TW514985B - Method for making a thin film structure - Google Patents
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Description
514985 A7 " 1 B7 五、發明說明（1 ) " [技術領域】 本發明係有關一種具備基板及形成於該基板上所形成 之犧牲膜上，藉由去除犧牲膜，與基板保持預定間隔而配 置的薄膜體之溥膜構造體之製造方法。 [習知之技術] 在使用本發明之此種薄膜構造體中，藉由基板與犧牲 膜之熱收縮特性的不同，例如會有以下之情形發生：於犧 牲膜成膜後進行回火處理，使基板與犧牲膜之間產生應力 差，藉由該應力差使基板或犧牲膜，或基板及犧牲臈兩方 產生龜裂。 與此相關之以往之薄膜構造體的製造方法，係於基板 上形成作為犧牲膜之TEOS(tetraethylorthosilicate)氧化 膜，接著於TEOS氧化膜上形成薄膜體後，將TE〇s氧化 膜去除。 了疋’如以隹所示’在由TEOS氧化膜形成犧牲膜的 情況下’於熱收縮時，會有犧牲膜與基板之間所產生之應 力差較大的問題。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 [發明之開示] 本發明之目的在於提供一種薄膜構造體之製造方法， 可解決上述之問題點，同時於熱收縮時，可減少犧牲膜與 基板間所產生之應力差。 關於本發明之薄膜構造體之製造方法的第一樣態，在 具備：基板（1);及形成於前述基板上所形成之犧牲膜（51) 上’籍由去除前述犧牲膜，與前述基板保持預定間隔而配
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 514985 A7 ----- -B7________ 五、發明說明（2 ) 置之薄膜體（21、23、25)的薄膜構造體之製造方法中，藉 由混入有濃度值高於3mol%的鱗的石夕氧化膜來形成前述犧 牲膜。 依此樣態，藉由混入有濃度值高於3mol0/〇的鱗的矽酸 化膜來形成犧牲膜，可抑制梦氧化膜中填的冷凝，並於熱 收縮時減少犧牲臈與基板間所產生的應力差，而防止龜裂 產生。 關於本發明之薄膜構造體之製造方法的第二樣態，其 中，前述磷之前述濃度值係設定為高於3mol%，低於4mol% 之值。 依此樣態，因為將磷之濃度值設定為高於3mol%，低 於4mol%之值，所以可抑制矽氧化膜中磷的冷凝，且在熱 收縮時減少犧牲膜與基板間所產生的應力差。 關於本發明之薄膜構造體之製造方法的第三樣態，其 中，前述犧牲膜係由PSG膜所形成。 依此樣態，因犧牲膜係由蝕刻速率高之PSG膜所形 成，所以藉由蝕刻處理可容易地將犧牲膜去除。 關於本發明之薄膜構造體之製造方法的第四樣態，其 中，前述犧牲膜是以BPSG膜所成。 依本樣態，由於犧牲膜係由蝕刻速率高之BPSg膜所 形成，所以藉由蝕刻處理可容易地將犧牲膜去除。 此外，藉由混入BPSG膜中之硼的影響，可使犧牲膜 之回流性提升。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝
•ΗΜ MB I 一51、e MB* I 關於本發明之薄膜構造體之製造方法的第五樣態，其
312840 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 514985 A7 --------B7_^_ 五、發明說明（3 ) _ ’前述基板構成在加速度感測器所具備之感測基板’前 述薄膜體構成前述加速度感測器所具備之具有可檢出加速 度之功能之感測部（3)的至少一部分。 依本樣態，可防止在加速度感測器之感測部的製程申 產生龜裂。 本發明之目的、特徵、樣態及優點，藉由以下之詳細 說明及附圖，可清楚明瞭。 [圖面之簡單說明] 第1圖為說明使用本發明實施形態1之薄臈構造體之 製造方法的半導體加速度感測器的要部構成俯視圖。 第2圖為說明第1圖之A-A剖面的剖視圖。 第3圖及第4圖為說明第2圖所示構造的製程圖。 [元件符號說明] 1 基板 3 感測部 21 質量體 21a 可動電極部 23、 23a固定電極 23b 、25a 支持部 25 梁 25b 結合部 25c 彈簧部 31 基板本體 33 矽氧化膜 41、 43、 45配線 41a 露出部 41b 、43a 、45a接觸部 47 氮化膜 47a 開窗部 47b 、47c孔部 51 犧牲膜 51a 錨定孔部 53 薄膜層 [發明之最佳實施形態] 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) ~ 裝·丨丨丨丨 ---訂---- 514985
五、發明說明（4 ) 1.實施形態1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如第1圖以及第2圖所示，使用關於本發明實施形態 1之薄膜構造體之製造方法的半導體加速度感測器，係具 備：感測基板，即基板1 ;及形成於該基板1上，具有可 檢出加速度之機能的感測部3。 如第1圖所示，感測部3具備有：作為可動電極而作 用的質量體21，複數固定電極23，及複數梁25。質量體 21、固定電極23以及梁25，係相當於本發明之薄膜體， 且由導電材料，例如於多晶矽中摻入雜質，例如摻雜磷之 經摻雜之多晶石夕（doped p〇lySiiicon;^形成。 質量體2 1係配置成與基板1保持預定間隔，且具有沿 著垂直於須檢出加速度之方向B的方向C延伸之複數可動 電極部21a。梁25與質量體21係一體形成，其具有懸架 質量體21之作用’使質量體21在基板1上具有回復力而 可朝方向Β移動。各個梁25具備有：突出於基板j上之 支持部25a ’與該支持部25a相結合之結合部25b，及設置 於該結合部25b與質量體21在方向B上之邊緣之間的彈 簧部25c。藉由彈簧部25c之彈性彎曲變形，使沿著結合 部25b與質量體21間之方向b的距離擴大或縮小。 各固定電極23,於方向b上相互保持預定間隔，並沿 著方向C設置。另外，固定電極23具備有：從基板1保 持預定間隔而配置之作為浮遊部的固定電極部23a及支持 該固定電極部23a之支持部23b。 如此之各固定電極23的固定電極部23a與質量體21 本紙張尺度i中_家標準（CNS)A4規格⑵G x 297公餐） 312840 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 一 ^裝----- ---訂---- A7 五、發明說明（5 ) 2:!:極部21a’係在方向B上保持間隔交互地配置， 構成電谷器。然後，以可動電極部21a之移動 電容器容量變化為基準，檢出加速度。 產生的 如第1圖以及第2圖所示，基板i具備有：例 等半導體材f所形成的基板主體31，形成於基板主髅31 上之作為第一絕緣膜的梦氧化_33，選擇性的形成於珍氧 化膜33上的複數配線41、43、45，及選擇性地覆蓋配線 41、43、45表面和魏化膜表面之作為第二絕緣獏化 膜47 〇 配線41具備有：在與基板1上之質量體21相對之相 對領域中，以露出於基板j上之狀態而配置之露出部4u; 配置於支持部25a之下方，與支持部25a作電連接之接觸 邻41b。配線43、45，係用於讀取來自固定電極之信號 者，藉由接觸部43a以及45a而與各固定電極23相連接。 與此相對應，在氮化膜47上設有開窗部47a以及孔部 47b、47c。籍由開窗部47a使配線41之露岀部4U露出於 基板1上’且使接觸部41a與支持部25a作電連接。藉由 孔部47b、47c，配線43、45之接觸部43a、45a可與固定 電極23作電連接。 對應上述之半導體加速度感測器之構成，本實施形態 以下述之製造方法製造質量體21'梁25以及固定電極23。 首先’如第3圖所示，藉由作為矽氧化膜之pSG臈 (phosphosilicategiass>，在基板1上形成犧牲臈51。於本 實施形態中，藉由將該PSG膜令之磷濃度設定為高於 私紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱)~' 5-312840---- 「裝 f請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) • H 1· n
ϋ n I ϋ^OJ an ϋ I n I ·ϋ ϋ I _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 514985
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3m〇1%，低於4mol%之值，使得熱收縮時能減低犧牲膜 51與基板1之間所產生之應力差。 於此，作為磷濃度之設定範圍基準之3m〇1%以及 4m〇l%的值，係依照試驗之結果而設定。以3m〇i%為下限， 是因為磷濃度比其低時，無法獲得有效地降低應力差之效 果。此外’以4mol%為上限，是因為磷濃度比其高時，磷 於PSG膜中會分凝，進行蝕刻處理時，不能完全去除犧牲 膜51中磷之分凝部，以致產生殘留。 接著，選擇性地去除應形成支持部25a、23b之犧牲膜 51的部分而形成錨定孔部51a，且在殘留之犧牲膜51上以 及藉由錨定孔部51a而露出之基板丨上，利用導電材料， 例如經摻雜之多晶矽，形成薄膜層53。藉此可獲得第4圖 所示構造。接著，選擇性地去除薄膜層53雨圖案化，並藉 由薄臈層53之殘留部分形成質量體21、梁25以及固定電 極23。此時，嵌入該殘留部分中之錨定孔部51a内的部份 即成為支持部25a、23b，而位於犧牲膜51上的部分則成 為質量體21、彈簧部25c、結合部25b以及固定電極部 23a。然後，藉由蝕刻處理去除犧牲膜5 1，即可得到第i 圖以及第2圖所示構造。 如上所述，根據本實施形態，藉由混入有高於3m〇1%， 低於4mol%之濃度值的磷的PSG膜形成犧牲膜51，可抑 制PSG膜中磷的分凝，並在熱收縮時減低犧牲膜51與基 板1之間產生的應力差，進而於半導體加速度感測器之感 測部3的製程中，防止龜裂產生。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·· Μ-------- —訂----- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 6 312840 514985 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（7 ) 此外，由於犧牲膜51係由蝕刻速率高之PSG膜所形 成，故藉由蝕刻處理可容易地除去犧牲膜。 2.實施形態2 關於本實施形態之薄膜構造體之製造方法也適用於前 述第1圖以及第2圖所示半導體加速度感測器。此外，本 實施形態之製造方法與前述實施形態1之製造方法，其實 質上之差異點在於犧牲膜5 1之製法的不同。因此，只就本 實施形態之製造方法與實施形態1之製造方法於實質上之 差異點加以說明。 本實施形態之製造方法中，犧牲膜51係由磷濃度設定 於預定範圍内之矽氡化膜，BPSG(borophosphosilicateglass) 膜形成。於本實施形態中，BPSG膜中之磷濃度值也是設定 為高於3mol%，低於4mol%之值。而BPSG膜_硼濃度值 則設定為一般之值，例如2.2mol%。 因此，於本實施形態中，也可抑制用以形成犧牲膜51 之BPSG膜中磷的分凝，並於熱收縮時減低犧牲膜51與基 板1之間產生的應力差，進而防止在半導體加速度感測器 之感測部3的製程中產生龜裂。 此外，由於犧牲膜51係由姓刻速率高之BPSG膜所形 成，所以藉由蝕刻處理可容易地去除犧牲膜。 再者，藉由混入BPSG膜中硼之影響，可使犧牲膜51 之回流性提升。 本發明雖已詳細說明如上，但是上述之說明僅是所有 樣態中的一種例示，所以本發明並不限於上述所說明之例 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚) -- 度, 7 312840 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝·丨丨— ----訂---- 514985 A7 _B7_____ 五、發明說明（S ) 示。而未例示之無數變形，在不脫離本發明之範圍下即可 推知。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝----- ---訂----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）
S 312840
Claims (1)
- 9U mi: 1 e於正/f正/補λ. Η3 第90118402號專利申請案 申請專利範圍修正本 (91年1〇月30日） 1 · 一種薄膜構造體之製造方法，包括： "在基板上利用混入有濃度值高於3瓜〇1%的構的矽 氧化膜形成犧牲膜之步驟； 選擇性地去除前述犧牲膜之步驟； 在遠擇性的去除後殘留的前述犧牲膜上及前述基 板上形成薄膜層之步驟；以及 去除殘留的前述犧牲膜之步驟。 2·如申請專利範圍第丨項之薄膜構造體之製造方法，其 中，’别述磷之前述濃度值係設定為高於3m〇1%，低於 4mol%之值。 3 ·如申請專利範圍第2項之薄膜構造體之製造方法，其 中，前述之犧牲膜係由PSG膜所形成。 4.如申請專利範圍第2項之薄膜構造體之製造方法，其 中，前述犧牲膜係由BPSG膜所形成。 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 / 〇两如5 ·如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之薄膜構造體 之氣ie方法，其中’前述基板係構成加速度感測為'所具 備之感測基板，前述薄膜層係構成前述加速度感測器所 具備之具有檢出加速度之功能之感測部的至少一部 分0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規袼（210 X 297公釐）
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