TWI395258B

TWI395258B - 微結構以及微機電系統的製造方法

Info

Publication number: TWI395258B
Application number: TW095140056A
Authority: TW
Inventors: Fuminori Tateishi; Konami Izumi; Mayumi Yamaguchi
Original assignee: Semiconductor Energy Lab
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2013-05-01
Also published as: CN1962409B; US20070111365A1; TW200731336A; US7537953B2; CN1962409A

Description

微結構以及微機電系統的製造方法

本發明關於具有可移動區域的微結構的製造方法、以及具有該微結構的微機電系統的製造方法。

近年來，對稱為MEMS(Micro Electro Mechanical System)的微機械系統的研究已取得了進展。MEMS是微機電系統的縮寫，有時其被簡稱為微機械。現在，關於微機械沒有明確的定義，但微機械通常指其中通過利用半導體微處理技術集成了“具有三維結構的可移動微結構”以及“具有半導體元件的電子電路”的微型裝置。微結構具有三維結構且具有可移動部分，而且提供有用於移動的空間。

由於微機械可以通過電子電路控制自身的微結構，所以微機械不是像利用電腦的一般裝置的中央處理控制類型，而是通過利用電子電路處理由感測器獲得的資訊，經由致動器等執行操作。因而，正在考慮是否可以構造進行上述一系列動作的自律分散系統。

關於微機械已提出了許多製造方法。例如，已提出了利用自對準圖案化技術來實現簡化的製造方法(參照專利文件1：日本專利申請公開7－163158號)。

另外，也提出了具有靜電微馬達的光掃描器的製造方法(參照專利文件2：日本專利第3086003號)。

在構成微機械的微結構中提供有用於移動的空間。如專利文件1和2所描述，通過形成犧牲層來提供用於移動的空間。

根據微結構的結構和動作，確定要形成的空間形狀，即空間的體積。而且，準備對應於該形狀的光罩，通過一系列步驟來製造微結構。這樣，為了形成空間而設置的每個犧牲層使用專用光罩。然而，由於光罩價格昂貴，所以希望盡可能地減少光罩的數量。

在微結構中，用於移動的空間的形狀和尺寸確定其機械特性。換言之，通過改變空間的形狀和尺寸，就可以使要獲取的機械特性變化。然而，為了改變空間的形狀和尺寸，需要改變犧牲層的光罩。

由此，本發明的目的是通過對每個犧牲層使用相同的光罩來製造具有形狀和尺寸等不同的多個空間的微結構。

鑒於上述問題，本發明涉及微結構或微機電系統的製造方法，且本發明的精神在於經由包含藉由使微影術所形成的光阻掩罩的外部尺寸變化之製程以形成結構層或空間，以致於使用相同的光罩以形成多個不同的光阻掩罩。

這種光阻掩罩能够在處理犧牲層時被用作掩罩。例如，可以使用光罩A來形成用於處理第一犧牲層的掩罩，而使用相同的光罩A來形成用於處理第二犧牲層的掩罩。

下面將說明本發明的具體結構。

本發明的一態樣之微結構製造方法，包括以下步驟：在絕緣基底上形成第一層；使用光罩在所述第一層上形成第一光阻掩罩；使用所述第一光阻掩罩處理所述第一層以形成第一犧牲層；在所述第一犧牲層上形成第二層；使用所述光罩在所述第二層上形成第二光阻掩罩；執行改變所述第二光阻掩罩的外部尺寸的處理；及使用該第二光阻掩罩處理所述第二層以形成第二犧牲層。

本發明的另一態樣是微結構製造方法，包括以下步驟：在絕緣基底上形成第一層；使用光罩在所述第一層上形成第一光阻掩罩；執行改變所述第一光阻掩罩的外部尺寸的處理；使用該第一光阻掩罩處理所述第一層以形成第一犧牲層；在所述第一犧牲層上形成第二層；使用所述光罩在所述第二層上形成第二光阻掩罩；使用所述第二光阻掩罩處理所述第二層以形成第二犧牲層。

本發明的另一態樣是微結構製造方法，包括以下步驟：在絕緣基底上形成第一層；使用光罩在所述第一層上形成第一光阻掩罩；使用所述第一光阻掩罩處理所述第一層以形成第一犧牲層；在所述第一犧牲層上形成第二層；使用所述光罩在所述第二層上形成第二光阻掩罩；執行減小所述第二光阻掩罩的外部尺寸的處理；及使用該第二光阻掩罩處理所述第二層以形成第二犧牲層。

本發明的另一態樣是微結構製造方法，包括以下步驟：在絕緣基底上形成第一層；使用光罩在所述第一層上形成第一光阻掩罩；執行減小所述第一光阻掩罩的外部尺寸的處理；使用該第一光阻掩罩處理所述第一層以形成第一犧牲層；在所述第一犧牲層上形成第二層；使用所述光罩在所述第二層上形成第二光阻掩罩；使用所述第二光阻掩罩處理所述第二層以形成第二犧牲層。

本發明的另一態樣是微結構製造方法，包括以下步驟：在絕緣基底上形成第一層；使用光罩在所述第一層上形成第一光阻掩罩；使用所述第一光阻掩罩處理所述第一層以形成第一犧牲層；在所述第一犧牲層上形成第二層；使用所述光罩在所述第二層上形成第二光阻掩罩；執行增加所述第二光阻掩罩的外部尺寸的處理；及使用該第二光阻掩罩處理所述第二層以形成第二犧牲層。

本發明的另一態樣是微結構製造方法，包括以下步驟：在絕緣基底上形成第一層；使用光罩在所述第一層上形成第一光阻掩罩；執行增加所述第一光阻掩罩的外部尺寸的處理；使用該第一光阻掩罩處理所述第一層以形成第一犧牲層；在所述第一犧牲層上形成第二層；使用所述光罩在所述第二層上形成第二光阻掩罩；使用所述第二光阻掩罩處理所述第二層以形成第二犧牲層。

在本發明中，藉由形成絕緣層以覆蓋所述第二犧牲層、在所述絕緣層中形成開口部分、及從所述開口部分引入蝕刻劑，可以同時地移除所述第一犧牲層及第二犧牲層。

本發明的另一態樣是微結構製造方法，包括以下步驟：在絕緣基底上形成第一層；使用光罩在所述第一層上形成第一光阻掩罩；使用所述第一光阻掩罩處理所述第一層以形成第一犧牲層；在所述第一犧牲層上形成結構層；在所述結構層上形成第二層；使用所述光罩在所述第二層上形成第二光阻掩罩；執行改變所述第二光阻掩罩的外部尺寸的處理；使用該第二光阻掩罩處理所述第二層以形成第二犧牲層。

本發明的另一態樣是微結構的製造方法，包括以下步驟：在絕緣基底上形成第一層；使用光罩在所述第一層上形成第一光阻掩罩；執行改變所述第一光阻掩罩的外部尺寸的處理；使用該第一光阻掩罩處理所述第一層以形成第一犧牲層；在所述第一犧牲層上形成結構層；在所述結構層上形成第二層；使用所述光罩在所述第二層上形成第二光阻掩罩；及使用所述第二光阻掩罩處理所述第二層以形成第二犧牲層。

本發明的另一態樣是微結構製造方法，包括以下步驟：在絕緣基底上形成第一層；使用光罩在所述第一層上形成第一光阻掩罩；使用所述第一光阻掩罩處理所述第一層以形成第一犧牲層；在所述第一犧牲層上形成結構層；在所述結構層上形成第二層；使用所述光罩在所述第二層上形成第二光阻掩罩；執行減小所述第二光阻掩罩的外部尺寸的處理；使用該第二光阻掩罩處理所述第二層以形成第二犧牲層。

本發明的另一態樣是微結構製造方法，包括以下步驟：在絕緣基底上形成第一層；使用光罩在所述第一層上形成第一光阻掩罩；執行減小所述第一光阻掩罩的外部尺寸的處理；使用該第一光阻掩罩處理所述第一層以形成第一犧牲層；在所述第一犧牲層上形成結構層；在所述結構層上形成第二層；使用所述光罩在所述第二層上形成第二光阻掩罩；使用所述第二光阻掩罩處理所述第二層以形成第二犧牲層。

本發明的另一態樣是微結構製造方法，包括以下步驟：在絕緣基底上形成第一層；使用光罩在所述第一層上形成第一光阻掩罩；使用所述第一光阻掩罩處理所述第一層以形成第一犧牲層；在所述第一犧牲層上形成結構層；在所述結構層上形成第二層；使用所述光罩在所述第二層上形成第二光阻掩罩；執行增加所述第二光阻掩罩的外部尺寸的處理：使用該第二光阻掩罩處理所述第二層以形成第二犧牲層。

本發明的另一態樣是微結構製造方法，包括以下步驟：在絕緣基底上形成第一層；使用光罩在所述第一層上形成第一光阻掩罩；執行增加所述第一光阻掩罩的外部尺寸的處理；使用該第一光阻掩罩處理所述第一層以形成第一犧牲層；在所述第一犧牲層上形成結構層；在所述結構層上形成第二層；使用所述光罩在所述第二層上形成第二光阻掩罩；使用所述第二光阻掩罩處理所述第二層以形成第二犧牲層。

在本發明中，藉由形成絕緣層以覆蓋所述第二犧牲層、在所述結構層以及所述絕緣層中形成開口部分、以及從所述開口部分引入蝕刻劑，可以同時地去除所述第一犧牲層及第二犧牲層。

在本發明中，與所述絕緣層的開口部分形成的同時，可以在所述絕緣層中形成用於形成電連接到所述結構層的佈線的另一開口。

在本發明中，所述結構層被形成為包含相對於所述第一犧牲層以及所述第二犧牲層具有蝕刻選擇性的鈦、鋁、鉬、鎢、鉭和矽中之一或更多。

在本發明中，可以將氧電漿使用於減小所述第一或第二光阻掩罩的外部尺寸的處理。

在本發明中，可以通過調節在所述第一或第二光阻掩罩的光蝕刻步驟中的曝光量來增加所述第一或第二光阻掩罩的外部尺寸。

在本發明中，可以使用正型光阻掩罩作為所述第一或第二光阻掩罩，並通過減少所述光蝕刻步驟的曝光量或者縮短曝光時間來增加所述第一或第二光阻掩罩的外部尺寸。

在本發明中，可以使用負型光阻掩罩作為所述第一或第二光阻掩罩，並通過增加所述光蝕刻步驟的曝光量或者將曝光時間延長來擴大所述第一或第二光阻掩罩的外部尺寸。

在本發明中，所述第一犧牲層或第二犧牲層被形成為包括鈦、鋁、鉬、鎢、鉭和矽中之一或更多。

可以將根據本發明所揭示的方法而製造的微結構附著至絕緣基底上的電晶體，以使它們彼此電連接。

注意，在本說明書中，選擇比是指蝕刻選擇性。“要具有蝕刻選擇性”是指例如在蝕刻具有A層和B層的疊層結構體的情况下，A層的蝕刻速率和B層的蝕刻速率之間有足够程度的差異。此外，蝕刻速率是指每單位時間的被蝕刻的層量。

這樣，本發明使用同一光罩來形成各個犧牲層，因而可以減少光罩的數量。結果，可以抑制成本。

此外，本發明可以通過處理光阻掩罩來改變犧牲層的形狀和尺寸。因此，能够改變微結構可移動的空間的形狀和尺寸。這樣，本發明較佳地應用於通過層疊犧牲層來形成具有多個空間的微結構的製程。由於層疊空間，可以將具有不同特性的微結構層疊並形成在同一基底上。結果，可以減小微機電裝置的大小，並提高其功能。

此外，本發明可以通過處理光阻掩罩來將犧牲層形成為錐形形狀。結果，可以提高在犧牲層上的層的覆蓋率。

而且，通過處理光阻掩罩，本發明可以以超過在光蝕刻製程中使用的裝置的能力使光阻掩罩微型化。結果，可以製造微小的微結構。

以下參考附圖，藉由實施例模式，完整地說明本發明，然而，習於此技藝者顯然可知不同的改變及修改。因此，除非這些改變及修改悖離本發明的範圍，不則，它們應被解譯為包含在本發明的範圍中。在下述說明中，在說明實施例模式的不同附圖中，相同的部分以及具有同樣功能的部分以相同的代號表示，並省略重復說明。

〔實施例模式1〕

在本實施例模式中，將用附圖說明對於犧牲層使用相同光罩來製造微結構的方法。在所有圖式中，上方的圖示出了俯視圖，而下方的圖顯示沿著其O－P或Q－R的截面圖。

如圖1A所示，準備具有絕緣表面的基底(以下稱作絕緣基底100)。作為絕緣基底，可以使用玻璃基底、石英基底、塑膠基底等。例如，如果使用塑膠基底，可以提供高柔軟性的輕型微結構以及包括該微結構的微機電系統。另外，當使用藉由拋光等而薄化的玻璃基底時，可以提供薄微結構以及包括該微結構的微機電系統。再者，作為絕緣基底，可以使用在金屬等的導電基底或矽片等的半導體基底上形成具有絕緣性的層而成的基底。

在絕緣基底100上形成第一層101A(參照圖1A)。第一層101A是要被處理而成為第一犧牲層101B的層，而且可以藉由濺射或CVD，使用鈦(Ti)、鋁(Al)、鉬(Mo)、鎢(W)、鉭(Ta)等金屬、上述金屬的氧化物或氮化物、具有矽或鍺等的半導體材料、該半導體材料的氧化物或氮化物、或磷玻璃(PSG)，藉由濺射或CVD，以形成第一層101A。

第一層101A的厚度考慮到多種因素來確定，例如第一犧牲層101B的材料、微結構的結構和操作方法、以及犧牲層的蝕刻方法等。例如，如果第一犧牲層101B太薄，則用於去除其的液體藥品或氣體藥品(蝕刻劑)難以擴散，或發生蝕刻後結構層變彎曲等的現象。另外，如果第一犧牲層101B太厚，則當去除第一犧牲層101B後的空間距離變大，其結果，在通過靜電力操作微結構的情况下不能驅動微結構。因此，當在犧牲層的下方提供導電層，而在該導電層和結構層之間的空間中通過靜電力驅動微結構的情况下(例如，參照圖27和圖28)，第一層101A具有0.5到3μm的厚度，較佳地為1到2.5μm。當將內應力大的材料用作犧牲層時，幾μm左右的厚犧牲層不能一次形成。在此情况下，第一犧牲層101B可以藉由重複犧牲層的形成和圖型化而形成。

接下來，在第一層101A上藉由旋塗法等的塗敷法塗敷光阻掩罩材料(光阻)，並使用用於形成犧牲層的光罩(以下稱作光罩A)，藉由光蝕刻法形成光阻掩罩102(參照圖1A)。

接下來，使用光阻掩罩102作為掩罩，通過乾蝕刻法處理第一層101A來形成第一犧牲層101B(參照圖1B)。接著，去除光阻掩罩102，在第一犧牲層101B上形成構成用於形成結構層的薄膜。此外，使用光蝕刻法在用於形成結構層的薄膜上形成另一光阻掩罩，並通過乾蝕刻法形成結構層103(參照圖1B)。

在使用蝕刻複數個犧牲層的蝕刻劑下，相對於第一犧牲層101B具有蝕刻選擇性的材料可以用來形成結構層103。舉例而言，可以由鈦(Ti)、鋁(Al)、鉬(Mo)、鎢(W)、或鉭(Ta)等金屬、上述金屬的氧化物或氮化物、具有矽或鍺等的半導體材料、該半導體材料的氧化物或氮化物等，形成結構層103。

結構層103的厚度考慮到多種因素來確定，例如第一犧牲層101B的厚度、結構層103的材料、微結構的結構以及犧牲層的蝕刻方法。另外，如果結構層103形成得厚，就會產生導致翹曲或彎曲的內應力的不均勻。另一方面，如果結構層103薄，結構層103會面臨因為用於蝕刻犧牲層的液體溶液的表面張力而彎曲的危險等。考慮到這些因素，可以確定結構層103的厚度。結構層103也可以為疊層結構以使獲取所需要的厚度。

此外，當使用內應力不均勻的物質作為結構層103的材料時，由於在去除犧牲層之後導致翹曲，所以該物質被認為不適當。但是，也可以通過利用上述結構層的翹曲來形成微結構。具體來說，可以利用翹曲將微結構用作開關元件。

接下來，在結構層103上形成第二層104A(參照圖2A)。第二層104A是要被處理而成為第二犧牲層104B的層。使用諸如鎢等金屬或金屬化合物、矽或諸如氮化矽等類似者，以濺射法或CVD法等，形成第二層104A。

第二層104A的厚度考慮到多種因素來確定，例如第二犧牲層104B的材料、微結構的結構和操作方法、以及犧牲層的蝕刻方法等。這是與第一層101A同樣。

接下來，在第二層104A上通過塗敷法如旋塗法等塗敷光阻掩罩材料(光阻)，並再次使用與在形成光阻掩罩102時使用的光罩相同的光罩A，通過光蝕刻法形成光阻掩罩105(參照圖2A)。於是，形成與用於處理第一犧牲層的掩罩具有相同形狀的光阻掩罩。

然後，進行使光阻掩罩105的外部尺寸改變的處理。例如，藉由對光阻掩罩105進行例如氧電漿處理等蝕刻處理，可以縮小光阻掩罩105的尺寸。以此方式，形成具有縮小的尺寸之光阻掩罩106(參照圖2B)。

作為縮小光阻掩罩的外部尺寸的方法，也可以採用利用感應耦合電漿的蝕刻裝置(ICP蝕刻裝置)以代替氧電漿處理。感應耦合電漿蝕刻裝置具有作為電漿產生源的線圈電極和引出電極。線圈電極側產生要被吸至引出電極之高密度電漿。也就是說，可以將離子和自由基吸引到配置在引出電極表面的被處理物體的表面。藉由控制此引出電極的電壓，可以蝕刻光阻掩罩與光阻掩罩下方的層以被處理。在本實施例模式中，可以在蝕刻第二層104A的同時蝕刻光阻掩罩105並因而使其縮小。當使用此ICP蝕刻裝置時，可以同時進行犧牲層的蝕刻和光阻掩罩尺寸的縮小。如此，可以減少製程時間和製程數目。

或者，可以藉由控制在光蝕刻製程中的曝光量來改變光阻掩罩的外部尺寸。例如，在使用正型光阻掩罩的情况下，藉由增加曝光量或延長曝光時間，可以減小顯影後的光阻掩罩的外部尺寸。在使用負型光阻掩罩的情况下，藉由減少曝光量或縮短曝光時間，可以減小顯影後的光阻掩罩的外部尺寸。

接下來，使用光阻掩罩106，藉由蝕刻，來處理第二層104A(參照圖3A)。作為蝕刻方法可以應用乾蝕刻法或濕蝕刻法。

然後，去除光阻掩罩106，形成絕緣層107(參照圖3A)。絕緣層107可以由具有絕緣性的無機材料或有機材料等來形成。關於無機材料，可以使用氧化矽或氮化矽。關於有機材料，可以採用聚醯亞胺、丙烯酸、聚醯胺、聚醯亞胺醯胺、苯並環丁烯、矽氧烷或聚矽氮烷。或者，可以使用用作光阻掩罩的材料。矽氧烷由矽(Si)和氧(O)的鍵構成其骨架結構。至少含有氫的有機基(諸如烷基、芳香碳化氫)用作取代基。關於取代基，也可以採用氟代基。或者，關於取代基，還可以採用至少含有氫的有機基和氟代基。藉由使用具有矽(Si)和氮(N)的鍵的聚合物材料用作起始材料，形成聚矽氮烷。

然後，藉由用光蝕刻法而形成的光阻掩罩蝕刻絕緣層107，以形成露出第一犧牲層101B以及第二犧牲層104B的接觸孔108(也稱為開口部分)。接著，去除光阻掩罩(參照圖3B)。關於蝕刻方法，可應用乾蝕刻法或濕蝕刻法。在本實施例模式中，將說明藉由乾蝕刻法形成接觸孔108的情况。為了蝕刻掉第一犧牲層101B和第二犧牲層104B，形成接觸孔108。從而，確定接觸孔108的直徑以便蝕刻劑通過其流入。因此，接觸孔108的直徑較佳地為大於或等於2μm。

然後，藉由蝕刻製程，去除第一犧牲層101B和第二犧牲層104B(參照圖4A)。關於蝕刻方法，可以應用乾蝕刻法或濕蝕刻法，適用於犠牲層的材料之蝕刻劑流過接觸孔108，藉以蝕刻犧牲層。在藉由蝕刻以移除犧牲層之後，形成了空間，該空間由其底面上的基底以及其側面和頂側上的結構層所圍繞。

例如，在犧牲層由鎢(W)形成時，可以通過在28%的氨水和31%的過氧化氫按1：2的比率混合的溶液中浸泡犧牲層大約20分鐘來蝕刻犧牲層。在犧牲層為二氧化矽的情况下，可以用含49%的氟酸的水溶液和氟化銨按1：7的比例混合的緩衝氟酸來蝕刻犧牲層。在犧牲層由矽形成的情况下，可以使用鹼金屬(例如磷酸、KOH、NaOH或CsOH)、NH₄ OH、聯胺、EPD(乙二胺、鄰苯二酚和水的混合物)、TMAH(四甲基氫氧化銨)、IPA(異丙醇)、NMD₃ 溶液(含0.2%至0.5%的四甲基氫氧化銨的水溶液)等來蝕刻犧牲層。為了防止由於毛細作用導致的微結構的彎曲，在濕蝕刻後乾燥時，通過使用具有低黏性的有機溶劑(例如環己胺)進行沖洗或在低溫和低壓下進行乾燥，或者也可以組合它們。在高壓例如大氣壓條件下，可以通過利用F₂ 或XeF₂ 的乾蝕刻來蝕刻犧牲層。

在此，如果第一犧牲層101B和第二犧牲層104B用不同的材料形成且不能用相同的蝕刻劑蝕刻，則必需用兩個步驟來蝕刻犧牲層。在此情况下，需要不去除結構層103和絕緣層107等，並且仔細地考慮犧牲層和與蝕刻劑相接觸的層之間的選擇性來選擇蝕刻劑。

在去除犧牲層之後，為了防止由於毛細作用導致的微結構的彎曲，可進行電漿處理以給微結構的表面提供疏水特性。作為電漿處理，可以採用氧電漿、氮電漿或氟電漿。

通過利用上述步驟，蝕刻掉第一犧牲層101B和第二犧牲層104B，由此可以製造出結構體109(參照圖4B)。這樣的極小結構體稱作微結構。

在本實施例模式中，藉由處理在第二層104A上的光阻掩罩，可以形成比第一犧牲層101B小的第二犧牲層104B。而且，藉由去除這些犧牲層，可以形成如下微結構：在結構層103上方的空間小於在結構層103下方的空間。

另外，可以在形成第一犧牲層之後且形成結構層之前形成第二犧牲層。藉由處理第一犧牲層的光阻掩罩而使其擴大，或者藉由處理第二犧牲層的光阻掩罩而使其縮小，可以製造在結構層的下方具有兩個大小不同的空間的微結構671，其中該空間的上部比空間的下部小(參照圖30A及30B)。

如上所述，在本實施例模式中，由於使用同一光罩而形成第一犧牲層101B和第二犧牲層104B，因此可以降低成本。另外，藉由處理相同光罩形成的光阻掩罩，可以以超過在光蝕刻製程中使用的裝置的能力使光阻掩罩微型化。結果，可以製造微小的微結構。

這樣空間大小不同的微結構可以用作感測器。

〔實施例模式2〕

在本實施例模式中，將用附圖說明對於犧牲層使用相同光罩來製造微結構的方法，但和實施例模式1的不同之處在於微結構的第一空間小於第二空間。在所有圖式中，上方的圖示出了俯視圖，而下方的圖顯示其沿O－P或Q－R的截面圖。

如圖5A所示，準備絕緣基底200。在絕緣基底200上形成第一層201A(參照圖5A)。第一層201A是要處理成為第一犧牲層201B的層。第一層201A可以使用和上述實施例模式類似的材料，藉由濺射、CVD、或類似者而形成。

接下來，在第一層201A上藉由塗敷法如旋塗法等，塗敷光阻掩罩材料(光阻)，並使用用於形成犧牲層的光罩A通過光蝕刻法形成光阻掩罩202(參照圖5A)。

然後，藉由進行氧電漿處理等的蝕刻處理，縮小光阻掩罩202，以形成光阻掩罩203(參照圖5B)。

與上述實施方式同樣地，關於縮小光阻掩罩的方法，可以採用感應耦合電漿(Inductively Coupled Plasma)蝕刻裝置。此外，與上述實施方式同樣地，可以藉由控制在光蝕刻製程中的曝光量來改變光阻掩罩的外部尺寸。

接下來，使用光阻掩罩203作為掩罩，藉由乾蝕刻法處理第一層201A，形成第一犧牲層201B(參照圖6A)。接著，去除光阻掩罩203，在第一犧牲層201B上形成構成結構層的薄膜。使用光蝕刻法在構成結構層的薄膜上形成光阻掩罩，及藉由乾蝕刻法形成結構層204(參照圖6A)。

結構層204可以使用和上述實施方式類似的材料而藉由濺射法或CVD法等而形成。

接下來，在結構層204上形成第二層205A(參照圖6B)。第二層205A可以和第一層201A同樣地形成。

接下來，在第二層205A上通過塗敷法如旋塗法等塗敷光阻掩罩材料(光阻)，並再次使用與在形成光阻掩罩202時使用的光罩相同的光罩A，藉由光蝕刻法形成光阻掩罩206(參照圖6B)。光阻掩罩206具有比在處理第一層201A時使用的光阻掩罩大的外部尺寸。這樣，藉由利用相同光罩，可以形成具有多個外部尺寸的光阻掩罩。

接下來，將光阻掩罩206用作掩罩，通過乾蝕刻法處理第二層205A而形成第二犧牲層205B，並在去除光阻掩罩206之後，形成絕緣層207(參照圖7A)。和絕緣層107同樣，絕緣層207可以由具有絕緣性的無機材料或有機材料等而形成。

然後，通過用光蝕刻法而形成的光阻掩罩蝕刻絕緣層207，以形成露出第一犧牲層201B以及第二犧牲層205B的接觸孔208。只要確定接觸孔208的直徑以便蝕刻劑通過其流入即可。因此，接觸孔208的直徑較佳地為大於或等於2μm。然後，去除該光阻掩罩(參照圖7B)。

然後，藉由蝕刻製程，去除第一犧牲層201B和第二犧牲層205B(參照圖8A)。關於蝕刻方法可以應用乾蝕刻法或濕蝕刻法。按照犧牲層的材料，適合的蝕刻劑通過接觸孔208蝕刻犧牲層。藉由蝕刻掉犧牲層，形成了第一空間和第二空間，其中第一空間由其底面上的基底、以及其橫側和頂部上的結構層所圍繞，同時，第二空間由其底面上的結構層圍繞以及其橫側和頂部上的絕緣層圍繞。

藉由利用上述步驟，蝕刻掉第一犧牲層201B和第二犧牲層205B。由此可以製造結構209(參照圖8B)。

在本實施例模式中，藉由處理在第一層201A上的光阻掩罩，可以形成比第二犧牲層205B小的第一犧牲層201B。而且，藉由去除這些犧牲層，可以形成如下微結構：在結構層204下方的空間小於在結構層204上方的空間。

如上所述，在本發明中由於使用相同光罩而形成第一犧牲層201B和第二犧牲層205B，因此可以降低成本。另外，藉由處理相同光罩形成的光阻掩罩，可以以超過在光蝕刻製程中使用的裝置的能力而使光阻掩罩微型化。結果，可以製造微小的微結構。

這樣空間大小不同的微結構可以用作感測器。

〔實施例模式3〕

在本實施例模式中，將參考附圖說明對於犧牲層使用相同光罩來製造微結構的方法，但和實施例模式1及實施例模式2的不同之處在於使用擴大了的光阻掩罩。在所有圖示中，上方的圖示出了俯視圖，而下方的圖顯示其沿O－P或Q－R的截面圖。

如圖9A所示，準備絕緣基底300。在絕緣基底300上形成第一層301A(參照圖9A)。第一層301A可以藉由使用和上述實施例模式類似的材料，以濺射、CVD等而形成。

接下來，在第一層301A上通過塗敷法諸如旋塗法等塗敷光阻掩罩材料，並使用用於形成犧牲層的光罩A，藉由光蝕刻法形成光阻掩罩302(參照圖9A)。

接下來，使用光阻掩罩302作為掩罩，藉由乾蝕刻法處理第一層301A，形成第一犧牲層301B(參照圖9B)。接著，去除光阻掩罩302，在第一犧牲層301B上形成構成結構層的薄膜，使用光蝕刻法在構成結構層的薄膜上形成光阻掩罩，並通過乾蝕刻法形成結構層303(參照圖9B)。

結構層303可以使用和上述實施方式相同的材料，藉由濺射法或CVD法等而形成。

接下來，在結構層303上形成第二層304A(參照圖10A)。第二層304A可以和第一層301A同樣地形成。

接下來，在第二層304A上通過塗敷法諸如旋塗法等塗敷光阻掩罩材料(光阻)，並再次使用與在形成光阻掩罩302時使用的光罩相同的光罩A，通過光蝕刻法形成光阻掩罩305(參照圖10A)。

然後，對光阻掩罩305進行熱處理使光阻掩罩305擴大而成為光阻掩罩306(參照圖10B)。例如，在光蝕刻製程之後，通過用烤爐等的熱處理裝置執行加熱，可以沿橫方向擴大光阻掩罩(參照圖11)。圖11A示出了熱處理之前的光阻掩罩10，而圖11B示出了在200℃下熱處理1小時之後的光阻掩罩20。通過上述熱處理，可以擴大光阻掩罩的外部尺寸。

另外，關於光阻掩罩的擴大方法，可以採用控制在光蝕刻步驟中的曝光量。例如，在使用正性光阻掩罩的情况下，通過減小曝光量或縮短曝光時間，可以擴大顯象後的光阻掩罩的外部尺寸。在使用負型光阻掩罩的情况下，通過增加曝光量或延長曝光時間，可以擴大顯象後的光阻掩罩的外部尺寸。

接下來，將光阻掩罩306用作掩罩，通過乾蝕刻法處理第二層304A而形成第二犧牲層304B，並在去除光阻掩罩306之後，形成絕緣層307(參照圖12A)。和絕緣層107同樣，絕緣層307可以由具有絕緣性的無機材料或有機材料等而形成。

然後，通過用光蝕刻法而形成的光阻掩罩蝕刻絕緣層307，以形成露出第一犧牲層301B以及第二犧牲層304B的接觸孔308。只要確定接觸孔308的直徑以便蝕刻劑通過其流入即可。因此，接觸孔308的直徑較佳地為大於或等於2μm。然後，去除該光阻掩罩(參照圖12B)。

然後，以蝕刻製程去除第一犧牲層301B和第二犧牲層304B(參照圖13A)。關於蝕刻方法可以應用乾蝕刻法或濕蝕刻法。按照犧牲層的材料，適合的蝕刻劑通過接觸孔308蝕刻犧牲層。藉由蝕刻掉犧牲層，形成了第一空間和第二空間，其中第一空間被其底面的基底以及其橫側和頂側的結構層所圍繞，並且第二空間的底面被結構層圍繞以及其側面和上面被絕緣層圍繞。

藉由利用上述步驟，蝕刻掉第一犧牲層301B和第二犧牲層304B，由此可以製造結構309(參照圖13B)。

在本發明中由於使用相同光罩而形成第一犧牲層301B和第二犧牲層304B，因此可以降低成本。此外，藉由處理在第二層304B上的光阻掩罩，可以形成比第一犧牲層301B大的第二犧牲層304B，並且，可以形成如下微結構：在結構層303下方的空間大於在結構層303上方的空間。

本實施例模式中擴大第二犧牲層的光阻掩罩，但是也可以擴大第一犧牲層的光阻掩罩。在此情况下，可以形成比第二犧牲層大的第一犧牲層，從而可以製造如下微結構：在結構層上方的空間大於在結構層下方的空間。

另外，可以在形成第一犧牲層之後且形成結構層之前形成第二犧牲層。藉由處理第一犧牲層的光阻掩罩而使其縮小，或者通過處理第二犧牲層的光阻掩罩而使其擴大，可以製造在結構層的下方具有兩個大小不同的空間的微結構672，其中該空間的下部比空間的上部小(參照圖31A、31B)。注意，根據結構層的形成方法，上述結構體有可能具有圖31C所示的結構體673那樣的形狀。

這樣空間大小不同的微結構可以用作感測器。

〔實施例模式4〕

上述實施例模式1至3中，縮小或擴大第一犧牲層的光阻掩罩和第二犧牲層的光阻掩罩中的任何一方。但是也可以對上述雙方進行處理。

另外，本發明在微結構的空間具有疊層結構的情况下應用單一光罩。由此，本發明可以適用於層疊有三層或更多層的結構。

如上所述，通過使用已縮小或擴大的光阻掩罩，可以製造多個具有不同的機械特性的微結構。

〔實施例模式5〕

在本實施例模式中，將說明用於結構層的半導體層的結構。

作為結構層之含有矽的層可以具有結晶狀態、微晶狀態、或非晶體狀態中的任一狀態。在此說明將多晶矽用於結構層的情况。注意，結構層可以具有疊層結構，在該性形中，在該疊層中一層含有多晶矽。

首先，如圖21A所示，在作為結構層的被形成表面的絕緣基底160上形成具有非晶矽的層(稱作非晶矽層)161。藉由對非晶矽層161進行加熱處理，可以獲取被結晶化了的多晶矽層。加熱爐、雷射輻照、或燈而非雷射產生的光輻照(以下稱為燈退火)、或它們的組合可用於熱處理。

當採用雷射輻照時，可以使用連續振盪型的雷射光束(下面稱作CW雷射光束)和脈衝振盪型的雷射光束(下面稱作脈衝雷射光束)。作為雷射光束，可以使用從Ar雷射器、Kr雷射器、受激準分子雷射器、YAG雷射器、Y₂ O₃ 雷射器、YVO₄ 雷射器、YLF雷射器、YAlO₃ 雷射器、玻璃雷射器、紅寶石雷射器、變石(alexandrite)雷射器、Ti：藍寶石雷射器、銅蒸氣雷射器和金蒸氣雷射器中的一種或多種振盪的雷射光束。通過輻照這樣的雷射光束的基波、或該基波的第二高次諧波至第四高次諧波等的高次諧波的雷射光束，可以得到粒徑大的結晶。例如，可以使用Nd：YVO₄ 雷射器(基波1064nm)的第二高次諧波(532nm)和第三高次諧波(355nm)。此時，雷射輻照的能量密度需要為0.01至100MW/cm² 左右(較佳的是0.1至10MW/cm² )。而且，以10至2000cm/sec左右的掃描速率照射雷射。

此外，可以照射基波的連續振盪雷射光束和高次諧波的連續振盪雷射光束，也可以照射基波的連續振盪雷射光束和高次諧波的脈衝振盪雷射光束。通過照射多種雷射光束，可以補充能量。

此外，也可使用這樣的脈衝振盪雷射光束，其可以如下振盪頻率振盪雷射，該振盪頻率能够在矽被雷射光束熔化到固化期間照射下一個脈衝的雷射。通過以這樣的頻率振盪雷射光束，可獲得在掃描方向上連續生長的晶粒。該雷射光束的具體振盪頻率是10MHz或更高，採用比通常使用的幾十至幾百Hz頻帶顯著更高的頻帶。

當作為另外的加熱處理使用加熱爐時，將非晶矽層在400至550℃內加熱2至20個小時。此時，較佳地將所述溫度在400至550℃的範圍內多階段地設定以便逐漸提高溫度。通過首先進行的400℃左右的低溫加熱步驟，使非晶矽層含有的氫釋出，因此可以減少當晶化時的層表面的粗糙。

而且，如圖21B所示，較佳地在非晶矽層表面上形成具有促進晶化的金屬元素例如Ni的層162，因為加熱溫度可被減小。作為金屬元素，也可以使用Fe、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Au等的金屬。

於是，如圖21C所示，可以形成多晶矽層163。

除了加熱處理，可以執行如上所述的雷射輻照從而形成多晶矽層。也可以通過改變雷射條件且選擇性地照射雷射而部分地進行晶化。

上述被晶化了的多晶矽的硬度比非晶矽高從而不容易導致塑性變形。這是因為其中晶粒被連續形成的多晶矽可以通過晶化尤其是用上述金屬元素的晶化來形成。而且，由於連續晶粒邊界，電子遷移率高，因此上述多晶矽在通過靜電力(靜電引力)控制微結構的情形中適於用作結構層的材料。而且，由於結構層含有用於促進晶化的金屬元素且具有導電性，所以適用於通過靜電力控制微結構的本發明的微機電裝置。當然，也可以將多晶矽層適用於通過電磁力控制微結構的情形中的結構層。

另外，在用鎳作為金屬時，根據鎳濃度有可能形成鎳矽化物。一般地，如鎳矽化物的矽合金公知具有高强度。因此，通過將用於熱處理的金屬選擇性地或整個地留在矽層中，並對其應用適當的熱處理，可以製造出更硬和具有高導電性的微結構。

通過層疊上述用於晶化的金屬元素被留在其中的具有鎳矽化物的層(鎳矽化物層)和多晶矽層，可以獲得具有優良導電性的結構層。該鎳矽化物也可以適用於與多晶矽層的疊層結構，通過採用鎳矽化物可以形成具有高導電性和其一部分或整體變硬的結構層。

除了鎳之外，可以由鎢、鈦、鉬、鉭、鈷、鉑形成上述矽化物層，而且，分別成為鎢矽化物層、鈦矽化物層、鉬矽化物層、鉭矽化物層、鈷矽化物層、鉑矽化物層。其中，鈷和鉑可以用作降低加熱溫度的金屬。

在通過使用金屬元素執行晶化的情形中，與不用金屬元素的晶化相比，可以以較低溫度執行晶化，因此，用於形成微結構的基底可以在更多的材料中選擇。例如，在僅通過加熱晶化半導體膜的情形中，要求在約1000℃下加熱約1小時，因此，不可使用對加熱敏感的玻璃基底。然而，通過如本實施例模式所示使用上述金屬執行晶化，可以使用應變點為600℃的玻璃基底等。

如上述步驟的使用金屬的晶化，可以通過選擇性地給半導體膜塗敷金屬而部分地執行。

由於促進結晶的金屬變成了微機電裝置等的污染源，所以可以在結晶後去除金屬。在此情况下，在用熱處理或雷射輻照的晶化後，在矽層上形成作為吸除位置(gettering site)的層，通過熱處理將金屬元素移動到吸除位置。關於吸除位置，可以用多晶半導體層或加入雜質的半導體層。例如，可以在半導體層上形成加入了惰性元素例如氬的多晶半導體層，並將該多晶半導體層用作吸除位置。藉由加入惰性元素，多晶半導體層被扭曲，從而由於該扭曲更有效地吸除金屬元素。另外，通過形成加入了例如磷的元素的半導體層，可以吸除金屬元素。

另外，不一定需要去除金屬，而結構層也可以具有金屬。通過具有金屬，結構層可以獲得導電性。

在結構層特別需要導電性的情形中，也可以在去除金屬後加入雜質元素諸如磷、砷或硼等。獲得導電性的微結構可適用於通過靜電力來控制的本發明的微機電裝置。

然後，如圖21D所示，將多晶矽層處理為預定的形狀，以形成條狀多晶矽層164。

另外，結構層可以具有疊層結構以便獲得所需的厚度。例如，多晶矽的疊層結構可以通過重復非晶矽膜形成並通過熱處理晶化而形成。通過該熱處理，事先形成的多晶矽層中的應力被減緩，從而防止膜剝落和基底變形。而且，矽層的蝕刻也可以一起重復以便進一步減緩膜中應力。這種包括蝕刻製程的製造方法可適用於在將內應力大的材料用於結構層的情况。

注意，本實施例模式可以與上述實施例模式自由組合而實施。

〔實施例模式6〕

在本實施例模式中，將說明感測器作為微機電裝置的例子，該微機電裝置包括根據上述實施例模式3的方法而可製造的微結構。

本實施例模式的微結構在絕緣基底400上設有剝離層401，在剝離層401上設有下部電極402(參照圖14A)。剝離層401是為了之後剝離絕緣基底400和元件層諸如薄膜電晶體而提供的。

剝離層401由金屬層或半導體層而形成，可以使用由選自鎢(W)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、釹(Nd)、鈀(Pd)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、釕(Ru)、鐒(Rh)、鉛(Pb)、鋨(Os)、銥(Ir)、矽(Si)中的元素或以所述元素為主要成分的合金材料或化合物材料構成的單層膜、或由這些單層膜層疊的疊層膜。作為成為剝離層401的薄膜的形成方法，可以採用濺射法、電漿CVD法、液滴噴射法(典型的是，噴墨法)等。金屬膜可以通過使用金屬作為靶的濺射法而形成。作為剝離層形成的金屬膜的厚度是10nm至200nm，較佳的為50nm至75nm。在使用半導體層作為剝離層401的情况下，其厚度只要是30nm至1μm即可，如果得到成膜裝置的薄膜形成限度的允許，可以是30nm或更小。此外，含矽的層的晶體結構可以是非晶體、微晶體、以及多晶體結構中的任何一個。

在下部電極402上設有絕緣層403，在絕緣層403上依次形成有第一空間404、結構層405、第二空間406、絕緣層407。第一空間404被其底面上的絕緣層403、及其橫側和頂側上的結構層405所圍繞。第二空間406由其底面上的結構層405、及其橫側上和頂側上的絕緣層407所圍繞。絕緣層407形成有用於蝕刻犧牲層的接觸孔408(參照圖14A)。藉由一蝕刻製程，經由接觸孔408等，去除犧牲層，可以形成第一空間404以及第二空間406。因此，犧牲層可以由相同材料或可由相同蝕刻劑去除的材料所形成。當然，藉由用不同的蝕刻製程來去除犧牲層，也可以形成第一空間404和第二空間406。

此處，提供夾持結構層405的第一空間404和第二空間406的犧牲層可以通過使用相同光罩並採用光蝕刻法而形成。也就是說，藉由使用相同光罩，可以形成對應於第一空間404和第二空間406的犧牲層。由於第一空間404的寬度小於第二空間406的寬度，因此，通過使用上述實施例模式所示的方法，擴大或縮小一方或雙方的光阻掩罩來將各個犧牲層形成為使第一犧牲層具有比第二犧牲層小的外部尺寸。此外，在第一空間404的寬度比第二空間406的寬度大的情况下，通過擴大或縮小一方或雙方的光阻掩罩來將各個犧牲層形成為使第一犧牲層具有比第二犧牲層大的外部尺寸。

接下來，藉由使用由光蝕刻法而形成的光阻掩罩蝕刻絕緣層407，以形成接觸孔409(參照圖14B)。較佳的是，與形成接觸孔408的同時形成接觸孔409。這是因為能够減少製程的數目。

然後，形成導電層410A、410B以致於填充接觸孔409，並將導電層410A電連接到結構層405(參照圖14C)。作為導電層410A、410B，可以使用由鋁(Al)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)或矽(Si)等的元素構成的膜或使用這種元素的合金膜。

然後，用薄膜電晶體形成用於控制微結構的控制電路(參照圖15A)。薄膜電晶體具有半導體膜、閘極電極、閘極絕緣膜、源極電極、以及汲極電極，並可以是藉由已知方法而製造的。半導體膜可以為非晶體、微晶體、晶體。如果使用高結晶性的半導體膜，就可以改善薄膜電晶體的電特性，因此作為控制電路很合適。

在本實施方式中，在絕緣基底411上形成薄膜電晶體412、413及414。此外，為了之後剝離絕緣基底411，較佳地隔著剝離層415形成薄膜電晶體412、413及414。剝離層415也可以和剝離層401同樣地形成。

這時，形成絕緣層416，以使薄膜電晶體的表面平整化。在該絕緣層416中形成開口部分來形成源極電極與汲極電極。源極電極以及汲極電極還分別用作源極布線與汲極布線。然後，在源極布線與汲極布線上形成平坦絕緣層417。然後，在絕緣層417上形成連接於源極布線、汲極布線的連接端子418。絕緣層416及417可以由無機材料或有機材料形成，但是，如果由有機材料形成，就可以方便地提高平整性。較佳地採用大面積的墊作為連接端子418，以可以實現方便的連接。以此方式，可在絕緣基底上形成具有薄膜電晶體的控制電路。

當然，還可以使用由矽晶圓構成的晶片來形成控制電路，但是，藉由在絕緣基底上以薄膜電晶體形成控制電路，可以降低成本。在矽晶圓上形成控制電路的情形中，也可以藉由拋光矽晶圓而使控制電路薄化。結果，可以方便地層疊薄膜電晶體，導致控制電路更高功能。

然後，將控制電路和微結構連接到一起。注意，在微結構中，結構層405和導電層410A連接的部分為第一電極419，而下部電極402和導電層410B連接的部分為第二電極420(參照圖15B)。

藉由附著這些微結構和控制電路，如圖15C所示，連接端子418和微結構的第一電極419以及第二電極420連接在一起。

然後，剝離微結構的絕緣基底400和控制電路的絕緣基底411。藉由改變剝離層401、415的物理或化學特性並因而降低其黏性，可以剝離絕緣基底400及411。例如，在將鎢用作剝離層401、415的情况下，藉由進行加熱處理來使結晶結構變化，並使黏合力降低了。結果，在與剝離層401、415之間的介面或剝離層401、415的內部發生分離，從而可以剝離絕緣基底400、411。另外，在將具有矽的層用於剝離層401、415的情况下，可以形成到達剝離層401、415的開口部分，並引入蝕刻劑來除去剝離層401、415。結果，可以剝離絕緣基底400、411。關於蝕刻劑，可以使用氣體或液體，並使用只對剝離層選擇性地引起反應的蝕刻劑。例如，可以舉出氟化鹵素作為只對具有矽的層選擇性地引起反應的蝕刻劑。關於氟化鹵素，可以使用三氟化氯(ClF₃ )或氟化氫(HF)等。

以此方式，在絕緣基底400、411分別剝離控制電路和微結構之後，可以分別在控制電路和微結構上設置塑膠基底或塑膠薄膜基底(以下稱作薄膜基底421)。藉由設置薄膜基底，可以謀求微結構的薄型化和輕量化。而且，根據具有薄膜基底的微結構，能够提供具有高柔性並且重量輕而薄的微機電系統。

而且，使用各向異性導電薄膜422(ACF：Anisotropic Conductive Film)將控制電路和微結構連接到一起(參照圖15C)。由於ACF只有一個方向可以獲得導電，所以可以連接連接端子418和第一電極419以及第二電極420之間。也可以採用諸如銀膏、銅膏或碳膏等的導電性黏合劑、NCP(Non Conductive Paste；不導電膏)或者執行焊料結合等的方法來電連接連接端子418和電極419、420。

在本實施例模式中，示出了從絕緣基底將控制電路和微結構一起剝離，並在提供薄膜基底後進行電連接的情况。但本發明不侷限於此。例如，可以從絕緣基底剝離控制電路和微結構中的任何一個，並在提供薄膜基底之後進行電連接。也可以在未從絕緣基底剝離控制電路和微結構的狀態下進行電連接，然後從絕緣基底剝離控制電路和微結構。

根據上述步驟，可以形成柔性高的微機電系統。該結構可以用作感測器。

〔實施例模式7〕

在本實施例模式中，將說明感測元件作為感測器裝置的實例。

在圖16A所示的感測元件450中，由第一電極419(相當於結構層405)和第二電極420(相當於下部電極402)形成電容。在由於外部的重力和壓力等的影響導致第一電極419和第二電極420之間的距離變化時，因為電容變化，所以通過該電容的變化可以感測出外部的重力和壓力等。

如圖16B所示，藉由設置電路部份451及感測元件450，形成感測器裝置460，電路部份451包含具有薄膜電晶體的控制電路453、A/D轉換電路452、介面454、以及記憶體455。

A/D轉換電路452能够將從感測元件450接收的資訊轉換為數位信號。控制電路453能够控制A/D轉換電路452以例如將上述數位信號記錄在記憶體455中。介面454可以進行如下動作：從外部的控制裝置456接收驅動電力和控制信號、或給外部的控制裝置456轉送感測資訊等。記憶體455能够記錄感測資訊、和感特定用於測裝置的資訊、等等。

另外，電路部分451也可以包含放大器電路和中央處理電路等，放大器電路放大從感測元件450接收的信號，中央處理電路被用於處理感測元件450獲取的資訊。

在外部的控制裝置456可以進行如下操作：發送控制感測元件450的信號、接收感測元件450所獲取的資訊、將驅動電力供應給感測元件等。

藉由使用具有上述結構的感測器裝置，可以檢測外部的重力和壓力等。

此外，藉由將中央處理電路設置在感測器裝置中，可以實現在裝置內部處理所檢測了的資訊，並且生成並輸出控制其他裝置的控制信號的感測器裝置。

另外，也可以由兩種熱膨脹係數不同的物質層疊而形成第一電極419(結構層405)。在此情况下，由於第一電極419(結構層405)根據溫度的變化可動，所以該感測元件450可以用作溫度感測元件。

注意，圖16B所示的方塊圖可適用於感測元件之外的感測器裝置。

此外，本實施例模式可以與上述實施例模式自由組合而實施。

〔實施例模式8〕

在本實施例模式中，將說明具有多個微結構的感測器裝置，其微結構根據上述實施例模式中的任何一個而製造。

例如，如實施例模式1所示，在使用相同光罩來形成第一犧牲層和第二犧牲層的方式中，可以藉由處理第二犧牲層的光阻掩罩而使其縮小來製造在結構層上方的空間比在結構層下方的空間小的微結構651(參照圖18A)。

在微結構651中，由於在結構層上方的空間小於在結構層下方的空間，所以結構層上部和絕緣層的接觸部分652的面積大(參照圖18A)。因此，作為支承點的絕緣層對結構層的影響大，並在如上述實施方式所示那樣將該微結構用作感測元件時，結構的穩定性上升。

另外，如實施例模式2所示，在使用相同光罩來形成第一犧牲層和第二犧牲層的方式中，可以藉由處理第一犧牲層的光阻掩罩而使其縮小來製造在結構層下方的空間比在結構層上方的空間小的微結構653(參照圖18B)。

在微結構653中，由於在結構層下方的空間小於在結構層上方的空間，所以沒有結構層上部和絕緣層的接觸部分或者接觸部分的面積極小(參照圖18B)。因此，作為支承點的絕緣層對結構層沒有或影響極小，並在如上述實施例模式所示那樣將該微結構用作感測元件時，因外部的重力及壓力等容易引起變形，也就是說，感測敏感度提高。

此外，在使用同一光罩來形成第一犧牲層和第二犧牲層的方式中，可以藉由不處理任何光阻掩罩來製造在結構層下方的空間具有與在結構層上方的空間相同寬度的微結構654(參照圖18C)。

在微結構654中，由於在結構層下方的空間寬度等於在結構層上方的空間寬度，所以結構層上部和絕緣層的接觸部分655的面積較小(參照圖18C)。因此，作為支承點的絕緣層對結構層的影響小，並在如上述實施例模式所示那樣將該微結構用作感測元件時，在該結構的穩定性和因外部的重力及壓力等引起的容易變形的程度之間保持了平衡，因此這是較佳的。

然後，完成了感測元件607、608、609被一起封裝的感測器裝置606，其中，感測元件607具有根據上述實施方式可製造的檢測敏感度低的微結構651，感測元件608具有檢測敏感度高的微結構653，感測元件609具有檢測敏感度比微結構653低的微結構654(參照圖19)。如上所述，藉由包括感測敏感度不同的多個感測元件，可以提供感測敏感度的範圍廣泛的感測器裝置。

感測器裝置606具有多個感測元件和控制它的控制電路。在本實施例模式中，感測器裝置606具有感測敏感度不同的三個感測元件607至609和控制它們的控制電路610。此外，感測元件的數量不侷限於三個，也可以設置三個或更多個檢測元件(參照圖20A)。

另外，感測器裝置606可以具有下面所示的無線通訊用電路。此時，感測器裝置606可以通過讀寫器所發出的電磁波獲得驅動電力，並通過電磁波與讀寫器進行資訊收發。例如，包括天線620、記憶體619、CPU(Central Processing Unit；中央處理單元)618(參照圖20A)。當然，也可以將內置電池安裝在感測器裝置606中。

接下來，用圖20B表示感測器裝置的具體形式。感測器裝置包括占最大面積的CPU618、具有多個感測元件的感測元件群662、具有ROM或RAM的記憶體619、控制它們動作的控制電路610、RF電路663、連接到RF電路的天線620。天線620具有以螺旋狀纏繞的形狀，例如，可以適用於通訊頻率為13.56MHz的情况。

圖20C示出了與圖20B同樣地具有CPU 618、感測元件群662、記憶體619、控制電路610、RF電路663、天線620，但該天線的形狀不同的形式。天線620具有直線形狀，例如，可以適用於通訊頻率為UHF頻帶(860MHz至960MHz頻帶)的情况。UHF頻帶的通訊距離長。根據通訊距離，使用具有複雜形狀的天線。

使用CVD法、濺射法、印刷法、液滴噴射法(典型的是，噴墨法)、分配法、鍍敷法等並使用導電材料而形成用作天線的導電膜。作為導電材料，使用選自鋁(Al)、鈦(Ti)、銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鈀(Pd)、鉭(Ta)和鉬(Mo)中的元素、或者以這些元素為主成分的合金材料或化合物材料，並且採用單層結構或疊層結構形成天線。

例如，當使用絲網印刷法形成用作天線的導電層時，可以藉由選擇性地印刷如下導電膠來形成用作天線的導電層，在該導電膠中，粒徑為幾nm至幾十μm的導體粒子溶解或分散到有機樹脂中。此外，也可以將陶瓷或鐵氧體等適用於天線。

通過利用這種天線獲取電波或信號，可以提供具有無線功能的感測器裝置。

在重視結構的穩定性(壽命)時，感測元件的感測敏感度下降，而在重視感測敏感度時，感測元件的結構穩定性(壽命)下降，因此雙方各有短長。此外，當要感測的範圍廣泛的情况下，有可能一個感測元件不能應付。當對應於廣泛的感測範圍製造多種感測元件時，需要準備多種光罩，從而成本上升。然而，本發明可以使用單一光罩來形成犧牲層的形狀，該犧牲層的形狀是對感測元件的結構穩定性(壽命)和感測敏感度有很大影響的要素。因此，本發明可以製造多種感測元件而不增加成本。

如上所述，可以在不大幅度增加成本的情况下提供具有感測範圍廣的感測器裝置。

〔實施例模式9〕

在本實施例模式中，將說明包括具有微結構的微機電系統且可進行無線通訊的半導體裝置。

圖17示出了半導體裝置601的電路604的詳細結構。電路604具有接收從外部(相當於讀寫器)發出的電磁波以產生驅動半導體裝置601的電力並與外部進行無線通信的功能。因此，電路604具有電源電路611、時鐘產生電路612、解調電路613、調變電路614、解碼電路615、編碼電路616、資訊判斷電路617等，這些對無線通信都是必需的。另外，根據用於無線通信的電磁波頻率或通信方法，半導體裝置可以具有不同的電路結構。

另外，電路604具有控制微機電系統603、處理來自讀寫器的資訊等的功能。因此，電路604包含記憶體、記憶體控制電路、運算電路等。在附圖所示的例子中，電路604具有記憶體621、記憶體控制電路622、運算電路623、結構控制電路624、A/D轉換電路625和信號放大電路626。

電源電路611包含二極體和電容器，能够通過對在天線602處產生的交流電壓進行整流來保持恒定電壓並向每個電路提供恒定電壓。時鐘產生電路612具有濾波器或分頻電路，由此基於在天線602處產生的交流電壓產生具有所需頻率的時鐘，並可以將該時鐘提供給每個電路。在此，通過時鐘產生電路612產生的時鐘的頻率基本上設置在等於或低於讀寫器和半導體裝置601用來通信的電磁波的頻率。另外，時鐘產生電路612具有環形振盪器，並且能够通過由電源電路611輸入電壓產生具有任意頻率的時鐘。

解調電路613具有濾波器和放大電路等，以便可以解調包含在於天線602處產生的交流電壓中的信號。根據用於無線通信的調製方法，解調電路613具有不同結構的電路。解碼電路615解碼被解調電路613解調了的信號。該解碼信號是從讀寫器發送的信號。資訊判斷電路617具有比較電路等，並且能够判斷解碼信號是否是由讀寫器發出的正確的信號。如果信號被判斷為正確的資訊，則資訊判斷電路617會向每個電路(例如記憶體控制電路622、運算電路623或微結構控制電路624等)發送表示該信號是正確的信號，並且收到信號的電路能够進行預定操作。

編碼電路616編碼從半導體裝置601向讀寫器發送的資料。調製電路614調製編碼資料，並通過天線602向讀寫器發送調製資料。

發送給讀寫器的資料是記憶體所存儲的對半導體裝置特定的資料，或是由半導體裝置的能所獲得的資料。舉例而言，對半導體裝置特定的資料為儲存在包含於半導體裝置內的非揮發性記憶體中之識別資料等等。舉例而言，藉由半導體裝置的功能所取得的資料為根據微機電系統所取得的資料而經由算術運算而獲得的資料。

記憶體621可以具有揮發性記憶體或非揮發性記憶體，並且儲存對半導體裝置601特定的資料、從微機電系統603獲得的資訊、等等。儘管圖中僅示出了一個記憶體621，但可以根據存儲資訊的類型和半導體裝置601的功能而具有多個記憶體。在讀取存儲在記憶體621中的資訊和在記憶體621中寫入資訊的情况下，記憶體控制電路622具有控制記憶體621的功能。具體地說，可以進行如下動作：產生寫入信號、讀取信號、記憶體選擇信號等，並指定位址等。

微結構控制電路624可以產生用來控制微機電系統603的信號。例如，在根據來自讀寫器的指令控制微機電系統603的情况下，基於由解碼電路615解碼的信號產生用於控制微機電系統603的信號。在用於控制微機電系統603操作的資料例如程式存儲在記憶體621中的情况下，基於從記憶體621讀取的資料產生用於控制微機電系統603的信號。除了上述以外，還可以具有基於記憶體621中的資料、來自讀寫器的資料、和從微機電系統603獲得的資料產生用於控制微機電系統603的信號的反饋功能。

例如，運算電路623可以處理從微機電系統603獲得的資料。另外，在微結構控制電路624具有反饋功能的情况下，運算電路623可以進行資訊處理等。A/D轉換電路625是用來轉換類比資料和數位資料的電路，並向微機電系統603傳送控制信號。或者，A/D轉換電路625能够轉換來自微機電系603的資料並將該資料傳送給每個電路。信號放大電路626能放大從微機電系統603獲得的微弱信號，並將該放大信號傳送給A/D轉換電路625。

通過如上所述的具有無線功能的半導體裝置，可以實現無線通訊。由於該半導體裝置所具有的微機電系統可以共同使用光罩，所以可以抑制製造成本。

而且，微機電系統可以使用薄膜基底，因此，可以謀求半導體裝置的輕量化、薄型化和高柔性化。

〔實施例模式10〕

在本實施例模式中，將說明如下情况：採用懸臂結構作為微結構，並使用相同光罩來處理用於第一空間以及第二空間的犧牲層。

如圖26A所示，在基底502上形成導電層501。可以直接在基底502上形成導電層501，也可以當在基底502上形成基底膜503之後形成導電層501。圖26示出了在基底502上形成基底膜503，然後形成導電層501的例子。通過在形成具有導電性的層之後，用光蝕刻法形成光阻掩罩，並使用該光阻掩罩進行蝕刻，就可以將導電層501處理為一對電極。關於蝕刻方法，可以採用乾蝕刻法或濕蝕刻法。所述導電層501為了吸引懸臂上層而形成，從而可以控制開關的驅動。

如圖26B所示，在導電層501上形成絕緣層504，在其上形成導電層505。絕緣層504可以通過CVD法或濺射法等來形成。此外，可以與上述導電層501同樣地形成和處理導電層505，並在一對導電層501之間形成導電層505。在此形成的導電層505被用作信號的導電路徑。

如圖26C所示，在導電層505上形成第一犧牲層507。通過用光罩A形成光阻掩罩，並使用該光阻掩罩進行蝕刻，就可以處理第一犧牲層507。關於蝕刻方法，可以採用乾蝕刻法或濕蝕刻法。在此形成的第一犧牲層507在後面的蝕刻犧牲層時被去除，並且在以前有第一犧牲層507的部分成為第一空間。

如圖27A所示，在第一犧牲層507上形成導電層508、509。可以與上述導電層501、505同樣地形成和處理導電層508、509。在此形成的導電層508、509中，導電層509通過與導電層505接觸而成為接通導電路徑的接觸電極，導電層508通過在和導電層501之間施加電壓而成為驅動開關的驅動電極。因此，導電層508和一對導電層501彼此面對地進行設置，並在二者之間***第一犧牲層507。導電層509和導電層505彼此面對地進行設置，並在二者之間***第一犧牲層507。

如圖27B所示，在導電層508、509上形成第一結構層510。第一結構層510可以使用具有絕緣性的材料，且可以採用疊層結構或單層結構。第一結構層510用來形成具有橋狀結構的結構體的形狀，並構成可移動的主體部分。

然後，如圖27B所示，形成第二犧性層515。和第一犧牲層507同樣，通過用光罩A形成光阻掩罩，並使用該光阻掩罩進行蝕刻，可以處理第二犧牲層515。關於蝕刻方法，可以採用乾蝕刻法或濕蝕刻法。此時，在使第二犧牲層515和第一犧牲層507的尺寸不同的情形中，如上述實施方式所示那樣，進行光阻掩罩的縮小或擴大製程。結果，可以使在去除犧牲層後形成的空間的尺寸不同。這樣，藉由使用相同光罩形成用來層疊空間的犧牲層，可以降低製造成本。然後，覆蓋第二犧牲層515地形成第二結構層516。第二結構層516可以與第一結構層510同樣地形成。第二結構層516構成保護橋結構的部分。

如圖27C所示，通過進行犧牲層蝕刻去除第一犧牲層507和第二犧牲層515。於是，形成第一空間514和第二空間517。在這種狀態下，導電層509和導電層505通過第一空間514彼此相對，導電層501和導電層508通過第一空間514以及絕緣層504彼此相對。而且，第一結構層510和第二結構層516通過第二空間517彼此相對。通過這樣，可以形成結構體512，其中包括去除犧牲層而形成的第一空間514、第二空間517、以及可移動在上述空間中的結構層。

將說明根據上述方法而製造的結構體的操作。結構體用作控制是否輸出信號的開關。圖27C表示開關關斷的狀態。在此，由於不在驅動電極(即導電層501和508)之間施加電壓，所以導電層505和導電層509處於非導通狀態。

圖28表示導通的狀態。在此，通過在驅動電極(即導電層501和508)之間產生電位差而引起靜電力，以拉下第一結構層510。通過拉下第一結構層510以使導電層505和導電層509接觸，導電層505和導電層509導通。由於導電層505和導電層509在兩者之間夾有空間而設置，所以可以實現上述開關操作。

這樣，利用靜電引力的開關通過在驅動電極(即導電層501和508)之間產生的靜電引力和由於第一結構層510的材料及其結構的恢復力(彈簧常數×位移的程度)之間的平衡而驅動。也就是說，通過施加電壓以便產生超過第一結構層510的恢復力的靜電力，就可以使開關導通(參照圖28)。

如圖29A和29B所示，在第一結構層510和第二結構層516中形成孔513。圖29A表示俯視圖，圖29B表示沿O－P的截面圖。

藉由在蝕刻犧牲層之前用光阻掩罩進行蝕刻，可以形成孔513。作為蝕刻方法，可以採用乾蝕刻法或濕蝕刻法。

如圖29A和29B那樣，當在結構層中形成孔時，可以減小對具有橋狀且可移動的結構層有影響的空氣阻力，從而可以增加開關速度。另外，形成孔的效果中包括降低結構層中的殘餘應力，並減小彈簧常數。而且，通過減小質量具有提高結構層的機械性共振頻率的效果。此外，即使貫穿導電層508地設置孔，只要孔的直徑等於或小於和驅動電極的導電層501以及導電層508之間的距離的3至4倍，驅動電極之間的靜電量和沒有孔的情况也幾乎相同。這是因為，根據邊緣效應(fringing effect)可以補償孔的靜電量的缺陷。

在本實施例模式中，示出了具有橋狀結構的結構體的例子，但也可以形成例如懸臂型的結構體。此外，本實施例模式可以與上述實施例模式自由組合而實施。

〔實施例模式11〕

本發明的微機電系統可以構成在記憶元件中包括微結構的記憶體裝置。在本實施例模式中，表示出記憶體裝置的例子，該記憶體裝置係藉由在記憶單元中使用微結構並同時在例如解碼器等周邊電路中使用半導體元件等而形成的。

圖22示出了記憶體裝置441的結構。該記憶體裝置441是本發明的微機電裝置的一個模式。

記憶體裝置441包括記憶單元陣列442、解碼器443、444、選擇器445、讀出寫入電路446。上述解碼器443、444、選擇器445可以採用已知的結構。

例如，記憶單元449可以包括控制記憶元件448的開關元件447以及記憶元件448。本實施例模式中的記憶體裝置441可以具有如下結構：上述開關元件447和記憶元件448雙方都由微結構構成；只有開關元件447由微結構構成；或者，只有記憶元件448由微結構構成。

圖23是顯示記憶單元449的結構例子。圖23表示記憶單元449的電路圖。

如圖23所示，記憶單元449包括由電晶體440構成的開關元件447以及由微結構構成的記憶元件448。

這種記憶單元可以使用上述實施例模式所示的微結構。記憶元件448構成其結構層用作導電層的電容器。而且，導電層的一方連接到電晶體440的兩個高濃度雜質區域的一方。導電層的另一方共同連接到記憶體裝置441所具有的所有記憶單元449的記憶元件448。在記憶體裝置進行讀出以及寫入處理時，上述導電層將共同電位供應到所有記憶元件，有時在本說明書中將該電極稱作共同電極444。

具有上述結構的記憶體裝置可用作揮發性記憶體，典型的是DRAM(Dynamic Random Access Memory；動態隨機存取記憶體)。另外，通過在製造製程中改變電容器的介電層的厚度也可以用作掩罩ROM(唯讀記憶體)。藉由破壞記憶元件的方法，可以用作一次寫入式記憶體。作為記憶體裝置的周邊電路的結構和驅動方法，可以採用已知的技術。

由於根據上述實施例模式所描述的製造方法來製造記憶體裝置，因此不增加製造成本。

此外，本實施例模式可以與上述實施例模式自由組合而實施。例如，本實施例模式所示的記憶裝置可以適用於在上述實施例模式中表示的半導體裝置所具有的記憶體。

〔實施例模式12〕

在本實施例模式中，將用附圖說明上述實施例模式所示的具有無線通訊技術的半導體裝置的結構以及使用方法的具體實施例。

圖24A所示的半導體裝置704在由保護層塗覆的囊狀物705內提供有本實施例模式的微機電系統700。另外，半導體裝置704還提供有和設在微機電系統700中的噴出口連接的流道706。也可以從微機電裝置700的噴出口直接噴出裏面的物質，而不提供流道706。囊狀物705和微機電系統700之間的空間可以用填充物707填充。

較佳地用於提供囊狀物表面的保護層包含類金剛石碳(DLC)、氮化矽、氧化矽、氮氧化矽或氮化碳。在此，適當地使用公知的囊狀物和填充物。通過為囊狀物提供保護層，能够防止囊狀物和半導體裝置在體內溶解或質量改變。

另外，藉由使囊狀物的最外表面具有圓形形狀如橢圓形，可以在不損傷人體的前提下安全地使用囊狀物。

可以將本實施例模式的半導體裝置704投入人體中，以便將藥劑注入到疾病患部。此外，通過給半導體裝置704提供附加功能例如用於測定物理量和化學量(例如血液的黏度)來檢測身體功能資料的感測器或者用於採樣患部細胞的採樣器，可以對所獲取的資訊用電子電路進行信號轉換和資訊處理，並經由無線通訊發送到讀寫器。根據半導體裝置所具有的電子電路的結構，可以向該半導體裝置提供高級功能例如按照通過微機電系統獲取的資訊在體內移動並尋找疾病患部、或者觀察患部而判斷是否投藥。

如圖24B所示，被檢查者708吞下半導體裝置704，並且將半導體裝置704在體腔709內移動到預定的位置。利用讀寫器710控制半導體裝置704並進行無線通訊而吐出藥劑。

本實施例模式的半導體裝置704不限制於醫療目的，也可以廣泛地用作能够遙遠控制的吐出裝置。例如，在配藥時操作者面臨危險例如產生有毒氣體或有可能爆發等的製程中，藉由給在本實施例模式的半導體裝置704的微機電系統700中設置的槽中填充上述藥品並且對其遙控，就可以配藥。因此顯著降低了對操作者的危險。

〔實施例模式13〕

在本實施例模式中，將用附圖說明上述實施方式所說明的具有無線通訊技術的半導體裝置的結構和使用方法的另一個具體例子。

在此，將說明將微機電系統用作壓力感測器的半導體裝置的例子。

如圖25A所示，本實施例模式的微機電系統801包括有第一導電層802和第二導電層803構成的感測元件804。所述第一導電層802由於靜電力或壓力等變動，因此，感測元件804是第一導電層和第二導電層之間的距離變化的可變電容。

通過利用上述結構，可以將感測元件804用作第一導電層802因壓力移動的壓力感測器。

此外，微機電系統801形成有用於和讀寫器進行無線通訊的天線805。通過讀寫器所發出的電磁波獲得驅動電力，並通過電磁波與讀寫器進行資訊收發。

圖25B示出了將微機電系統801用作壓力感測器的情况的具體例子。如果汽車的輪胎806的氣壓下降，輪胎806的變形度變大並阻力增大，其結果導致燃料費惡化，並可能引起事故。藉由本實施例模式的半導體裝置，可以提供日常中較簡單地監測輪胎806的氣壓的系統。

如圖25B所示，將半導體裝置807設置在輪胎806的車輪808部分，半導體裝置807的微機電系統801塗著有保護層。

而且，通過將讀寫器809靠近半導體裝置807來進行無線通訊，可以獲得輪胎806的氣壓資訊。作為無線通訊技術等使用與上述實施例模式10同樣的。

根據本實施例模式，可以日常中較簡單地監測輪胎的氣壓，而不需要去加油站等的汽車維護工廠。

100．．．絕緣基底

101A．．．第一層

101B．．．第一犠牲層

102．．．光阻掩罩

103．．．結構層

104A．．．第二層

104B．．．第二犠牲層

105．．．光阻掩罩

106．．．光阻掩罩

107．．．絕緣層

108．．．接觸孔

109．．．結構

160．．．絕緣基底

161．．．非晶矽層

162．．．層

163．．．多晶矽層

164．．．多晶矽層

200．．．絕緣基底

201A．．．第一層

201B．．．第一犠牲層

202．．．光阻掩罩

203．．．光阻掩罩

204．．．結構層

205A．．．第二層

205B．．．第二犠牲層

206．．．光阻掩罩

207．．．絕緣層

208．．．接觸孔

209．．．結構

300．．．絕緣基底

301A．．．第一層

301B．．．第一犠牲層

302．．．光阻掩罩

303．．．結構層

304A．．．第二層

305．．．光阻掩罩

306．．．光阻掩罩

307．．．絕緣層

308．．．接觸孔

309．．．結構

400．．．絕緣基底

401．．．剝離層

402．．．下部電極

403．．．絕緣層

404．．．第一空間

405．．．結構層

406．．．第二空間

407．．．絕緣層

408．．．接觸孔

409．．．接觸孔

410A．．．導電層

410B．．．導電層

411．．．絕緣基底

412．．．薄膜電晶體

413．．．薄膜電晶體

414．．．薄膜電晶體

415．．．剝離層

416．．．絕緣層

417．．．絕緣層

418．．．連接端子

419．．．第一電極

420．．．第二電極

421．．．塑膠薄膜基底

441．．．記憶體裝置

442．．．記憶單元陣列

443．．．解碼器

444．．．解碼器

445．．．選擇器

446．．．讀出/寫入電路

447．．．開關元件

448．．．記憶元件

449．．．記憶單元

450．．．感測元件

451．．．電路部份

452．．．A/D轉換電路

453．．．控制電路

454．．．介面

455．．．記憶體

456．．．外部控制裝置

460．．．感測器裝置

501．．．導電層

502．．．基底

503．．．基底膜

504．．．絕緣層

505．．．導電層

507．．．第一犠牲層

508．．．導電層

509．．．導電層

510．．．第一結構層

512．．．結構

513．．．孔

514．．．第一空間

515．．．第二犠牲層

516．．．第二結構層

517．．．第二空間

601．．．半導體裝置

602．．．天線

603．．．微機電系統

604．．．電路

606．．．感測器裝置

607．．．感測元件

608．．．感測元件

609．．．感測元件

610．．．控制電路

611．．．電源電路

612．．．時鐘產生電路

613．．．解調電路

614．．．調變電路

615．．．解碼電路

616．．．編碼電路

617．．．資訊判斷電路

618．．．中央處理單元

619．．．記憶體

620．．．天線

621．．．記憶體

622．．．記憶體控制電路

623．．．運算電路

624．．．結構控制電路

625．．．A/D轉換電路

626．．．信號放大電路

651．．．微結構

652．．．接觸部份

653．．．微結構

654．．．微結構

655．．．接觸部份

662．．．感測元件群

663．．．RF電路

671．．．微結構

672．．．微結構

673．．．結構

700．．．微機電系統

704．．．半導體裝置

705．．．囊狀物

706．．．流道

707．．．填充物

708．．．被檢查者

709．．．體腔

710．．．讀寫器

801．．．微機電系統

802．．．第一導電層

803．．．第二導電層

804．．．感測元件

805．．．天線

806．．．輪胎

807．．．半導體裝置

808．．．車輪

809．．．讀寫器

圖1A和1B是說明本發明的微機電系統的製造方法；圖2A和2B是說明本發明的微機電系統的製造方法；圖3A和3B是說明本發明的微機電系統的製造方法；圖4A和4B是說明本發明的微機電系統的製造方法；圖5A和5B是說明本發明的微機電系統的製造方法；圖6A和6B是說明本發明的微機電系統的製造方法；圖7A和7B是說明本發明的微機電系統的組裝方法；圖8A和8B是說明本發明的微機電系統的組裝方法；圖9A和9B是說明本發明的微機電系統的組裝方法；圖10A和10B是說明本發明的微機電系統的製造方法；圖11A和11B是說明本發明的微機電系統的製造方法；圖12A和12B是說明本發明的微機電系統的製造方法；圖13A和13B是說明本發明的微機電系統的製造方法；圖14A至14C是說明本發明的半導體裝置的態樣；圖15A至15C是說明感測器的結構；圖16A和16B是說明記憶胞的結構；圖17是說明記憶胞的結構；圖18A至18C是說明本發明的半導體裝置的一態樣；圖19是說明本發明的半導體裝置的一態樣；圖20A至20C是說明本發明的半導體裝置的一態樣；圖21A至21D是說明本發明的半導體裝置的一態樣；圖22是說明本發明的半導體裝置的一態樣；圖23是說明本發明的半導體裝置的一態樣；圖24A和24B是說明本發明的半導體裝置的一態樣；圖25A和25B是說明本發明的半導體裝置的一態様；圖26A至26C是說明本發明的微機電系統的製造方法；圖27A至27C是說明本發明的微機電系統的製造方法；圖28是說明本發明的微機電系統的製造方法；圖29A和29B是說明本發明的微機電系統的製造方法；圖30A和30B是說明本發明的半導體裝置的一態樣；圖31A至31C是說明本發明的半導體裝置的一態樣。

100．．．絕緣基底

101A．．．第一層

101B．．．第一犠牲層

102．．．光阻掩罩

103．．．結構層

Claims

一種微結構的製造方法，包括以下步驟：在絕緣基底上形成第一層；使用光罩而在該第一層上形成第一光阻掩罩；使用該第一光阻掩罩來處理該第一層以形成第一犧牲層；在該第一犧牲層上形成第二層；使用該光罩而在該第二層上形成第二光阻掩罩；實施改變該第二光阻掩罩的外部尺寸的處理；使用該第二光阻掩罩來處理該第二層以形成第二犧牲層；形成絕緣層以便覆蓋該第二犧牲層；在該絕緣層中形成開口；以及將蝕刻劑引入到該開口中，以便同時去除該第一犧牲層以及該第二犧牲層。
一種微結構的製造方法，包括以下步驟：在絕緣基底上形成第一層；使用光罩而在該第一層上形成第一光阻掩罩；實施改變該第一光阻掩罩的外部尺寸的處理；使用該第一光阻掩罩來處理該第一層以形成第一犧牲層；在該第一犧牲層上形成第二層；使用該光罩而在該第二層上形成第二光阻掩罩；使用該第二光阻掩罩來處理該第二層以形成第二犧牲層；形成絕緣層以便覆蓋該第二犧牲層；在該絕緣層中形成開口；以及將蝕刻劑引入到該開口中，以便同時去除該第一犧牲層以及該第二犧牲層。
如申請專利範圍第1項的微結構的製造方法，其中該第二光阻掩罩的外部尺寸係藉由減小該第二光阻掩罩的外部尺寸而被改變。
如申請專利範圍第2項的微結構的製造方法，其中該第一光阻掩罩的外部尺寸係藉由減小該第一光阻掩罩的外部尺寸而被改變。
如申請專利範圍第1項的微結構的製造方法，其中該第二光阻掩罩的外部尺寸係藉由增加該第二光阻掩罩的外部尺寸而被改變。
如申請專利範圍第2項的微結構的製造方法，其中該第一光阻掩罩的外部尺寸係藉由增加該第一光阻掩罩的外部尺寸而被改變。
一種微結構的製造方法，包括以下步驟：在絕緣基底上形成第一層；使用光罩而在該第一層上形成第一光阻掩罩；使用該第一光阻掩罩來處理該第一層以形成第一犧牲層；在該第一犧牲層上形成結構層；在該結構層上形成第二層；使用該光罩而在該第二層上形成第二光阻掩罩；實施改變該第二光阻掩罩的外部尺寸的處理；使用該第二光阻掩罩來處理該第二層以形成第二犧牲層；形成絕緣層以便覆蓋該第二犧牲層；在該絕緣層中形成開口；以及將蝕刻劑引入到該開口中，以便同時去除該第一犧牲層以及該第二犧牲層。
一種微結構的製造方法，包括以下步驟：在絕緣基底上形成第一層；使用光罩而在該第一層上形成第一光阻掩罩；實施改變該第一光阻掩罩的外部尺寸的處理；使用該第一光阻掩罩來處理該第一層以形成第一犧牲層；在該第一犧牲層上形成結構層；在該結構層上形成第二層；使用該光罩而在該第二層上形成第二光阻掩罩；使用該第二光阻掩罩來處理該第二層以形成第二犧牲層；形成絕緣層以便覆蓋該第二犧牲層；在該絕緣層中形成開口；以及將蝕刻劑引入到該開口中，以便同時去除該第一犧牲層以及該第二犧牲層。
如申請專利範圍第7項的微結構的製造方法，其中該第二光阻掩罩的外部尺寸係藉由減小該第二光阻掩罩的外部尺寸而被改變。
如申請專利範圍第8項的微結構的製造方法，其中該第一光阻掩罩的外部尺寸係藉由減小該第一光阻掩罩的外部尺寸而被改變。
如申請專利範圍第7項的微結構的製造方法，其中該第二光阻掩罩的外部尺寸係藉由增加該第二光阻掩罩的外部尺寸而被改變。
如申請專利範圍第8項的微結構的製造方法，其中該第一光阻掩罩的外部尺寸係藉由增加該第一光阻掩罩的外部尺寸而被改變。
如申請專利範圍第7項的微結構的製造方法，其中該結構層被形成而含有對於該第一犧牲層以及該第二犧牲層具有蝕刻選擇性的鈦、鋁、鉬、鎢、鉭和矽中之一或多者。
如申請專利範圍第8項的微結構的製造方法，其中該結構層被形成而含有對於該第一犧牲層以及該第二犧牲層具有蝕刻選擇性的鈦、鋁、鉬、鎢、鉭和矽中之一或多者。
如申請專利範圍第1項的微結構的製造方法，其中，該第二光阻掩罩的外部尺寸係藉由減小該第二光阻掩罩的外部尺寸而被改變；以及其中，將氧電漿使用於減小該第二光阻掩罩的外部尺寸的處理。
如申請專利範圍第2項的微結構的製造方法，其中，該第一光阻掩罩的外部尺寸係藉由減小該第一光阻掩罩的外部尺寸而被改變；以及其中，將氧電漿使用於減小該第一光阻掩罩的外部尺寸的處理。
如申請專利範圍第7項的微結構的製造方法，其中，該第二光阻掩罩的外部尺寸係藉由減小該第二光阻掩罩的外部尺寸而被改變；以及其中，將氧電漿使用於減小該第二光阻掩罩的外部尺寸的處理。
如申請專利範圍第8項的微結構的製造方法，其中，該第一光阻掩罩的外部尺寸係藉由減小該第一光阻掩罩的外部尺寸而被改變；以及其中，將氧電漿使用於減小該第一光阻掩罩的外部尺寸的處理。
如申請專利範圍第1項的微結構的製造方法，其中，該第二光阻掩罩的外部尺寸係藉由增加該第二光阻掩罩的外部尺寸而被改變；以及其中，該第二光阻掩罩的外部尺寸係藉由在形成該第二光阻掩罩的光蝕刻製程中控制使光阻曝光的光量而被增加。
如申請專利範圍第2項的微結構的製造方法，其中，該第一光阻掩罩的外部尺寸係藉由增加該第一光阻掩罩的外部尺寸而被改變；以及其中，該第一光阻掩罩的外部尺寸係藉由在形成該第一光阻掩罩的光蝕刻製程中控制使光阻曝光的光量而被增加。
如申請專利範圍第7項的微結構的製造方法，其中，該第二光阻掩罩的外部尺寸係藉由增加該第二光阻掩罩的外部尺寸而被改變；以及其中，該第二光阻掩罩的外部尺寸係藉由在形成該第二光阻掩罩的光蝕刻製程中控制使光阻曝光的光量而被增加。
如申請專利範圍第8項的微結構的製造方法，其中，該第一光阻掩罩的外部尺寸係藉由增加該第一光阻掩罩的外部尺寸而被改變；以及其中，該第一光阻掩罩的外部尺寸係藉由在形成該第一光阻掩罩的光蝕刻製程中控制使光阻曝光的光量而被增加。
如申請專利範圍第1項的微結構的製造方法，其中，該第二光阻掩罩的外部尺寸係藉由增加該第二光阻掩罩的外部尺寸而被改變；其中，該第二光阻掩罩係由正型光阻掩罩所形成；以及其中，該第二光阻掩罩的外部尺寸係藉由在形成該第二光阻掩罩的光蝕刻製程中減少使光阻曝光的光量或者縮短曝光時間而被增加。
如申請專利範圍第2項的微結構的製造方法，其中，該第一光阻掩罩的外部尺寸係藉由增加該第一光阻掩罩的外部尺寸而被改變；其中，該第一光阻掩罩係由正型光阻掩罩所形成；以及其中，該第一光阻掩罩的外部尺寸係藉由在形成該第一光阻掩罩的光蝕刻製程中減少使光阻曝光的光量或者縮短曝光時間而被增加。
如申請專利範圍第7項的微結構的製造方法，其中，該第二光阻掩罩的外部尺寸係藉由增加該第二光阻掩罩的外部尺寸而被改變；其中，該第二光阻掩罩係由正型光阻掩罩所形成；以及其中，該第二光阻掩罩的外部尺寸係藉由在形成該第二光阻掩罩的光蝕刻製程中減少對使光阻曝光的光量或者縮短曝光時間而被增加。
如申請專利範圍第8項的微結構的製造方法，其中，該第一光阻掩罩的外部尺寸係藉由增加該第一光阻掩罩的外部尺寸而被改變；其中，該第一光阻掩罩係由正型光阻掩罩所形成；以及其中，該第一光阻掩罩的外部尺寸係藉由在形成該第一光阻掩罩的光蝕刻製程中減少使光阻曝光的光量或者縮短曝光時間而被增加。
如申請專利範圍第1項的微結構的製造方法，其中，該第二光阻掩罩的外部尺寸係藉由增加該第二光阻掩罩的外部尺寸而被改變；其中，該第二光阻掩罩係由負型光阻掩罩所形成；以及其中，該第二光阻掩罩的外部尺寸係藉由在形成該第二光阻掩罩的光蝕刻製程中增加使光阻曝光的光量或者延長曝光時間而被增加。
如申請專利範圍第2項的微結構的製造方法，其中，該第一光阻掩罩的外部尺寸係藉由增加該第一光阻掩罩的外部尺寸而被改變；其中，該第一光阻掩罩係由負型光阻掩罩所形成；以及其中，該第一光阻掩罩的外部尺寸係藉由在形成該第一光阻掩罩的光蝕刻製程中增加使光阻曝光的光量或者延長曝光時間而被增加。
如申請專利範圍第7項的微結構的製造方法，其中，該第二光阻掩罩的外部尺寸係藉由增加該第二光阻掩罩的外部尺寸而被改變；其中，該第二光阻掩罩係由負型光阻掩罩所形成；以及其中，該第二光阻掩罩的外部尺寸係藉由在形成該第二光阻掩罩的光蝕刻製程中增加使光阻曝光的光量或者延長曝光時間而被增加。
如申請專利範圍第8項的微結構的製造方法，其中，該第一光阻掩罩的外部尺寸係藉由增加該第一光阻掩罩的外部尺寸而被改變；其中，該第一光阻掩罩係由負型光阻掩罩所形成；以及其中，該第一光阻掩罩的外部尺寸係藉由在形成該第一光阻掩罩的光蝕刻製程中增加使光阻曝光的光量或者延長曝光時間而被增加。
如申請專利範圍第1項的微結構的製造方法，其中該第一犧牲層或該第二犧牲層被形成而含有鈦、鋁、鉬、鎢、鉭和矽中之一或多者。
如申請專利範圍第2項的微結構的製造方法，其中該第一犧牲層或該第二犧牲層被形成而含有鈦、鋁、鉬、鎢、鉭和矽中之一或多者。
如申請專利範圍第7項的微結構的製造方法，其中該第一犧牲層或該第二犧牲層被形成而含有鈦、鋁、鉬、鎢、鉭和矽中之一或多者。
如申請專利範圍第8項的微結構的製造方法，其中該第一犧牲層或該第二犧牲層被形成而含有鈦、鋁、鉬、鎢、鉭和矽中之一或多者。
一種微機電系統的製造方法，該微機電系統包括藉由如申請專利範圍第1項的方法所製造的微結構，以及在絕緣基底上的電晶體，其中該微結構和該電晶體係電連接在一起。
一種微機電系統的製造方法，該微機電系統包括藉由如申請專利範圍第2項的方法所製造的微結構，以及在絕緣基底上的電晶體，其中該微結構和該電晶體係電連接在一起。
一種微機電系統的製造方法，該微機電系統包括藉由如申請專利範圍第7項的方法所製造的微結構，以及在絕緣基底上的電晶體，其中該微結構和該電晶體係電連接在一起。
一種微機電系統的製造方法，該微機電系統包括藉由如申請專利範圍第8項的方法而製造的微結構，以及在絕緣基底上的電晶體，其中該微結構和該電晶體係電連接在一起。