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S9S151 at B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 五、發明説明（1 ) 相關應用 與本案共同待審之專利申請案為美國專利申請案案 號._______，申請曰期為_________，發明人為James F. Belcher et al.標題為 Method for Etching Through a Cofli/T?尽,·另一共同待審之專利申請 案為美國專利申請案案號________，申請日期為 _____________發明人為James F. Belcher et al.標題為 Method and Structure for Forming an Array of Thermal 另一共同待審之專利申請案為美國專利申請案案 號08/093,111，申請日期為July 16，1993，標題為汾 〇/ Μβία/ (λπί/es;另一共同待審之專利申請案為 美國專利申請案案號08/235，申請曰期為April 29, 1994， 標遇爲 Inter-Pexel Thermal Isolation for Hybrid Thermal DWeciors;另一共同待審之專利申請案為美國專利申請案 案號08/235,088，申請日期為 April 29, 1994，標題為 Thermal Isolation Structure for Hybrid Thermal Detectors. 發明之技術領域 本發明係有關於半導體製程，尤其是一種方法及結 構，其可形成一包含乾式蚀刻技術的熱敏元件陣列。 發明背景： -3 - (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) -裝· 訂 .線_ 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央橾準局貝工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（z ) 熱感測器的一常見之應用為熱（紅外線）偵測裝置， 如夜視設備。此類熱偵測裝置包含一紅外線偵測器元件或 熱感測器的聚焦平面陣列，該熱感測器與積體電路基體耦 合，該基體含一對應之多個接觸墊片，其置於焦點平面陣 列及積體電路基體之間。基本上積體電路基體含對應的圖 樣元素或所產生的熱影像像素。 一種型式的熱感測器包含一由熱敏材料形成的熱敏元 件，此材料存在一電極化及電容狀態，其可反應熱輻射以 隨溫度改變。鋇锶鈦化物（BST)為此熱電材料之一例。 對某些應用而言，一紅外線吸收劑及共同電極組件可置於 熱敏元件之一侧。一感測器信號電極可置於每一熱敏元件 的相反側。基本上紅外線吸收劑及共同電極組件伸展過聚 焦平面陣列的表面，且可與各個熱敏元件耦合。各熱敏元 件均含與其分開的信號感測電極。由一紅外線吸收體及共 同電極组件及一對應感測器信號電極形成（部份）各紅外 線债測元件或熱感測器。熱敏元件可作用如一置於共同電 極組件及對應感測器信號電極間的介質，該電極之功用如 一電容板。 已應用與超大型積體電路相關的多種技術製造聚焦平 面板及其相關的積體電路基體。此技術之一例包含溼式蝕 刻及乾式蝕刻。此乾式蝕刻技術基本上包含離子蝕刻，反 應性離予束蝕刻。已應用與所需聚焦平面的型態及/或其相 關積體電路基體有關的等向及不等向蚀刻技術。 溼式及乾式蝕刻所產生的問題包含罩層之蚀刻’及/或 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS } M規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) -a Γ 293151 Α7 Β7 經濟部中央橾率局員工消費合作杜印製 五、發明説明（b) 基體中不需要的蝕刻及/或在前一製程期間沉積的其他層。 而且，決定所需蚀刻程序之端點的技術基本上可防止過度 蚀刻及製程中產量及複製率的增加。習知的蝕刻技術必未 提供所需的選擇性，以有效的應用產品執行之間所產生的 可再製性製造一聚焦平面陣列。而且通常雷射研磨會產生 溶渣而更進一步限制本技術的使用。 由於雷射及用於形成基雜之材料間的交互作用，雷射 研磨經常需要熱韌化及其他複雜的製程。而且，通常雷射 研磨將產生溶渣而更進一步限制此技術的使用。目前所使 用的乾式蝕刻技術其價格昂貴，設備及程序複雜，且不與 低成本，高量生產的熱感測器耦合。目前可用的乾式蝕刻 技術亦需要相當大而且又厚的乾式蝕刻止部以防止材料不 必要的移除。 發明概述 依據本發明，在用於從一含多個包含不同材料的基體 上製造熱感測器如電漿蝕刻，乾式蚀刻，及雷射研磨，等 的習知技術中有關的缺點及問題已大致上減低或消除。本 發明允許從一選擇的熱電及熱測材料中，使用啓動蚀刻程 序的紫外線電磁輻射，且增強罩以保護基體之選擇區，而 製造一熱感測器。此產生的熱感測器互相合併以形成聚焦 板陣列，其可與一熱隔離結構耦合，該隔離結構置於作為 熱影像系統一部位的積體電路基體。本發明的一項設計理 一.5 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) t -* τ 良 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS Μ4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7

五、發明説明（4 )， * I * 念包含從一熱電材料的基體形成多個熱敏元件，該熱電材 料含連接至每一熱敏元件之一側的紅外線吸收劑及共同電 極組件以及含一置於每一熱敏元件之相反侧上的導電接觸 層° 本發明的另一項設計理念包含一蝕刻過一基體之未上 罩區至從第二材料形成的連接覆層的方法，該基體由第一 材料形成。在基體上的未上罩區再輻射期間，可提供多個 接觸墊片，以進一步遮蔽基體上所選擇之罩區。然後，此 未上罩區可曝露於蝕刻劑中，且再輻射，以大致上增加與 蝕刻劑的反應度，使得蝕刻劑蝕刻未上罩區，其速率大致 上快於其蝕刻該接觸層者。 本發明的一項設計理念中，所提供的技術優點包含不 等向蝕刻程序，其大致上減低或消除與相對基體之罩區相 關之罩層的下部切割，且與其他製造技術比起來，大致上 可增加蚀刻率。 由本發明之另一項設計理念所提供的優點為本發明包 含一蚀刻程序，其選擇性地蚀刻基體之一側至一紅外線吸 收劑及共同電極組件。本發明提供高度選擇的蝕刻程序， 其因材料不同而不同，且基本上用於形成一與熱.偵測器相 關的聚焦平面陣列。例如，本發明的技術允許選擇性地蝕 刻不同的材料，如熱電材料基體之上罩及未上罩區，及置 於基體上之紅外線吸收劑及共同電極組件部份，該基體與 上罩及未上罩區相對，以產生熱感測器陣列，其幾何型態 及電信號特性為所需者。 «ΜΒ ' 0 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐〉 ---------^------1T------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本莧) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（5 ) 本發明之一項設計理念包含一從熱電基體上形成熱感 測器陣列的方法，該基體含紅外線吸收劑及與其連接的共 同電極組件。可形成第一層金屬層以定義基體之上罩及未 上罩區。可在第一層接觸層上形成第二層金屬接觸層。可 形成一罩層以包封第二層接觸層的曝露部位。曝露未上罩 區於蝕刻劑中，且再輻射以大致上增加未上罩區及蝕刻劑 間的反應度，因此於再輻射期間，蝕刻劑蝕刻未上罩區的 速率大致上快於第一層接觸層及罩層。 本發明之項設計理念所提供的一項優點為本發明提供 一方法，可從基體之一側方向性蝕刻另一基體，以形成隔 熱熱敏元件陣列，其連接紅外線吸收劑及共同電極組件。 本發明其他技術上的優點包含提供一高方向性，不等 向性的蚀刻程序，其幾不致於破壞材料，或選擇材料之表 面組成的改變。依據本發明的技術結合紅外線電磁輻射及 蝕刻技術允許使用成本較低的設備，與先前技術相比較， 其產生的蝕刻率相當快。本發明允許在相當低溫下批次處 理基體，而避免高溫成本，及昂貴的韌化技術。而另，本 發明亦允許使用相當薄的蝕刻止部以防止材料不必要的移 除，而同時可織成極複雜之幾何形態的網。 本發明的另一項設計理念為提供一方法以從一熱電基 體上形成熱感測器陣列，該基體含紅外線吸收劑及隔離結 構共同電極組件。可形成一第一接觸層以定義基體之上罩 及未上罩區。可在第一層接觸層上形成第二層接觸層。形 成一輻射蝕刻罩層，以包封第二層接觸層的曝露部位。形 一 Ί - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） ---------^.------ΐτ------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 293151 A1 B7 五、發明説明（t)) 成乾式蝕刻罩層以包封第一層接觸層的曝露部位及輻射蝕 •刻軍層。可使用乾式蝕刻程序蝕刻每一未上軍區的起始部 位。未上罩區之遺留部位曝露於蚀刻劑中，且再輻射電磁 能量，以大致上增加遣留部位與蝕刻劑間的反應度。在此 再輻射期間，蝕刻劑蝕刻遺留部位的速率大致上快於第一 層接觸層及輻射蝕刻罩層。 圖形簡述 為了更進一步瞭解本發明及其優點，請參考下列説明 及附圖，其中 圖1為一熱影像系統部位之透視圖，該系統可由本發明 之技術形成。 圖2A示在基體之一側上形成的電磁輻射蝕刻罩結構之 切面部位，該基體含與其另一側連接之紅外線吸收劑及共 同電極組件部位。 圖2B為圖2A之電磁輻射蝕刻罩結構之另一實施例。 圖3A示在基體之一側上形成之組合乾式蝕刻/輻射蝕刻 罩結構的切面部位，該基體含與其另一側連接之紅外線吸 收劑及共同電極組件； 圖3B為曝露至一選擇乾式蝕刻程序後，圖3A之基體及 罩結構。 圖4A為圖3A中乾式蚀刻/輻射蝕刻罩結構的另一實施 例； 一 8 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公嫠） — I I I I I —裝 I I I 訂 I I I I I 矣 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（了） 囷4B示曝露至一選擇乾式蝕刻程序後，圖4A之基體及 罩結構；以及 圖5示曝露至一電磁輻射蝕刻程序後圖2A-B，3B及4B 中的基體及罩結構。 發明之詳細説明 可由圖1-5瞭解本發明之較佳實施例及其優點，在不同 圖中相同數字表相同之組件。 圖1為聚焦平面陣列12之熱成像系統10，該陣列12包含 熱感測器14，其可由本發明的技術形成。各熱感測器14均 包含一熱敏元件16，在本發明的一項設計理念中此熱敏元 件16可由包含鋇鳃鈦（BST)化物的熱電基體形成。熱敏 元件16可使用依據本發明方法中各種不同的型式的熱電及/ 或熱測電流器材料形成。 在一實施例中，紅外線吸收劑及共同電極組件18最好 與每一熱敏元件16的一侧相連接。紅外線吸收劑及共同電 極組件18基本上為一多層結構，此結構形成共振腔，可經 調整至所選擇紅外線頻譜的最大吸收率，其吸收率部份與 形成熱敏元件16的材料之型式有關。紅外線吸收劑及共同 電極組件18包含共同電極20,最好共同電極20與每一熱敏 元件16之一侧相連接。 可將一或多層熱敏光覆層22加在共同電極20上，此共 同電極20與熱敏元件16相對。光覆層22可使用如parylene。 **- 9 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（8 ) 可適當地調整光覆層22的厚度，而使得反射係數可在所需 紅外線頻譜上存在最大吸收率。一薄半透明金屬及其他適 當材料的薄外部層24可放在與共同電極20相對的光覆層22 上。鎳化鉻（NiCr )此可用於形成共同電極20之材料的一 例。其他例子尚包含鈦化鎢（TiW )及窯業金屬 (cermet)。共同電極20與光覆層22比較之下，基本上相 當的薄。 ‘ 最好感測器信號電極26與每一熱敏元件16之對應相反 側相連接。例如，在共同電極20上可形成網路開孔28，以 在相鄰的熱感測器14間提供增加的熱隔離。另外，隔離結 構30在基體電路基體連接2上提供支撐熱感測器14。另外， 開孔28可部份通過或完全通過光覆層22及外部層24。 各隔離結構30均包含一平台型結構34，一平台型條狀 導體36,及一接觸墊片38。一可使用一金屬衝擊附著材料 層40以將對應一平台型條狀導體36與對應感測器信號電極 26耦合。 操作時，熱成像系統10形成來自吸收紅外線輻射的幕 像素影像。每一熱感測器14在接觸墊片38處提供一電子信 號，其値與為對應熱感測器14所吸收的紅外線輻射量成正 比。因此，各熱感測器14均對所產生影像的一像素提供數 據。 基本上，一紅外線吸收劑區及對應每一熱感測器14的 共同電極组件18將吸收紅外線輻射，此輻射可改變對應熱 敏元件16的溫度。對一熱電材料來説，此溫度變動將改變 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. **τ 線 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 經濟部中央梂準局員工消費合作衽印製 S93151 A7 B7 五、發明説明（9 對應熱敏元件16的電極性及電容。一電流或電壓經對應熱 敏元件16,電極26,層40,及條狀導體36,而在共同電極 20及接觸墊片38間流動。因此熱敏元件16的電特性使此電 流或電壓與對應的熱感測器14所吸收的紅外線輻射量而正 比性變動。 熱影像系統10可見於美國專利申請案No. 081,235,835，其標題為 ” Inter_Pexed Thermal Isolation For Hybrid Thermal Detectors” ，文件编號TI-18636，申請 El 期 1994年10月29日，且此申請案指定予美國德州達拉斯的德 州儀器公司。對某些應用而言，共同電極20可應用一層不 導電材料（圖中無示）加以取代，及與電極26相似的第二 電極（圖中無示）可在各熱敏元件16上形成。 本發明的一項設計理念中，包含一經蚀刻置於一側 (圖2A-4B)的基體46及多層材料上，而形成一熱敏元件 16及熱感測器14之相關組件的方法。如前所述基體46可由 不同型式的熱電及感熱測材料形成。 最好基體46與4，6或8寸之碟或晶圓相關，該晶圓與一 超大型積體電石的製造相關。紅外線吸收劑與共同電極組 件18與基體之一側連接。如圖2A至4B所示，可在與共同電 極20組件18與基體之一側連接。如圖2A至4B所示，可在與 共同電極20相反的基體46之另一侧上形成不同型式的軍結 構44。罩結構44及74係用於在基體46上提供罩區61及未上 罩區68。 圖2A示一輻射蝕刻之罩結構44,罩結構44可與輻射蝕 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) Α4規格（2】〇><297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) *-**

T 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 293151 A7 B7 五、發明説明（1 〇) 刻程序共用以自基體4€上形成熱敏元件16 (圖1 )之陣列， 該基體46含紅外線吸收劑及共同電極組件18形成在基體46 一侧上。可形成蝕刻止部50以保護或允許紅外線吸收劑 及共同電極組18之選擇部位形成網狀組織。如上所述，紅 外線吸收劑及共同電極組件18包含一共同電極20，一光覆 層22及一外部層24。基本上，光覆層22包含一吸收層54及 一半透明層56。吸收層54的厚度最好為紅外線波長之四分 之一波長的奇數倍，該波長係為該紅外線吸收劑及共同電 極18所能吸收之波長。層56最好最好對此紅外線波長呈半 透明。 在本發明的一項設計理念中，電極20及層56包含鈦化 鎮（Ti/W )，看54包含polymide或parylene，且光外部廣24 包含parylene。另一結構及用於紅外線吸收劑和共同電極组 件18的形成體可見於美國專利申請案案號08/222,146，標 題為” Multiple Level Mask for Patterning of Ceramic Materials” ，檔案編號TI-19182，申請日期1994年10月4 曰，其所有人為美國德州達拉斯德州儀器公司。 罩結構4 4可應用蒸汽沉積或相似的半導體製造技術於 基體之一侧面上形成。可在基體64的另一侧形成另一層導 電接觸層60，其形成基體46之罩區61及未上罩區68，且罩 區61為在蝕刻期間，未蝕刻的基體46區，且在多種製程完 成後，成為熱敏元件16。虛線分開區61及68夾成一角度， 以指出所選擇的蝕刻區61及68在蝕刻期間可下部切割罩結 構44。因此之故，未上罩區68位在相關之罩結構44之下。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I I I I I I I I 1 I I 訂 系 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央棣準局貝工消斧合作社印製 A7 B7 五、發明説明（1 1),、 在第一層接觸層62上形成第二層導電接觸層62。而接 觸層60及62共同形成電極26。可在第二層接觸層62上形成 衝擊附著材料。另外，可在蝕刻基體46完成後，形成第二 層。然後形成一罩層66以包封接觸層62的曝露部位，且如 果層40存在的話，則曝露此一部位。此包封形成軍7〇及接 觸層62和層40之間的流體障壁。但是，如圖所示，接觸層 60之第一層的側壁部位仍然曝露在外。因此，基本上接觸 層60包含一材料，此材料大致上不會與罩反應。在本發明 的一項設計理念中，接觸層60可包含鈦化鎢（TiW)或鉑 (Pt)，接觸層62包含鎳及金層，附著層40可包含衝擊附 著材料，如銦（ΐη)，且罩層66可包含織成之二氡化矽 (Si02) 〇 可從其他型式的材料’如鎳，始，欽，Ib，錢，蛾之 氧化物，其他用於特定應用或所需特性的材料中形成接觸 層60及/或62。亦可從多種非金屬元素及在非軍區68蝕刻期 間可吸收電磁輻射的化合物中形成軍層66，其可未加蝕 刻’或所選擇之軍7〇以較慢的速率加以蝕刻。此不同材料 之例將於下文中詳加討論。 現靖參考囷2A，可使用一程序控制器（圖中無示）， 以曝露罩結構44及未上軍區68於罩70中，且啓動一輻射 源’此輕射源可應用電磁輻射輻射區68，基本上使用波長 小於400奈米（nm)的紫外線輻射（UVR)照射基體46的 表面。UVR實質上增加蝕刻劑70及與其接觸之未上罩區⑽ 部位的再輻射部份，在軍70及軍層66和接觸層60的曝露區 本兩度適格(21y (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 線-

SO 151 A7 B7 經濟部中央梂隼局貝工消費合作社印裝 五、發明説明（1 2) 間’ UVR的反應度相當小。而且，因為接觸層6〇及62彼此 合併以遮蔽罩區61，且UVR大致上垂直基體46之表面，所 以基本上UVR對蚀刻70及罩區61的曝露側壁並沒有任何效 應。所以，於再輻射步騾期間，在未上軍區68上軍70的蝕 刻速度為軍層66及接觸層60的曝露部位之速度的1〇倍以 上0 在本發明的一項設計理念中，罩70可包含一含10% HC1加水的鉻溶解液。但是，蝕刻劑7〇可為任何流體，且 與所述UVR蝕刻速度相容的其他物質。對某些應用，蝕刻 劑70可為如NH4CL或NaCl的鉻鹽溶液。對於其他應用而 言，不同的酸及鹽溶液如HF，HBr，HI，NH4F，NM4Br， NH4，CaF2，KBr，Nal，及其他簡單的鹽或酸溶液可滿意 地作為蝕刻劑70。 最好製程控制器可維持輻射，直到蝕刻劑70蝕刻過未 上軍區，至蝕刻停止部50為止。在再輻射停止期間，最好 選擇蝕刻劑70,其對未上革區68的蚀刻速度快於蝕刻停止 部50之速度1〇倍以上。如果由大致上不會與蝕刻劑7〇反應 的材料形成共同電極20,則不需要紅外線吸收劑，及共同 電極組件18，且蝕刻停止部50可省略。 為了在為熱隔離結構30所提供的熱傳減低之外，於熱 感測器14間減低熱傳，製程控制器可開始一織網程序以在 紅外線吸收劑或共同電極組件18上部份或完全織網而形成 開孔28 (圖1 )。蚀刻停止部50形成開孔72，其曝露將織網 之覆層部18。其次，可依據熱隔離程度，製程控制器可進 -1 4 - 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注^'項再填寫本頁) 穿· Γ 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（1 3) 行一織網程序以部份或完全蝕刻紅外線吸收體的曝露部位 及共同電極組件18。在如圖1所示的本發明的一項設計理念 中，該織網程序只编織共同電極20以形成開孔28。織網程 序可與蝕刻劑70 —起使用，或是其他選擇的蝕刻劑，其與 可紅外線吸收層產生反應，及必需織孔的其他選擇共同電 極组件18。在完成蝕刻及编織程序之後，可應用傳統技術 將罩層移除。 可從織成（spun-on )二氧化矽形成併有本發明的罩層 66及其他罩結構。而且，在未上罩區68蚀刻期間吸收電磁 輻射而且不為所選擇的蝕刻劑亦可與本發明共用，而發揮 良好的效果。在本發明中用於形成罩層，其他不同材料的 例子包含捧雜遷移金屬（transition metal )的織成二氧化 矽，該金屬如鐵（Fe)，鈀（Pd)或鎂（Μη)，其可吸收 電磁輻射，但不與所選擇的蝕刻劑70發生反應。多晶矽為 另一種材料的例子，而且當曝露於所選擇的蝕刻劑70中 時，當多晶矽吸收電磁輻射且只慢慢地蚀刻。其他材料尚 包含氮化矽（Ta205 )。上列材料可視需選擇性的使用標準 半導體製造技術沉積，該技術如織成及燃燒，化學蒸汽沉 積，滅射沉積，反應性濺沉積，及電子東，和含或不含反 應性沉積的熱蒸發。 圖2B示輻射蝕刻罩結構44的另一實施例，其中罩層66 除了包封第二層接觸層62的曝露部份，且如果有的話包封 附著層40，尚且包封第一層接觸層60的曝露部位。此包封 在接觸層60及蝕刻劑70之間形成流體障壁，因此允許接觸 一 1 5 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） ----------1------1T------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 393151 A7 B7 五、發明説明（1 4) 層60包含一實質上可與蝕刻劑70反應的材料。此不同罩結 構44共同之蝕刻及織成程序與上述圖2A中的實施例所述者 相似。 圖3A示一組合罩結構71，其包含一乾式蝕刻罩結構 74，及圖2A的輻射蝕刻罩結構44。組合罩結構71允許製程 控制器使用一結合的乾式蝕刻/輻射蝕刻程序，以蚀刻未上 罩區68。基本上使用離子磨（ion-milling )蚀刻未上罩區68 的起始部位，及一輻射蝕刻程序，如上述UVR蝕刻程序， 蝕刻每一未上罩區68的其餘部位。因此，本製程可實現乾 式蝕刻製程的優點，即對於大部份的形成製程來説，不會 破壞 紅外線吸收劑及共同電極組件18。 第一，乾式蝕刻程序從未上罩區68之一侧向與紅外線 吸收劑及共同電極組件18相鄰的另一側蝕刻一預定距離。 此預定距離離開未上罩區68之遺留部份一厚度，其足以防 止乾式蝕刻程序破壞紅外線吸收劑及共同電極組件18。預 定距離之値隨著形成基體46的材料型式及乾式蝕刻程序而 變。 圖3B為乾式蝕刻程序完成之後及輻射蝕刻程序起始階 段期間，圖3A之半導體結構。乾式蚀刻程序破壞大部份或 全部的乾式蚀刻罩74,此罩74之厚度足以保證乾式蚀刻程 序不會破壞輻射蝕刻罩結構44。在完成乾式蝕刻程序之 後，最好製程控制器使用輻射蝕刻程序蝕刻未上罩區68的 遗留部份，如在上例中與圖2A中的實施例有關之UVR蝕刻 —1 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝. 訂 且輕射蚀刻程序起始 未上軍區68之其餘部 如圖3B實施例中所討 A7 B7 五、發明説明（1 5) ί二器亦部份或完全蚀刻知外線吸收劑及共同 份’此部份係為姓刻停止開口72所曝露於織 網開孔28上者，如圖2Α中實施例所述者。 、織 圖4八為組合軍結構71的另一實0 之結構相似，唯罩層66包封第一層接觸層㈣曝露部= 如圈=中所述者。與另一軍結構叫用的乾式蚀刻 3Α之實施例中所討論者相似。 斤興 圖4Β示乾式蝕刻程序完成之後 階段期間，囷4Α中的組合罩結構71 份進行輻射蝕刻，且對開孔28織網 論者。 圖5示在輕射蚀刻程序完成後，位輕射蚀刻軍層％已移 除前’圈2Α-Β ’ 3Β及4Β中所產生之半導趙結構。大致上已 將未上軍區68移除而留下熱敏元件16，且織網開孔28使通 過共同電極20。但是，如上所述，可省略開孔28，或可織 網而部份或完全通過層54，56及外部層24，並通過共同電 極20 °在罩層66移除之後，附著層40可將熱隔離结構30的 平台條狀導體36連接，而形成熱影像系統。 現請再參考圖3Α及4Β，在本發明的一項設計理念中， 乾式蝕刻軍74為一包含三層76，78及80的三層罩結構。光 阻即外部單層76包含一光阻，且其厚度約為1.5# m (微 米）。乾式蝕刻選擇，即（中央）罩層78可包含TiW，且 其厚度約1,000埃。離予研磨，即内部罩層80可包含一光 阻，且其厚約15 #m。外部層76可使用標準的光石板¥刷 -1 7 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS > A4规格（210X297公釐） -----------裝— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁〕 訂 經濟部中央棣隼局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（16) ’， — ' 方法上圖樣，且作為下層中間層78的蝕刻軍。在中間層78 為電漿蝕刻機構使用Ch氣體，或其他類似氣體上圖樣 (pattern)後，中間層78作為下層之内層8〇之罩。外部層 76可與内部層80同時進行部份或完蝕刻。内部罩層8〇之側 壁最好應用低壓乾式蝕刻程序完成（<1〇mT〇rr)。 所產生的垂直側壁二層罩74如今作為各個未上罩區⑽ 之六始部份的離子研磨期間的離子研磨罩。基本上，在層 80蝕刻之後，所留下的層76及78之任何部份將在未上罩區 68離子研磨期間蚀刻掉，即為未上罩區68之起始部位所佔 據的深度，使用離子研磨程序將内部層8〇之實質部份蝕刻 掉。因此’乾式蚀刻程序74尤其是内部層80的厚度足以使 輻射蚀刻罩結構44在89程序中不會被破壞。乾式蚀刻程序 74 及其形成見於 U.S. Patent Application Serial No. 08/222，146 (案件编號，n〇.TI19182)，標題為” Multiple .level Mask for Patterning of Ceramic Materials” ，申請日期 1994年10月4日，受讓人，德州1達拉斯，德儀公司。 雖然已詳加説明本發期的優點，但須了解可對上述實施 例加以改t，替換及更替4而不偏離本發明之申請專利炎 — 圍的精神和觀點。 ----------^------ΐτ------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局負工消費合作杜印製 -18-本紙張尺度適用中國國家榡牟（CNS ) Μ規格（210Χ297公釐）

Claims (1)

1. 293151 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種從一基體形成熱敏元件陣列的方法，該基體含 有一紅外線吸收劑及共同電極組件部份連接至該基體，該 方法包含下列步驟： 在該基體之一側，形成第一層導電接觸層，以至少部 份形成上罩及未上罩區； 在該第一層接觸層上，形成第二導電接觸層； 應用一輻射蝕刻罩層包封該第二層接觸層的曝露部 位； 應用一乾式蝕刻罩層包封第一層接觸層及該輻射蝕刻 罩層的曝露部位； 乾式蝕刻通過該各個未上罩區之起始部位； 將各個未上罩區的遣留部位曝露在一蝕刻劑中； 應用電磁能量，再次輻射該未上罩區之遺留部位，以 實質上增加該遣留部位及該蝕刻劑間的反應度；且 其中於再輻射期間，該蚀刻劑蝕刻該遺留部位的速度 大致上快於該第一層接觸層及該輻射蝕刻罩層。 2. 如中請專利範圍第1項之方法，更包含步驟如下： 在該第二層接觸層上形成一衝擊附著層；及 應用該輻射蝕刻罩層i包封該衝擊層之曝露部位。 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該蝕刻劑包含氣 溶液。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該再輻射的步驟 包含應用紫外光再輻射該未上罩區。 5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該再輻射的步驟 -1 9 一 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------^------1T------# (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經 部 中 央 梯 準 局 貝 工 消 費 合 作 社 印 製 A8 B8 C8 D8 「、申請專利範圍 期間，該蝕刻劑蝕刻未上罩區之遺留部份，以一大致上較 快的速度至該紅外線吸收劑及共同電極組件。 6. 如申請專利範圍第丨項之方法，其中在該光覆層及與 該未上罩區對齊之該基體間置一蝕刻停止部；且 其中於再輻射步驟期間，該蝕刻劑蝕刻該未上軍區之 遣留部份，其速率大致上快於該蝕刻停止部。 7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該蝕刻停止部形 成一開口，此開口曝露該紅外線吸收劑及共同電極組件部 位，該方法更包含蚀刻該紅外線吸收劑及共同電極組件之 曝露部位，以在其中形成開孔。 8. 如申請專利範固第1項之方法，其中該蝕刻劑包含1〇 %2HC1水溶液。 9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一層及第二 層導電接觸層的材料可從下群中選擇：鎳，鎳鉻合金， 鉑，鈦，鎢，鈦，鈀，鎢，铑之氧化物。 10. 如申請專利範圍第丨項之方法，其中該電磁能量之 波長小於400nm 〇 如申請專利範圍第！項之方法，其中該蚀刻劑之材 料從下群中選擇：NH4CL，NaCL , fh，HBr，m， NH4Br，CaF2 , KBr及Nal 12.如申請專利範圍第】項之方法，其中應用乾式蚀刻 罩層包封的步驟包含： 在該離予研磨罩層上形成乾式蝕刻選擇罩層，該乾式 本紙張尺度適用 請 先 聞 面 之 注 事 項 再 i —S 裝 訂 線 -20- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 Βδ C8 D8 六、申請專利範圍 蝕刻選擇罩層所包含的材料不同於乾式蝕刻罩層； 在該乾式蚀刻選擇層上形成光阻層，該光阻層所包含 的材料不同於該乾式蝕刻選擇軍層； 在該光阻層上應用光石版印刷技術形成一預定圖樣： 在該乾式蝕刻選擇罩層上，使用光阻層作為第一蝕刻 罩而形成該預定圓樣； 在該乾式蚀刻罩層上使用乾式蝕刻選擇罩層作為第二 蝕刻罩，而形成該預定圖樣，該乾式蝕刻罩層包含大致上 為垂直之壁；且 其中該乾式蝕刻步驟包含使用該乾式蚀刻罩層作為第 三蚀刻罩，以乾式蚀刻該未上罩區，使得該乾式蚀刻罩層 之大致上為垂直的壁允許在該未上罩區之周園形成大致上 為垂直之壁。 13.—種從熱電基體上形成熱敏元件陣列之方法，該基 體含連接於其上的紅外線吸收劑及共同電極组件，包含： 在該基體上形成第一層接觸層，以形成上罩及未上罩 區； 在該第一層接觸層上形成第二層接觸層； 應用一輻射蝕刻罩層包封該第一層接觸層，及第二層 接觸層之曝露部位； 應用一乾式蝕刻罩層包封該輻射蚀刻罩層的曝露部 位； 乾式蚀刻過每一未上罩區之起始部位； 將該各個未上罩區的遣留部位曝露於蝕刻劑中； -21 - 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS〉A4规格（210X297公釐） I I I I I I I I I 裝— I I I 訂— — I I I I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 203151 Bd D8 六、申請專利範圍 應用電磁能量再輻射基體，以大致上增加該未上罩區 之遣留部位及該蝕刻劑間的反應度；且 其中於再輻射步驟期間，該蝕刻劑蝕刻該遣留部位， 其速率大致上快於該輻射蝕刻罩層。 14. 如申請專利範園第13項之方法，更包含步驟如下： 在該第二層接觸層上形成一衝擊附著層；及 應用該輻射蝕刻罩層包封該衝擊附著層的曝露部位。 15. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該蝕刻劑包含 一氣溶液。 16. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該再輻射步驟 應用紫外光再輻射該未上罩區之遺留部位。 17. 如申請專利範圍第13項之方法，更包含步驟如下： 在該紅外線吸收劑及共同電極组件間形成一蝕刻停止 部，且一般該基體對齊該未上罩區；且 其中於再輻射步騾期間，該蝕刻劑蝕刻該未上罩區的 遺留部位，使其以大致上較快的速度至該蝕刻停止部。 18. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該紅外線吸收 劑及共同電極組件包含一與該基體相鄰的共同電極，其中 該蝕刻停止部形成一開口，其曝露該電極部位，該方法更 包含蝕刻過該電極之曝露部位的步騾，以在其中形成開 孔0 19. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該基體從該鋇 鳃鈦化物中形成。 20. 如申請專利範圍第13項之方法，其中應用乾式蝕 -ά ά- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） { < — I — I I I I I I I I I I I 訂 n I I I I 線 (請先閱讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 223151 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 刻罩層包封的步驟包含： 在該離子研磨罩層上形成乾式蝕刻選擇罩層，該乾式 蝕刻選擇罩層所包含的材料不同於乾式蝕刻罩層； 在該乾式蝕刻選擇層上形成光阻層，該光阻層所包含 的材料不同於該乾式蝕刻選擇罩層； 在該光阻層上應用光石版印刷技術形成一預定圖樣； 在該乾式蝕刻選擇罩層上，使用光阻層作為第一蝕刻 罩而形成該預定圖樣； 在該乾式蚀刻罩層上使用乾式蝕刻選擇罩層作為第二 蚀刻罩，而形成該預定圖樣，該乾式蚀刻罩層包含大致上 為垂直之壁；且 其中該乾式蝕刻步驟包含使用該離子研磨罩層作為第 三蚀刻罩，以離子研磨該未上罩區的起始部位，使得該離 子研磨罩層之大致上為垂直的壁允許在該未上罩區之周圍 形成大致上為垂直之壁。 21.—種半導體結構包含： 一含紅外線吸收體及共同電極組件連接至其一側的熱 電基體； 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 置於該基體之另一侧的第一層導體接觸層，以形成上 罩及未上罩區； 一第二導電接觸層，置於該第一層接觸層上； 一輻射蝕刻罩層，其包含該第二接觸層的曝露部位； 一乾蝕刻罩層，其包封該第一層接觸層之曝露部位及 該輻射蝕刻軍結構； —2 3 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央梯準局貝工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 其中在各個未上罩區之起始部位乾式蝕刻期間，該乾 式蝕刻罩層保護該輻射罩層；且 其中在該各個未上罩區之遺留部位再輻射期間，-蝕 刻劑蝕刻該遺留部位，其速度上大致上快於該第一層接觸 層及該輻射蝕刻罩層。 22. 如申請專利範圍第21項之半導體結構，更包含： 一置於該第二層接觸層上的衝擊附著層；且 其中該輻射蝕刻罩層包封該衝擊附著層之曝露部位。 23. 如申請專利範圍第21項之結構，更包含： 介於該紅外線吸收劑及共同電極組件間的一蚀刻止 部，且一般該基體與該未上罩區對齊；及 在該蝕刻止部上形成的開口，以曝露該紅外線吸收劑 及共同電極組件部位，以允許其内形成開孔。 24. 如申請專利範圍第21項之結構，其該乾式蝕刻罩層 包含： 一離子研磨罩層，其包封該輻射蝕刻罩層，且其内形 成一預定圖樣，該預定圖樣可允許在該未上罩區乾式蝕刻 期間，在該未上罩區的周圍形成大致上垂直之壁； 一置於於其上的乾式蝕刻選擇罩層，且包含不同於該 離子研磨軍層之材料，且在其内形成該預定圖樣；及 一置於其上的光阻層，且包含不同於該乾式蝕刻選擇 罩層之材料，且在其内形成該預定圖樣，作為第二罩層的 該光阻層可允許在該乾式蝕刻選擇罩層中蝕刻該預定圖 樣0 〆- 一 24 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ---------^------、訂------.^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2^3151 - C8 D8 六、申請專利範圍 25. 如申請專利範圍第21項之半導體結構，其中該輻射 蝕刻軍層包含摻雜有選擇遷移金屬的織成二氧化矽。 26. 如申請專利範圍第21項之半導體結構，其中該乾式 蝕刻罩層及該輻射蚀刻罩層的材料從下群中選擇：Si02， S13N4 f AI2O3 * B2〇3-2LTa2〇5 0 27·如申請專利範圍第21項之半導體結構，其中該輻射 蚀刻罩層包含織成（spun-on )二氧化矽，其材料從下群中 選擇：鐵，鈀，鎂。 < ί I II I I I I I I I I I 訂 I I I I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装 -25 -本紙張尺度逋用中國國家標隼（CNS〉Α4規格（210X297公釐）