩埋氧化物），它是形成在矽基底內的一半導體材料（例如:矽、鍺等）層。此外，也可使用其它基板包括多層基板、梯度基板、混合取向基板、以及其他類似基板。

基板800可使用任何合適的技術，如熔融接合、陽極接合、共晶接合、玻璃粉接合等接合到結構100。舉例來說，在各種實施例中，基板800可以是透過以一薄多晶矽層（未繪示）作為接合界面熔融接合至結構100。在一些實施例中，接合界面可以透過沉積程序來形成。一旦形成，基板800與結構100對準並且兩個連接在一起以引發基板800接合至結構100。一旦透過接觸基板800接合到結構100被啟動，接合過程可透過加熱基板800和結構100的溫度得到加強。在一些實施例中，溫度可以是從100度到600度。於一些實施例中，一接合力被施加到基板800和結構100，以加強接合程序。於一些實施例中，從1千牛頓(KN)至50千牛頓(KN)的力可以被施加。

基板800接合到結構100創造了多個腔體，而微機電系統裝置可形成於腔體內。舉例來說，接合之後，感測器104A (如，陀螺儀感測器) 置於一密封腔體內，而感測器104B (如，加速度計感測器) 也是設置於一密閉腔體內。

請參考圖6，基板800可以減薄到所希望的厚度T1。減薄程序可包括研磨和CMP程序、背蝕刻程序或其他可接受的方法於基板800的一表面上執行。減薄程序的結果，基板800可具有從約10微米至約50微米的一厚度T1，例如是約30微米。

接著，如圖7所示，光阻層1000沉積且圖案化。光阻層1000的開口暴露出基板800的區域，其中通孔將形成於此區域。通孔將提供金屬化層104至隨後將在基板800的頂表面上所形成的接觸點的電連接。

接著，請參考圖8，透過光阻層1000的開口而蝕刻基板800。任何可以接受的蝕刻程序可被使用，如濕蝕刻或乾蝕刻。如圖11所示，蝕刻基板800創造多個開口，而開口穿過基板800。基板800內的開口位於預先在介電層106中創造的通孔上。然後，移除光阻層1000。光阻層1000可以通過一個程序來移除，如在化學溶液中溶解、等離子灰化或其他方式，從而光阻層1000的溫度上升，直到光阻層1000分解即可被移除。

請參考圖9，形成通孔1200於開口中。通孔1200可以透過，例如在基板800上形成導電種子層（未繪示）而形成。在一些實施例中，種子層為一金屬層，其可以是一單層或一包括多種不同的材料所形成的子層所組成的複合層。種子層可以由銅、鈦、鎳、金或合金或上述的組合、或類似的材料。於一些實施例中，種子層包括一鈦層與一在鈦層上的銅層。種子層可透過例如PVD、CVD、ALD、上述的組合、或類似的方法來形成。

接著，開口可透過例如是無電鍍程序或電化學電鍍程序而填充一導電材料，從而創造通孔1200。通孔1200可包括銅、鋁、鎢、鎳、焊料、或合金或上述的組合。通孔1200的俯視形狀可以是矩形、正方形、圓形、或類似的形狀。

接著，請參考圖10，一蝕刻程序、一CMP程序、或一研磨程序可被進行，以移除種子層覆蓋基板800所暴露出的部分與任何多餘覆蓋通孔1200的導電材料。可以使用任何合適的蝕刻或研磨程序。所得到的結構描述於圖10中。

在一些實施例中，當利用種子層所形成的通孔是採用材料相似或相同於通孔1200，種子層可以與通孔1200之間沒有可區別的界面。於一些實施例中，可區別的介面可存在於種子層和通孔1200之間。

接著，請參考圖11，形成多個接觸點1400於基板800上。接觸點1400可由鋁銅（AlCu）所形成，並且在隨後的製程步驟中用於共晶接合。於一些實施例中，可以使用適合於共晶接合諸如鍺、金、或上述組合或合金、或類似的任何導電材料。

可使用任何合適的方法來形成接觸點1400。於一些實施例中，可以沉積一種子層（未繪示）於基板800上。在一些實施例中，種子層為一金屬層，其可以是一單層或一包括多種不同的材料所形成的子層所組成的複合層。種子層可以由銅、鈦、鎳、金、或組合或上述的合金、或類似材料。於一些實施例中，種子層包括一鈦層與一在鈦層上的銅層。形成種子層的方法可以使用，例如物理氣相沉積（PVD）、化學氣相沉積（CVD）、原子層沉積（ALD）、上述的組合、或類似方法。

光阻層可以隨後沉積並圖案化，其中光阻層的開口暴露出接觸點1400所希望的位置。開口可透過例如是無電鍍程序或電化學電鍍程序而填充一導電材料，從而創造接觸點1400。接觸點1400的俯視形狀可以是矩形、正方形、圓形、或類似的形狀。接著，進行一蝕刻步驟、一研磨步驟、或一CMP步驟以移除任何覆蓋於接觸點1400上的過量的導電材料。可以使用任何合適的蝕刻或研磨程序。光阻層可以被移除。光阻層可以透過一個程序來移除，如在化學溶液中溶解、等離子灰化或其他方式，由此光阻層的溫度增加，直到光阻層分解並可以被移除。另一光罩可以被沉積並圖案化，其中光阻層的開口暴露出種子層不強調接觸點1400的部分。種子層暴露出來的部分可以被蝕刻，且光阻層可以被移除，例如使用上面描述的步驟，如圖11所示的結構。其他實施例是可能的。

接著，請參考圖12，光阻層1700沉積於基板800並且圖案化。於圖案化後，光阻層1700內的開口露出基板800於感測器104A和感測器104B上的區域,且此區域環繞感測器104A和感測器104B。接著，透過光阻層1700的開口於基板800上進行一蝕刻程序。任何可以接受的蝕刻程序可被使用，如濕蝕刻或乾蝕刻。蝕刻結構繪示於圖13。蝕刻創造了可動件1800和可動件1300。可動件1300和可動件1800分別附著至基板800的其他區域，舉例來說，利用彈簧（未示出）設置在每個可動件1300和可動件1800與基板800的其它區域之間。彈簧附著在可動件1300和可動件1800的整體結構，同時仍然允許可動件1300和可動件1800的移動。如圖28所示，微機電系統晶片2800完成時，可動件1800可協同感測器104A工作而提供一微機電系統陀螺儀。同樣的，可動件1300可以協同感測器104B工作以提供一微機電系統加速度計。

接著，移除光阻層1700。光阻層1700可以透過一個程序來去除，如在化學溶液中溶解、等離子灰化或其他方式，由此光阻層1700的溫度升高，直到光致阻層1700分解並可以被移除。所得到的結構描述於圖14中。

接著，一封蓋用晶圓2000將接合至結構100。圖15至圖26說明了製作一納入一個完整的微機電系統晶片2800的封蓋用晶圓2000的各種中間步驟。封蓋用晶圓2000，如圖15中所描繪，可以或可以不是半導體晶片（例如，CMOS晶片），其可以或可以不具有電路（未繪示）。特別是，封蓋用晶圓2000可以包括各種主動元件，例如是電晶體、電容、電阻、二極管、光電二極管或熔斷器等。電路可以被相互連通以在一個特定的應用程序中進行一個或多個功能，其可以或可以不與微機電系統晶片2800有關。

接著，封蓋用晶圓2000的表面圖案化以創造多個凹槽。將在下面更詳細地討論的，當封蓋用晶圓2000接合到結構100，封蓋用晶圓2000的凹槽將有助於定義第一密封腔體2806和第二密封腔體2808。請參考圖16，光阻層2002沉積於封蓋用晶圓2000上並圖案化，其中光阻層2002的開口所暴露出的封蓋用晶圓2000的區域將進行蝕刻。蝕刻可以用任何合適的蝕刻程序，如濕蝕刻或乾蝕刻來進行。被蝕刻後的封蓋用晶圓2000描述於圖17中。隨後可以移除光阻層2002，而留下如圖18所示的封蓋用晶圓2000。光阻層2002可以透過一個程序來除去，如在化學溶液中溶解、等離子灰化或其他方式是，由此光阻層2002的溫度上升，直到光阻層2002分解並可以被移除。

接著，請參考圖19，外氣體層1900沉積於封蓋用晶圓2000上。將在下面進一步詳細解釋的，於封蓋用晶圓2000被接合到結構100上之後，封蓋用晶圓2000將以某方式進行處理，外氣體層1900被限制在包含第二裝置2804的第二密封腔體2808。(請參考圖27-29)。微機電系統晶片2800將接著進行退火，以從外氣體層1900釋放氣體到腔體，從而增加了第二密封腔體2808的壓力。因此，微機電系統晶片2800可包含在相同的接合程序（參見圖27）中所形成的兩個密封腔體，其中兩個密封腔體內的壓力不同。

外氣體層1900可透過旋轉塗佈、層壓、CVD等、或上述的組合來形成。外氣體層1900可以包括適合於脫氣的任何合適的材料。於一些實施例中，外氣體層1900包括氟矽酸鹽玻璃（FSG）。於一些實施例中，FSG的組成可以取決於完成的微積電系統裝置的腔體的期望壓力水平。舉例來說，增加FSG內的氟含量可能會增加由外氣體層1900釋放到微機電系統腔體內的氣體體積，其可以反過來增加腔體的壓力。因此，如果優選的微機電系統腔體的壓力較高，在外氣體層19005中的氟含量可以增加。另一方面，如果一相對較低的壓力是優選的，在外氣體層1900中的氟含量可以減少。氟與FSG的放氣的關係在Passemard等人，在介電性能上氟在氟矽玻璃內的穩定性和效果的研究，微電子工程33（1997）335-342，其在此通過引入作為參考。

接著，請參考圖20，光阻層2100沉積並且圖案化，其中光阻層2100的開口所暴露出來的外氣體層1900的區域被移除。光阻層2100覆蓋外氣體層1900在封蓋用晶圓200接合至結構100之後接近第二密封腔體2808的區域上。(請參考圖27-29)。接著，外氣體層1900是透過光阻層2100進行蝕刻，而留下封蓋用晶圓2000，如圖21所示。任何合適的蝕刻方法可以被使用，例如濕蝕刻或乾蝕刻。然後，移除光阻層2100。光阻層2100可以透過一個程序來移除，如在化學溶液中溶解、等離子灰化或其他方式，由此光阻層2100的溫度升高，直到光阻層2100分解並可以被移除。所得的封蓋用晶圓2000描述於圖22中。如從圖22中可以看出，外氣體層1900配置於封蓋用晶圓2000的腔體的一凹槽內。這樣，當封蓋用晶圓2000接合到結構100時，外氣體層1900將限制於第二密封腔體2808。(請參考圖28-29)。

接著，請參考圖23，形成接合材料層2400（可選擇性地稱為接合點2400）於封蓋用晶圓2000的頂表面上。接合材料層2400可以使用例如PVD和光刻/蝕刻來覆蓋沉積和圖案化。接合材料層2400可以是一鍺層下的一鋁銅層，儘管也可以使用其它金屬材料，例如金。接合材料層2400可以充當作為隨後接合程序的共晶接合材料。接合材料層2400可以或可以不被電連接到封蓋用晶圓2000內部的導電線。

接著，請參考圖24，光阻層2500沉積在封蓋用晶圓2000和接合材料層2400上。圖案化光阻層2500以暴露將不用於接合的接合材料層2400的區域。接著，進行一蝕刻程序以移除將不被用於接合的接合材料層2400的區域。任何可以接受的蝕刻程序可被使用，例如是濕蝕刻或乾蝕刻。所得的封蓋用晶圓2000描述於圖25中。接著，移除光阻層2500。光阻層2500可以透過一個程序來移除，如在化學溶液中溶解、等離子灰化或其他方式，由此光阻層2500的溫度上升，直到光阻層2500分解並可以被移除。所得的封蓋用晶圓2000描述於圖26中。

圖27繪示出一堆疊式微晶電系統晶片2800，其中封蓋用晶圓2000覆晶並堆疊在結構100上。封蓋用晶片2000可以透過接合材料層2400和接觸點1400之間共晶接合而接合到結構100。舉例來說，於一些實施例中，表面預處理，如蝕刻程序或者CVD程序，也可以在接合材料層2400和接觸點1400上進行。接著，封蓋用晶圓2000與結構100對齊，使得接合材料層2400匹配接觸點1400。於一些實施例中，一接合力施加到封蓋用晶圓2000和結構100以加強接合程序。於一些實施例中，約10千牛頓(KN)至約100千牛頓(KN)的力，例如約40千牛頓(KN)，可以應用。封蓋用晶圓2000和結構100可被加熱到一定溫度，以加強接合。於一些實施例中，於接合期間所施加的溫度是從約400度至約500度，例如約450度。於一些實施例中，可以在加壓室中提供加壓環境以發生共晶接合。於一些實施例中，接合時施加的壓力可為約1毫巴至約300毫巴，例如約10毫巴。

如圖27所示，通過共晶接合，可動件1800設置在第一密封腔體2806內，可動件1300設置在第二密封腔體2808內。此外，外氣體層1900配置於第二密封腔體2808內。於進行共晶接合的條件下可要求第一密封腔體2806內的壓力和第二腔體2808內的壓力在共晶接合程序後。舉例來說，如果共晶接合在真空室中進行，則於第一密封腔體2806內和第二密封腔體2808內的壓力可能是真空室中的壓力。類似地，如果共晶接合在環境壓力下進行，則第一密封腔體2806內和第二密封腔體2808內的壓力可能是在環境壓力。

接著，請參考圖28，微機電系統晶片2800進行退火，以刺激外氣體層1900放氣。舉例來說，微機電系統晶片2800可以被加熱到一溫度。於一些實施例中，外氣體層1900包括厚度約0.5微米至約10微米的FSG，例如約2微米。微機電系統晶片2800可以被加熱到的一溫度，範圍從約300度至約500度，例如約400度。退火可能導致從外氣體層1900放氣到第二密封腔體2808。外氣體層1900放氣可能會增加第二密封腔體2808內的壓力。舉例來說，在一腔室中的壓力包括一與腔室內的氣體的容積成正比的氣體。透過從外氣體層1900放氣而增加腔室內的氣體的體積，在第二密封腔體2808中的壓力從而增加。如上所述，第二密封腔體2808內的壓力於退火後，與從外氣體層1900放氣可透過控制外氣體層1900的組合物來控制。在包括FSG的外氣體層1900的情況下，放氣可透過增加氟在FSG中的含量，這將增加外氣體層1900的放氣的體積。

圖28繪示出了根據各種實施例的完成的微機電系統晶片2800。微機電系統晶片2800包括一第一裝置2802（如陀螺儀）。第一裝置2802包括配置在第一密封腔體2806內的可動件1800和感測器104A。第一密封腔體2806的壓力可以根據第一裝置2802的期望功能來選擇。於一些實施例中，可能優選具有低壓力的第一密封腔體2806為第一裝置2802，這可能有助於提高第一裝置2802的靈敏度和分辨率。第一密封腔體2806的壓力可透過封蓋用晶圓200與結構100之間的共晶接合程序的條件來限定。舉例來說，共晶接合程序可以在具有一定壓力水平的腔體進行，以定義密封腔體在一適當壓力水平。舉例來說，第一密封腔體2806可具有從約1毫巴至約1100毫巴的壓力，例如1毫巴。

微機電系統晶片2800還包含一個第二裝置2804（如加速度計），透過可動件1300配置於第二密封腔體2808內的感測器104B上來檢測加速度。於一些實施例中，它可以優選為第二密封腔體2808的壓力為比第一密封腔體2806的壓力相對較高。舉例來說，較高的壓力可使加速度計具有較高的阻尼和提高可靠性。第二密封腔體2808的壓力可透過接合過程中的封蓋用晶圓2000和結構100之間以及外氣體層1900的放氣的兩個條件來定義。舉例來說，如上所述，共晶接合程序可以在腔體具有一定的壓力水平進行，以定義密封腔體的一壓力水平。共晶接合程序之後，第二密封腔體2808可與第一密封腔體2806具有相同的壓力。進行退火之後，第二密封腔體2808的壓力由第二密封腔體2808的原始壓力加上由外氣體層1900放氣所增加的壓力來定義。舉例來說，進行退火後，第二密封腔體2808可具有從約1毫巴至約1100毫巴的壓力，如1000毫巴。

其他實施例是可能的。舉例來說，圖29繪示出了微機電系統裝置2900的實施方式，類似於微機電系統晶片2800，不同的是外氣體層1900是形成在封蓋用晶圓2000的凹槽表面上。關於本實施例中類似於先前描述的實施方式，於此不再重複詳敘述。

舉例來說，本實施例的形成可以包括於外氣體層1900沉積在封蓋用晶圓2000上之前，封蓋用晶圓2000可以被蝕刻以形成如圖29所示的凹槽表面。儘管可能需要額外的處理步驟來形成封蓋用晶圓2000的凹槽表面，如圖29，凹槽表面可能增加了外氣體層1900在第二密封腔體2808的表面面積，其可以降低退火所需的時間，並且可以增加退火過程中釋放出來的氣體的體積。正因為如此，圖29的封蓋用晶圓2000可以使得第二密封腔體2808實現相對較高的壓力，如根據特定的應用和設計要求。

因此，利用圖1-29中所示的各種形成的步驟中，微機電系統晶片上形成包括陀螺儀和加速度計，每個設置在相應的密封腔體，密封腔體與其他相應的密封腔體具有不同的壓力。如上所述，在一些實施例中，第一密封腔體與第二密封腔體形成在相同的接合程序中。微機電系統晶片，諸如微機電系統晶片2800與微機電系統晶片2900可以形成在單一晶片上，並使用相同的微機電系統製作方法以具有最小額外費用。

根據本發明的一些實施例，提供一種形成一微機電系統裝置的製作方法。該方法包括沉積一外氣體層於封蓋用晶圓的一表面上。封蓋用晶圓接合到基板的方式形成一第一密封腔體和一第二密封腔體。第一密封腔體包括一第一可動件而第二密封腔體包括一第二可動件。外氣體層退火以從外氣體層釋放氣體進入第二密封腔體，並增加第二密封腔體的壓力。於退火後，第二密封腔體具有高於第一密封腔體的壓力。

在所述形成微機電系統裝置的製作方法中，接合封蓋用晶圓至基板上的方法包括一共晶接合程序，其中接合後的第一密封腔體的一壓力水平是由共晶接合程序所定義。

在所述形成微機電系統裝置的製作方法中，接合包括接合封蓋用晶圓上的一第一多個金屬接合點至基板上的一第二多個金屬接合點。

在所述形成微機電系統裝置的製作方法中，更包括：形成一從基板的一導電特徵延伸至基板的一表面的通孔。

在所述形成微機電系統裝置的製作方法中，更包括：蝕刻封蓋用晶圓的一表面以形成多個凹槽，其中外氣體層限制在凹槽中的其中一個。

在所述形成微機電系統裝置的製作方法中，封蓋用晶圓接合至基板以形成一配置於第一密封腔體的陀螺儀以及一配置於第二密封腔體的加速度計。

在所述形成微機電系統裝置的製作方法中，更包括：蝕刻基板以形成第一可動件以及第二可動件。

在所述形成微機電系統裝置的製作方法中，於退火後，第一密封腔體具有低於第二密封腔體的壓力。

在所述形成微機電系統裝置的製作方法中，外氣體層限制在封蓋用晶圓的一凹槽，且其中封蓋用晶圓在外氣體層下的表面形成凹槽。

根據本發明的一些實施例，提供一種形成一微機電系統裝置的製造方法。該方法包括：圖案化一第一基板的一介電層，以暴露多個導電特徵與一通過介電層的底部層。第一基板包括介電層和底部層。導電特徵配置於介電層內且鄰近底部層。一第二基板的一第一表面接合到介電層。圖案化第二基板以形成一第一可動件和一第二可動件。形成一第一多個金屬接合點於第二基板的一第二表面，第二表面與第一表面相對。沉積一外氣體層於一封蓋用晶圓的一表面上。一第二多個金屬接合點形成在封蓋用晶圓的表面上。封蓋用晶圓由第二多個金屬接合點接合到第一多個金屬接合點以接合到第二基板。封蓋用晶圓到第二基板的貼合形成包括第一可動件的第一密封腔體和包括第二可動件的第二密封腔體，外氣體層限制在第二密封腔體。外氣體層退火以從外氣體層釋放氣體進入第二密封腔體，並增加第二密封腔體內的壓力。

在所述形成微機電系統裝置的製作方法中，第一密封腔體的一壓力水平是透過封蓋用晶圓與第二基板之間的一接合程序所定義。

在所述形成微機電系統裝置的製作方法中，接合第二基板的第一表面至介電層包括熔接。

在所述形成微機電系統裝置的製作方法中，退火後的第二密封腔體的一壓力大於第一密封腔體的一壓力。

在所述形成微機電系統裝置的製作方法中，外氣體層限制在封蓋用晶圓的一凹槽，且其中封蓋用晶圓在外氣體層下的表面形成凹槽。

根據本發明的一些實施例，微機電系統裝置被提供。微機電系統裝置包括：第一基板，第一基板包括配置於一第一腔體的一第一導電特徵。第一可動件定位在第一導電特徵上。第一腔體具有一第一壓力。第二導電特徵配置在第二腔體中，第二可動件定位在第二導電特徵上。第二腔體具有比第一壓力高一第二壓力。封蓋用晶圓接合到第一基板上，封蓋用晶圓和第一基板定義第一腔體和第二腔體。封蓋用晶圓包括限制在第二腔體的外氣體層。

在所述微機電系統裝置中，第一導電特徵與第一可動件形成一微機電系統陀螺儀。

在所述微機電系統裝置中，封蓋用晶圓為一包括多個主動線路的半導體晶圓。

在所述微機電系統裝置中，第二導電特徵與第二可動件形成一微機電系統加速度計。

在所述微機電系統裝置中，封蓋用晶圓透過一共晶接合程序而接合至第一基板。

在所述微機電系統裝置中，封蓋用晶圓透過接合封蓋用晶圓上的一第一多個金屬接合點至第一基板上的一第二多個金屬接合點而接合至第一基板。

雖然實施例及其優點已經詳細描述，但應當理解，各種變化、替換和變更，可在此做出而不脫離由所附權利要求限定的實施例的精神和範圍。此外，本申請的範圍並非旨在被限定於該過程、機器、製造、和物質、手段、方法和在說明書中描述的步驟的組合物的具體實施方案。如本領域的普通技術人員將易於從本公開理解的過程、機器、製造、物質組成、手段、方法或步驟，當前存在或以後待開發，執行基本上相同的功能或實現基本上如本文中所描述的對應實施例可以根據本公開可利用同樣的結果。因此，所附權利要求旨在在其範圍內包括此類過程、機器、製造、物質組成、裝置、方法或步驟。此外，每個權利要求構成一個單獨的實施例，以及各種權利要求和實施方案的組合在本公開的範圍之內。

以上概述了數個實施例的特徵，使本領域具有通常知識者可更佳了解本揭露的態樣。本領域具有通常知識者應理解，其可輕易地使用本揭露作為設計或修改其他製程與結構的依據，以實行本文所介紹的實施例的相同目的及/或達到相同優點。本領域具有通常知識者還應理解，這種等效的配置並不悖離本揭露的精神與範疇，且本領域具有通常知識者在不悖離本揭露的精神與範疇的情況下可對本文做出各種改變、置換以及變更。

100‧‧‧結構 102、800‧‧‧基板 104‧‧‧金屬化層 104A、104B‧‧‧感測器 106‧‧‧介電層 200、1000、1700、2002、2100、2500‧‧‧光阻層 1200‧‧‧通孔 1300、1800‧‧‧可動件 1400‧‧‧接觸點 1900‧‧‧外氣體層 2000‧‧‧封蓋用晶圓 2400‧‧‧接合材料層（接合點） 2800‧‧‧微機電系統晶片 2802‧‧‧第一裝置 2804‧‧‧第二裝置 2806‧‧‧第一密封腔體 2808‧‧‧第二密封腔體 2900‧‧‧微機電系統裝置 T1‧‧‧厚度

對於本實施例的更完整理解，以及其優點，現在參考結合附圖進行以下描述，其中： 圖1至圖28是根據各個實施例於製作微機電系統裝置的中間步驟的剖面示意圖;以及 圖29是根據各種實施例的微機電系統裝置的剖面示意圖。

100‧‧‧結構

1300、1800‧‧‧可動件

1400‧‧‧接觸點

1900‧‧‧外氣體層

2400‧‧‧接合材料層(接合點)

2800‧‧‧微機電系統晶片

2802‧‧‧第一裝置

2804‧‧‧第二裝置

2806‧‧‧第一密封腔體

2808‧‧‧第二密封腔體

Claims (1)

1. 一種形成一微機電系統裝置的方法，該包括： 沉積一外氣體層於一封蓋用晶圓的一表面上； 接合該封蓋用晶圓至一基板上的方式而形成一包括一第一可動件的第一密封腔體以及一包括一第二可動件的第二密封腔體；以及 退火該外氣體層以釋放該外氣體層的氣體進入該第二密封腔體，以增加該第二密封腔體的一壓力，其中退火後的該第二密封腔體具有高於該第一密封腔體的壓力。