2和176仅在减薄完成之后从晶片移除。子层172和176被用于在晶片的第一侧被湿法蚀刻时保护晶片的第二侧。另选地，这些子层中的仅一个子层诸如Si3N4子层176可足够用于该目的。进一步另选地，晶片的第二侧可在湿法蚀刻第一侧期间由机械装置(诸如真空吸盘)保护。
[0118]为了允许蚀刻器件特征部和减薄晶片170两者，子层174和178围绕待制备的器件的周边保持在适当的位置，以便防止在湿法蚀刻工艺期间减薄周边。为此，子层174和178从晶片170的将被包含图案的区域180被蚀刻掉，以便在区域中暴露硅表面，如图9B所示，而子层174和178围绕器件区域的周边保留在适当的位置。可通过RIE蚀刻子层178 (Si3N4)，之后如本领域中所公知的，通过缓冲氧化物蚀刻(BOE)或通过另一种合适的基于HF的蚀刻工艺来蚀刻层174(Si02)。
[0119]另选地，在该实施例或其他实施例中，可能仅施加Si3N4层174而不施加氧化物层，并且可能使用RIE来选择性地蚀刻层174。在这种情况下，应当小心地及时停止RIE，以避免使下面的硅表面变粗糙。
[0120]包括Si02子层182和Si3N4子层184的另外的电介质层随后被沉积在暴露的硅上方以及器件周边处的所保留的子层174和178上方，如图9C所示。使用光致抗蚀剂图案化的干法蚀刻工艺诸如RIE (用于Si3N4层)，之后进行BOE (用于Si02层)，穿过子层184和182蚀刻目标器件的特征部186、188的图案至晶片170的先前被暴露的区域180中。该步骤之后进行湿法蚀刻工艺(例如使用KOH浴)以形成特征部，如图9D所示。
[0121]在蚀刻图案之后，使用合适的氮化物和氧化物剥离工艺将子层184和182从整个晶片区域剥离。氮化物可例如通过热磷酸的湿法工艺被剥离，而氧化物可通过BOE被剥离。为了在氮化物和氧化物剥离期间保护经蚀刻特征部186、188的表面，可向晶片(未示出)施加热氧化物工艺，其中由于晶片的剩余部分被氮化物覆盖，因此氧化物将仅在特征部186、188的表面上生长。
[0122]随后施加湿法蚀刻工艺例如使用KOH浴以便减薄晶片170至预定义的目标厚度，通常为大约30μπι-150μπι，如图9Ε所示。该步骤从晶片的暴露的一侧移除硅，而在器件区域的周围留下倾斜的支撑边缘190。(如前所述，该倾斜度是结晶硅中的湿法蚀刻工艺的固有结果。)然而，由于湿法蚀刻工艺的特定于晶体平面的特性，当晶片被减薄时，特征部186、188的蚀刻图案被保存。如果有必要，可保护特征部186、188，以当蚀刻腔时保存特征部的形状。例如，可使用由 P.Pal 等人在 “A novel process for perfect convex cornerrealizat1n in bulk micromachining，，J.Micromech.Microeng.14 (2004)，第 1416-1420页中描述的技术来影响该种保护，其以引用方式并入本文。
[0123]在晶片170已被图案化并减薄之后，所保留的电介质子层172、176、174和178通过合适的剥离过程从晶片移除。反射层194可被沉积在晶片170的现已被暴露的未图案化的一侧，如图9F所示。
[0124]为了释放器件，光致抗蚀剂层196被沉积在晶片170的未图案化的一侧上方，如图9G所示。光刻工艺随后被施加至光致抗蚀剂，以便限定贯通特征部的位置并从这些位置移除光致抗蚀剂。干法蚀刻工艺诸如RIE和/或DRIE随后被施加以蚀刻贯通特征部，包括(在该实例中)铰链开口 198和释放开口 200，如图9H所示。这些开口围绕特征部186、188的图案延伸穿过减薄的晶片170，该图案先前被蚀刻至晶片的另一侧中。
[0125]现在光致抗蚀剂层196被移除，如图91所示。器件206随后可沿切单开口 200与该晶片170的剩余部分(即与支撑边缘190)分开，如图9J所示。通常，在蚀刻阶段留下横跨开口 200的接片，如图13所示，并且使这些接片断裂以便如上所述使器件切单。如在前述实施例中，该实例中的器件206包括微镜202，该微镜由反射层194涂覆并由横跨释放开口 198延伸至基座204的铰链附接。
[0126]图10A-10E是示出了根据本发明的另一个实施例的微机械器件的制备中的后续阶段的示意性剖面图。该实施例类似于图9A-9J的实施例，不同的是，在本实施例中，在减薄阶段通过湿法蚀刻工艺从晶片170的两侧同时移除硅。该方法在制备具有平衡质心的MEMS器件中是有利的。
[0127]如图10A所示，通过依次沉积Si02子层172、174和Si3N4子层176、178而使晶片170的两侧涂覆有电介质层。然而，在这种情况下，子层172和176从晶片170的区域210被蚀刻掉，而子层174和178从该晶片的区域212被蚀刻掉，从而在晶片的两侧暴露娃表面，如图10B所示。RIE和缓冲氧化物蚀刻(BOE)可用于实现该效果。晶片170的一侧(在这些图中的下侧)随后被重新涂覆有附加的Si02子层220和Si3N4子层218，如图10C所示。如前所述，Si3N4层可被单独使用而无需下面的Si02层，只要足够小心以当Si3N4被蚀刻掉时保存硅表面。
[0128]使用干法蚀刻工艺诸如RIE (用于层218)，之后进行BOE (用于层220)，穿过子层218和220蚀刻目标器件的特征部186、188的图案至晶片170的先前被暴露的区域212中，如图10D所示。在蚀刻图案之后，再一次使用RIE以用于Si3N4层，之后使用BOE以用于Si02层而将子层218和220从区域210和212移除。随后施加湿法蚀刻工艺，例如使用KOH浴以便从晶片170的两侧均匀地减薄晶片170至预定义的目标厚度，通常为大约30 μπι-150 μm，如图1OE所示。随后如在先前实施例中那样继续进行剩余的工艺步骤。
[0129]加工系统
[0130]图11是示意性地示出用于根据本发明的实施例的MEMS器件246的制备的系统230的框图。系统230接受半导体晶片232作为输入材料并且输出器件246作为切单的硅管芯。这些管芯可随后与例如电子部件、磁性部件和光学部件一起被组装为成品。
[0131]系统230的元件一般为加工设备的标准物品，该标准物品适于并被配置为执行如上所述的方法。一个或多个沉积站234根据需要将金属层、电介质材料和光致抗蚀剂沉积在晶片232上。键合站235可用于将器件晶片键合至支撑晶片或其他支撑衬底(并且还可用作解键合站，但是解键合功能可另选地在不同的站中被执行)。光刻站236用于向晶片表面上的层施加图案，随后蚀刻图案至晶片中，并且晶片的多个部分被减薄。如上所述，一些蚀刻步骤可由一个或多个干法蚀刻站238执行，而其他的蚀刻步骤由湿法蚀刻站240执行。另选地或除此之外，研磨和/或抛光机器242可用于减薄晶片。
[0132]在完成上述晶片级加工操作之后，器件246与晶片232的剩余部分分开，并通过切单站244彼此分开。该站可抓紧管芯并将管芯提离晶片及其支撑结构。可能通过使延伸跨过开口的薄接片到该阶段为止断裂而使器件沿切单开口分开，如上所述。
[0133]如前所述，尽管为清晰和方便起见结合了某些类型的基于MEMS的扫描镜的制备描述了上述实施例，但是本发明的原理也可以必要的变更适用于其他类型的微机械器件。因此，应当理解，上述实施例是以举例的方式援引的，并且本发明不限于上文特别示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括本领域的技术人员在阅读以上描述时会想到且在现有技术中未公开的上文所述各种特征的组合和子组合两者，以及其变型和修改。
【主权项】
1.一种用于由半导体材料的具有第一侧和第二侧的晶片来加工器件的方法，所述方法包括: 通过使用湿法蚀刻工艺从所述晶片的至少所述第一侧移除所述半导体材料来在所述器件的区域中局部减薄所述晶片至预定义的厚度；以及 在所述器件的所述区域中蚀穿所减薄的晶片以便释放所述器件的运动部件。2.根据权利要求1所述的方法，并且包括使用干法蚀刻工艺蚀刻所述器件的特征部的图案至所述晶片的所述第一侧的所述半导体材料中。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述图案在局部减薄所述晶片之前被蚀刻。4.根据权利要求3所述的方法，其中蚀刻所述图案包括: 在所述晶片的至少所述第一侧沉积电介质层； 穿过所述电介质层蚀刻所述器件的特征部的所述图案至所述半导体材料中；以及 在蚀刻所述图案之后，从所述器件的至少所述区域移除所述电介质层。5.根据权利要求4所述的方法，其中沉积所述电介质层包括在所述晶片的所述第一侧和所述第二侧分别沉积第一电介质层和第二电介质层，其中所述第一电介质层在减薄所述晶片之前从所述晶片移除，并且所述第二电介质层仅在减薄所述晶片之后从所述晶片移除。6.根据权利要求4或5所述的方法，其中移除所述电介质层包括使所述电介质层围绕所述器件的周边保留在适当的位置，以便防止在所述湿法蚀刻工艺期间减薄所述周边。7.根据权利要求6所述的方法，其中沉积所述电介质层包括: 在所述晶片的所述第一侧上方沉积第一电介质层； 从所述晶片的将包含所述图案的所述区域蚀刻掉所述第一电介质层，以便当所述第一电介质层围绕所述器件的所述周边保留在适当的位置时在所述区域中暴露所述半导体材料；以及 在所暴露的半导体材料上方和所保留的第一电介质材料上方沉积第二电介质层， 其中穿过所述第二电介质层蚀刻所述图案至所述半导体材料中。8.根据权利要求4-7中任一项所述的方法，其中所述半导体材料为硅，并且其中所述电介质层包括二氧化硅的第一子层和相邻于所述第一子层的氮化硅的第二子层。9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中减薄所述晶片包括使用所述湿法蚀刻工艺从所述晶片的所述第一侧和所述第二侧两者移除所述半导体材料。10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，并且包括在减薄所述晶片之后在所述晶片的所述第二侧沉积反射层，由此所述器件被配置为用作扫描镜。11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中蚀穿所减薄的晶片包括在所述晶片的所述第二侧沉积光致抗蚀剂，以及施加光刻工艺以限定并蚀刻开口，所述开口穿过所减薄的晶片。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述开口包括释放开口，由此所述器件的所述运动部件沿所述释放开口与所述器件的剩余部分分开。13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述开口包括围绕所述器件的区域的切单开口，并且其中所述方法包括沿所述切单开口将所述器件与所述晶