專利名稱：微型電動機械結(jié)構(gòu)的包封工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微型電動機械裝置和相關(guān)制作方法，特別涉及微型電動機械結(jié)構(gòu)和相關(guān)微型電動機械裝置的包封工藝。
目前，鑒于微型電動機械結(jié)構(gòu)(MEMS)和其他微工程裝置的大小、成本和可靠性優(yōu)點，這些裝置已經(jīng)被開發(fā)用于廣泛的各種應(yīng)用中。產(chǎn)生了MEMS裝置的許多不同種類，包括微型傳動裝置、微型馬達、以及適于運動或提供機械力的其他微型機械裝置。這些MEMS裝置能用于各種應(yīng)用中，包括其中使用MEMS泵或閥的水力應(yīng)用、包括MEMS光閥和光閘的光學(xué)應(yīng)用、以及包括MEMS繼電器的電學(xué)應(yīng)用。
MEMS裝置依靠各種技術(shù)以在這些微型結(jié)構(gòu)中提供引起理想的機械運動所需的力。例如，靜電致動器已經(jīng)用于致動MEMS裝置。例如參見轉(zhuǎn)讓給MCNC(也是本發(fā)明的受讓人)的美國專利申請系列號No.09/320，891，其描述了具有靜電微型致動器的MEMS裝置，其內(nèi)容以引用的方式結(jié)合在本申請中。另外，致動器或其他MEMS部件的受控?zé)崤蛎浭窃谶@些MEMS結(jié)構(gòu)中提供用于引起理想機械運動所需的力的技術(shù)的另一個例子。例如參見轉(zhuǎn)讓給MCNC(也是本發(fā)明的受讓人)的美國專利No.5，909，078和美國專利系列號No.08/936，598和08/965，277，其描述了具有熱致動微型致動器的MEMS裝置，其內(nèi)容以引用的方式結(jié)合在本申請中。
一旦制作出MEMS裝置，整個裝置必須經(jīng)歷隨后的封裝步驟以將MEMS裝置加工成可用形式。這些封裝步驟可包括如晶片切割、組裝、引線鍵合、以及包封處理。由于在各單獨步驟中對所述裝置的深入加工，典型的MEMS裝置不可能經(jīng)受得住這些封裝步驟。由于MEMS裝置中使用的致動器結(jié)合機械運動以實現(xiàn)具體MEMS裝置的所需功能以及由于MEMS裝置可包括附加機械敏感部件，所以MEMS裝置通常存在特別具有挑戰(zhàn)性的封裝問題。
常規(guī)集成電路包封封裝是典型的共形表面涂覆。然而，由于難于對MEMS裝置的機械敏感部件周圍提供必要清潔，所以共形涂覆不適于封裝MEMS裝置。
封裝MEMS的另一種方法是制作一個分離的“蓋”結(jié)構(gòu)，然后在封裝前將其鍵合到MEMS管芯上。但是分離蓋方法的缺點在于當(dāng)蓋鍵合到晶片層上的管芯上時，整個MEMS管芯被覆蓋，從而在隨后的封裝過程中阻止了物理或電氣觸及MEMS管芯。
因此，存在一種對MEMS裝置的包封過程的需要，其適于在隨后的封裝步驟期間與MEMS裝置的機械敏感部件相容并能保護MEMS裝置的機械敏感部件。最好，MEMS裝置的包封過程利用常規(guī)的半導(dǎo)體制作技術(shù)和設(shè)備，從而不需要特殊的措施。此外，包封過程最好能夠有選擇地包封部分MEMS裝置，同時使得其他部分免于包封，例如，不需要包封或在隨后的封裝過程中必須可外部觸及的部分。另外，MEMS裝置的包封過程最好成本經(jīng)濟并允許在MEMS裝置的包封后使用常規(guī)的低成本的封裝技術(shù)。
本發(fā)明可滿足上述和其他需要，一個實施例中，本發(fā)明提供了一種在封裝前包封形成在襯底上的微型電動機械(MEMS)結(jié)構(gòu)的方法。首先，犧牲材料沉積在襯底上以覆蓋至少一部分MEMS裝置。接著，包封材料沉積在犧牲材料上使得包封材料覆蓋MEMS結(jié)構(gòu)上的至少一部分犧牲材料。隨后除去犧牲材料使得包封材料形成一個殼體，其與MEMS結(jié)構(gòu)間隔開并覆蓋MEMS裝置，從而允許MEMS結(jié)構(gòu)的預(yù)定操作。
根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，沉積犧牲材料的步驟還可包括將可除去的光致抗蝕劑沉積在襯底上以覆蓋至少一部分MEMS結(jié)構(gòu)，在一些情況下，光致抗蝕劑完全覆蓋MEMS結(jié)構(gòu)。此外，包封MEMS結(jié)構(gòu)的方法可包括形成與犧牲材料相關(guān)的圖形的步驟，從而有選擇地限定隨后操作期間被覆蓋的MEMS結(jié)構(gòu)的區(qū)域。犧牲材料也可限定通過包封材料保護的MEMS結(jié)構(gòu)的區(qū)域。
本發(fā)明的有利實施例也可包括在沉積后限定犧牲材料中至少一個開口的步驟，以暴露至少一部分襯底，襯底的暴露部分包括例如錨點。另外，沉積包封材料的步驟可進一步包括在犧牲材料上沉積包封材料使得犧牲材料與MEMS襯底在其暴露部分處嚙合，其中，包封材料可包括例如光可成象環(huán)氧樹脂，其具有足夠的厚度以形成MEMS結(jié)構(gòu)周圍的包封殼體。包封材料已經(jīng)沉積到犧牲層上之后，限定包封材料中的至少一個開口以暴露至少一部分犧牲材料。包封MEMS結(jié)構(gòu)方法的一些實施例包括形成與包封材料相關(guān)圖形以有選擇地限定隨后操作期間通過包封材料覆蓋的MEMS結(jié)構(gòu)的區(qū)域的步驟。通常，沉積包封材料的步驟包括已經(jīng)構(gòu)圖犧牲材料并除去相應(yīng)部分后在犧牲材料上沉積包封材料。
在一些例子中，除去犧牲材料的步驟可進一步包括除去犧牲材料使得包封材料形成一個殼體，其與至少一部分MEMS結(jié)構(gòu)間隔開并覆蓋至少一部分MEMS結(jié)構(gòu)，從而允許MEMS結(jié)構(gòu)的預(yù)定操作，其中通常從不希望與包封材料接觸的MEMS結(jié)構(gòu)的區(qū)域上除去犧牲材料。另外，除去犧牲材料的步驟可進一步包括從在包封材料的沉積后可外部觸及的MEMS結(jié)構(gòu)的部分上除去犧牲材料。在除去犧牲材料的步驟之前，包封MEMS結(jié)構(gòu)的方法的實施例包括使包封材料有選擇地不溶解以使其更耐用并不受隨后的處理步驟的影響。因此，在封裝之前包封形成在襯底上的MEMS結(jié)構(gòu)的方法通常包括在MEMS結(jié)構(gòu)上沉積包封材料使得包封材料形成一個殼體的步驟，該殼體與MEMS結(jié)構(gòu)間隔開并覆蓋MEMS結(jié)構(gòu)，從而允許MEMS結(jié)構(gòu)的預(yù)定操作。
本發(fā)明的另一個有利方面包括包封的MEMS結(jié)構(gòu)和包封蓋，所述包封的MEMS結(jié)構(gòu)具有至少一個MEMS結(jié)構(gòu)形成在其上的微電子襯底，所述包封蓋連接到襯底上并在至少一部分MEMS結(jié)構(gòu)上形成一個殼體從而允許MEMS結(jié)構(gòu)的預(yù)定操作。襯底可進一步限定蓋的錨點，錨點固定到位，包封通常包括垂直支撐件和大致水平區(qū)段。在一些例子中，包封蓋包括具有在錨點連接到微電子襯底上的支撐件的殼體。另外，包封蓋可限定通路區(qū)，在那里可觸及殼體下面的MEMS結(jié)構(gòu)。包封蓋可由環(huán)氧材料形成，特別地，例如，可由微型電動機械地制作的光刻可構(gòu)圖材料構(gòu)成。
本發(fā)明的再一方面包括一個中間MEMS結(jié)構(gòu)、在襯底上覆蓋至少一部分MEMS結(jié)構(gòu)的犧牲層、以及犧牲層上的包封層，所述中間MEMS結(jié)構(gòu)具有至少一個MEMS結(jié)構(gòu)形成在其上的微電子襯底，所述包封層覆蓋MEMS結(jié)構(gòu)上的至少一部分犧牲層并被連接到微電子襯底上。最好，微電子襯底限定用于包封層的固定錨點，其中包封層包括具有在錨點連接到微電子襯底上的支撐件。包封層最好由環(huán)氧材料構(gòu)成，例如，由微型電動機械地制作的光刻可構(gòu)圖材料構(gòu)成。
本發(fā)明的又一有利方面包括一個系統(tǒng)，其具有結(jié)合一個MEMS結(jié)構(gòu)的操作裝置、到MEMS結(jié)構(gòu)的一個輸入端、具有包封蓋的MEMS結(jié)構(gòu)、以及來自包封的MEMS結(jié)構(gòu)的一個輸出，所述包封蓋在至少一部分MEMS結(jié)構(gòu)上形成殼體并與其間隔開從而允許MEMS結(jié)構(gòu)的預(yù)定操作。最好，至少部分輸入來源于操作裝置，至少部分輸出被提供到操作裝置上。這樣的一個操作裝置可包括，例如，高壓開關(guān)、回轉(zhuǎn)儀和慣性傳感器。更一般地，操作裝置可適于例如導(dǎo)光并控制氣流。
因此，本發(fā)明的實施例提供一種MEMS裝置的包封過程，其在隨后封裝步驟期間與MEMS裝置的機械敏感部件相容并能夠保護MEMS裝置的機械敏感部件。如所述，根據(jù)本發(fā)明MEMS裝置的包封過程利用常規(guī)的半導(dǎo)體制作技術(shù)和設(shè)備并適于有選擇地包封部分MEMS裝置，同時使得其他部分免于包封，例如不需要包封或在隨后封裝過程中必須可觸及的部分。此外，根據(jù)本發(fā)明的包封過程成本經(jīng)濟并允許在MEMS裝置包封后使用常規(guī)的低成本封裝技術(shù)。
已經(jīng)敘述了本發(fā)明的一些優(yōu)點，當(dāng)結(jié)合附圖考慮，隨著后面的描述本發(fā)明的其他優(yōu)點將很明顯，所述附圖不必要按比例畫出，其中
圖1A-1D是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例用于包封MEMS裝置的處理次序的示意性平面圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的包封的MEMS微動繼電器的一個例子的平面圖。
圖3A-3C是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于包封一個例子或MEMS裝置的處理次序的斷面圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的包封一個MEMS裝置的方法的流程圖。
現(xiàn)在，參考附圖將在下文更全面地描述本發(fā)明，其中示出本發(fā)明的各優(yōu)選實施例。但是，本發(fā)明可以不同的形式實施并不受在此提出的各實施例的限定；更確切地，提供這些實施例使得公開透徹并完整，以及向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員完全表述本發(fā)明的范圍。相同的標號始終代表相同的部件。
圖1A-1D示意性描述了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于包封MEMS裝置的處理次序。使用已知處理，通常在例如硅晶片的合適襯底10上形成MEMS裝置。由于單獨MEMS裝置的尺寸，多個MEMS裝置通常形成在單個硅晶片上，其中，如果有附帶機構(gòu)，則每個單獨MEMS裝置及其附帶機構(gòu)整體被稱作管芯并通常用標號110表示。圖1A示出其上形成有MEMS裝置120的單個管芯110。管芯110可進一步包括金屬結(jié)構(gòu)130，例如，形成在襯底10上并可操作地連接到MEMS裝置120上的鍵合點130。鍵合點130允許電連接到MEMS裝置120，這是其操作所必要的。通常，到鍵合點130的物理電連接在封裝并將MEMS裝置120結(jié)合到最終操作結(jié)構(gòu)中之后形成。在一些例子中，在隨后的后序制作處理期間或之后，可能需要對MEMS裝置120加以進一步處理。
圖1B示出沉積在MEMS裝置120上的犧牲層140。犧牲層140最好覆蓋至少一部分MEMS結(jié)構(gòu)120并由例如Hoechst Celanese制造的AZ4620等可除去的光致抗蝕劑構(gòu)成。在一些情況下，犧牲材料140可完全覆蓋MEMS結(jié)構(gòu)120或整個管芯110。在本發(fā)明的一些實施例中，犧牲材料140可接著被構(gòu)圖以有選擇地限定隨后操作期間MEMS結(jié)構(gòu)120中被犧牲材料140覆蓋的區(qū)域。犧牲材料140也可限定MEMS結(jié)構(gòu)120中需要進一步保護的區(qū)域。如圖1B中所示，在一些例子中，沉積犧牲層140使得其覆蓋MEMS裝置120同時鍵合點130和部分襯底暴露在管芯110上。
如圖1C所示，接著將包封層150沉積在犧牲材料140上，使得包封材料150覆蓋MEMS結(jié)構(gòu)120上的至少一部分犧牲材料140。最好，包封層150接觸部分襯底和/或MEMS裝置120，從而將包封層150固定到管芯110上。包封層150可包括例如不能溶解的光可成象環(huán)氧樹脂，如Microlithography Chemical Corp.制造的SU-8。一旦包封層150已沉積在MEMS管芯110上，用已知光刻和/或蝕刻技術(shù)構(gòu)圖包封層150以限定包封層150將保留在MEMS管芯110上的部分。包封層150通常構(gòu)圖為暴露鍵合點130用于隨后與其的電連接。最好，構(gòu)圖包封材料150以通過由包封層150限定的至少一個開口160暴露至少一部分犧牲材料140。在本發(fā)明特別有利的一個實施例中，包封層150被構(gòu)圖以有選擇地限定在隨后操作期間MEMS裝置120被包封層150覆蓋的區(qū)域。接著通過例如在烘焙后暴露到UV光下使包封層150不被溶解，如圖1D中所示，然后通過開口160用如濕蝕刻過程蝕刻掉犧牲材料140。相應(yīng)地，包封層150形成一個殼體，與至少一部分MEMS裝置120間隔開并覆蓋至少一部分MEMS裝置120，從而允許MEMS裝置120的預(yù)定操作。因此，通常從MEMS裝置120中不希望與包封材料150接觸的區(qū)域上除去犧牲材料140。在一些例子中，從包封層150沉積后可外部觸及的MEMS裝置120的部分上除去犧牲材料140。一旦完成MEMS裝置120的包封，將準備對硅晶片10加以切割以分離單獨的管芯110。然后，單獨的管芯110被封裝并形成到最終的操作裝置中。
圖2示出了構(gòu)造為微動繼電器200的包封MEMS裝置的平面圖。MEMS微動繼電器200通常形成在襯底210上并包括，例如，一個有源致動器220、一個繼電器結(jié)構(gòu)230、和一個無源致動器240。在一些情況下，形成微動繼電器200的結(jié)構(gòu)還包括其上建立到所述結(jié)構(gòu)的必要電連接的相關(guān)鍵合點250。鍵合點250例如可形成為對有源致動器220提供必要電源或提供到繼電器結(jié)構(gòu)230的連接的電觸點。通常，例如上述的MEMS微動繼電器200這樣的MEMS裝置的操作需要微動繼電器200的部件的機械運動從而使得該裝置按預(yù)定操作。關(guān)于例如微動繼電器這樣的MEMS裝置的操作可在例如轉(zhuǎn)讓給MCNC(也是本發(fā)明的受讓人)的美國專利申請系列號No.09/383，053和09/388，321中有進一步描述。
為了將例如微動繼電器200這樣的MEMS裝置結(jié)合到最終的操作裝置中，微動繼電器200必須被封裝以保護該裝置同時有選擇地允許與之觸及以建立必要的電連接。因此，在圖3中示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例用于包封MEMS裝置的處理次序。如圖3A中所示，例如可除去的光致抗蝕劑這樣的犧牲材料310首先被提供到典型的MEMS裝置300上。接著犧牲材料310被構(gòu)圖以有選擇地限定隨后被除去的部分犧牲材料310以能觸及MEMS裝置300的確定部分。該觸及區(qū)域可包括例如用于電連接的鍵合點320或用于后序?qū)拥腻^定區(qū)域260(如圖2中所示)。接著蝕刻犧牲材料310以形成所需的結(jié)構(gòu)。如圖3B中所示，在犧牲材料310被構(gòu)圖后，例如光可成象環(huán)氧樹脂這樣的包封材料330沉積在部分MEMS裝置300上。然后包封材料330被構(gòu)圖以限定隨后被除去的包封材料330的部分，從而提供與下面結(jié)構(gòu)的通路。例如，可在包括鍵合點320的區(qū)域上除去包封材料330，從而可與之觸及以用于電連接和/或可在犧牲材料310的所選擇部分上(在圖2中作為觸及端口270示出)除去包封材料330，從而在后序處理中可與之觸及。接著包封材料330被蝕刻以形成所需的結(jié)構(gòu)。然后例如通過光成象處理使不溶解包封材料330。在包封材料330不溶解之后，包封的MEMS裝置300經(jīng)歷除去犧牲材料310的過程，例如濕蝕刻過程。觸及端口270(如圖2中所示)允許蝕刻觸擊未溶解的包封材料330下面的犧牲材料310，從而除去犧牲材料310。在一個特別有利的實施例中，從MEMS裝置300的機械可動部件上除去犧牲材料310。因此，如圖3C中所示，在除去犧牲材料310后，包封材料330的硬殼保留在MEMS裝置300的所選擇部分上，并允許觸及MEMS裝置300的臨界部分，例如鍵合點320。包封材料330的硬殼在錨定區(qū)域260處貼在MEMS裝置300上(如圖2中所示)，以及與MEMS裝置300的機械可動部分間隔開，從而不妨礙其機械運動。一旦完成該過程，以可保證隨后封裝步驟產(chǎn)生最終的操作裝置的方式，包封所得到的MEMS裝置300，其中MEMS裝置300的機械可動部分或其他敏感部分通過包封材料330的硬殼覆蓋并保護。包封的MEMS裝置還可結(jié)合到具有到MEMS裝置的一個輸入端和來自MEMS裝置的一個輸出端的系統(tǒng)中。
本發(fā)明的再一個有利方面包括一種用于包封MEMS裝置的方法，如圖4中所示，在封裝前MEMS裝置通常形成在襯底上。首先犧牲材料沉積在襯底上以覆蓋至少一部分MEMS裝置(塊350)。犧牲材料也可包括例如可除去的光致抗蝕劑。在一些例子中，犧牲材料可完全覆蓋MEMS裝置。其后，包封MEMS裝置的該方法也可包括形成與犧牲材料相關(guān)的圖形的步驟，以有選擇地限定在隨后的操作期間由犧牲材料覆蓋的MEMS裝置的區(qū)域，其中這些區(qū)域可包括由包封材料保護的部分MEMS裝置。通常，在犧牲材料中至少限定一個開口，其中開口暴露至少一部分襯底。襯底的暴露部分可用于例如用于后序?qū)拥腻^點。
接著包封材料沉積在犧牲材料上，使得包封材料覆蓋MEMS裝置上的至少一部分犧牲材料(塊360)。最好，包封材料在其暴露部分(如錨點)與襯底嚙合，并可包括例如光可成象環(huán)氧樹脂。通常以足夠的厚度沉積包封材料以形成MEMS裝置周圍的包封殼體，其中可進一步處理包封材料以限定至少一個開口，通過該開口暴露一部分犧牲材料。包封材料的構(gòu)圖有選擇地限定在隨后的操作期間由包封材料覆蓋的MEMS裝置的區(qū)域。而且，包封材料可從與MEMS裝置觸及的區(qū)域上選擇地除去。接著除去犧牲材料，使得包封材料形成一個殼體，與MEMS裝置間隔開并覆蓋MEMS裝置，并允許MEMS裝置的預(yù)定操作(塊370)。通常，犧牲材料從與包封材料不接觸的MEMS裝置的區(qū)域上除去。在一些例子中，犧牲材料從包封材料沉積后可外部觸及的MEMS裝置的部分上除去。通常，在從MEMS裝置上除去犧牲材料之前包封材料不溶解。
因此，本發(fā)明的各實施例提供一種用于MEMS裝置的包封過程，其在隨后的封裝步驟期間與MEMS裝置的機械可動部件和敏感部件相容并適于保護所述機械可動部件和敏感部件。根據(jù)本發(fā)明各實施例用于MEMS裝置的包封過程利用常規(guī)半導(dǎo)體制作技術(shù)和設(shè)備。這樣的處理適于有選擇地包封部分MEMS裝置同時使得其他部分免于包封，例如不需要包封或在隨后的封裝過程中必須與外部可觸及的部分。這些因素組合提供一種包封過程，其成本經(jīng)濟并允許在MEMS裝置包封后可使用常規(guī)的低成本的封裝技術(shù)。
本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在上述描述和相關(guān)附圖的指導(dǎo)下，可以想到本發(fā)明的各種變形和其他實施例。因此，也可以理解本發(fā)明不受在此公開的各具體實施例的限定，各種變形和其他實施例都包括在后附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。盡管在此應(yīng)用了具體的術(shù)語，但其僅是一般性和描述意義上的使用，并不是為了限制的目的。
權(quán)利要求
1．一種包封微型電動機械(MEMS)裝置的方法，所述裝置在其封裝之前形成于襯底上，所述方法包括步驟在襯底上沉積犧牲材料以覆蓋至少一部分MEMS裝置；在犧牲材料上沉積包封材料，使得所述包封材料覆蓋MEMS裝置上的至少一部分犧牲材料；以及除去犧牲材料，使得包封材料形成一個殼體，其與MEMS裝置間隔開并覆蓋MEMS裝置，以及允許MEMS裝置的預(yù)定操作。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其中沉積犧牲材料的步驟還包括在襯底上沉積可除去的光致抗蝕劑以覆蓋至少一部分MEMS裝置。
3．如權(quán)利要求2所述的方法，其中沉積犧牲材料的步驟還包括沉積犧牲材料以完全覆蓋MEMS裝置的步驟。
4．如權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟形成與犧牲材料相關(guān)的圖形以有選擇地限定在隨后的操作期間由犧牲材料覆蓋的MEMS裝置的區(qū)域。
5．如權(quán)利要求4所述的方法，其中形成與犧牲材料相關(guān)的圖形的步驟還包括限定由包封材料保護的MEMS裝置的區(qū)域。
6．如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在犧牲材料沉積后在犧牲材料中限定至少一個開口以暴露一部分襯底的步驟。
7．如權(quán)利要求6所述的方法，其中限定犧牲材料中至少一個開口的步驟包括限定用于錨點的一個開口。
8．如權(quán)利要求7所述的方法，其中限定犧牲材料中至少一個開口的步驟包括除去一部分犧牲材料并暴露一部分MEMS襯底從而形成錨點。
9．如權(quán)利要求6所述的方法，其中沉積包封材料的步驟還包括在犧牲材料上沉積包封材料，所述包封材料在其暴露部分處與MEMS襯底嚙合。
10．如權(quán)利要求1所述的方法，其中沉積包封材料的步驟還包括在犧牲材料上沉積光可成象環(huán)氧樹脂。
11．如權(quán)利要求1所述的方法，其中沉積包封材料的步驟包括以足夠厚度沉積包封材料以形成MEMS裝置周圍的包封殼體。
12．如權(quán)利要求1所述的方法，還包括限定包封材料中至少一個開口以暴露一部分犧牲材料的步驟。
13．如權(quán)利要求12所述的方法，還包括步驟形成與包封材料相關(guān)的圖形以有選擇地限定在隨后的操作期間由包封材料覆蓋的MEMS裝置的區(qū)域。
14．如權(quán)利要求1所述的方法，其中沉積包封材料的步驟包括在犧牲材料已經(jīng)被構(gòu)圖以及除去相應(yīng)部分后在犧牲材料上沉積包封材料。
15．如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在可觸及MEMS裝置的選擇區(qū)域上除去包封材料的步驟。
16．如權(quán)利要求1所述的方法，其中除去犧牲材料的步驟還包括除去犧牲材料使得包封材料形成一個殼體，其與至少一部分MEMS裝置間隔開并覆蓋至少一部分MEMS裝置，從而允許MEMS裝置的預(yù)定操作。
17．如權(quán)利要求16所述的方法，其中除去犧牲材料的步驟包括從與包封材料不接觸的區(qū)域上除去犧牲材料。
18．如權(quán)利要求17所述的方法，其中除去犧牲材料的步驟還包括包封材料沉積后從可外部觸及的部分MEMS裝置上除去犧牲材料。
19．如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在除去犧牲材料的步驟之前有選擇地使包封材料不溶解的步驟。
20．一種包封微型電動機械(MEMS)裝置的方法，所述裝置在其封裝之前形成在襯底上，所述方法包括步驟在MEMS裝置上沉積包封材料使得包封材料形成一個殼體，其與MEMS裝置間隔開并覆蓋MEMS裝置，從而允許MEMS裝置的預(yù)定操作。
21．一種包封的微型電動機械(MEMS)裝置，包括具有至少一個MEMS裝置形成在其上的微電子襯底；以及一個包封蓋，連接到襯底上并在至少一部分MEMS裝置上形成一個殼體從而允許MEMS裝置的預(yù)定操作。
22．如權(quán)利要求21所述的MEMS裝置，其中微電子襯底限定用于所述蓋的錨點，所述錨點固定到位。
23．如權(quán)利要求21所述的MEMS裝置，其中包封蓋通常包括垂直支撐件和大致水平的區(qū)段。
24．如權(quán)利要求22所述的MEMS裝置，其中包封蓋包括一個殼體，其在錨點處被連接到微電子襯底上。
25．如權(quán)利要求24所述的MEMS裝置，其中包封蓋限定可觸及殼體下面的MEMS裝置的通路區(qū)。
26．如權(quán)利要求21所述的MEMS裝置，其中包封蓋由環(huán)氧材料形成。
27．如權(quán)利要求26所述的MEMS裝置，其中封裝蓋由光刻可構(gòu)圖材料構(gòu)成。
28．如權(quán)利要求21所述的MEMS裝置，其中包封蓋是微型電動機械制作的裝置。
29．一種中間微型電動機械(MEMS)裝置，包括具有至少一個MEMS裝置形成在其上的微電子襯底；襯底上的犧牲層，其覆蓋至少一部分MEMS裝置；以及犧牲層上的包封層，其覆蓋MEMS裝置上的至少一部分犧牲層并被連接到微電子襯底上。
30．如權(quán)利要求29所述的中間MEMS裝置，其中所述微電子襯底限定用于包封層的錨點，所述錨點被固定到位。
31．如權(quán)利要求30所述的中間MEMS裝置，其中所述包封層包括一個殼體，其具有在錨點處連接到微電子襯底上的支持件。
32．如權(quán)利要求29所述的中間MEMS裝置，其中所述包封層由環(huán)氧材料構(gòu)成。
33．如權(quán)利要求32所述的中間MEMS裝置，其中所述包封蓋由光刻可構(gòu)圖材料構(gòu)成。
34．如權(quán)利要求29所述的中間MEMS裝置，其中所述包封層是微型電動機械制作的結(jié)構(gòu)。
35．一種具有結(jié)合微型電動機械(MEMS)裝置的操作裝置的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括到MEMS裝置的一個輸入端，至少部分輸入來自操作裝置；一個MEMS裝置，具有一個包封蓋，在至少一部分MEMS裝置上形成一個殼體并與其間隔開從而允許MEMS裝置的預(yù)定操作；以及來自包封的MEMS裝置的一個輸出端，至少一部分提供到操作裝置中。
36．如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中操作裝置包括高壓開關(guān)、回轉(zhuǎn)儀、和慣性傳感器中的至少一個。
37．如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中操作裝置能導(dǎo)光和控制氣流之一。
全文摘要
公開一種包封微型電動機械(MEMS)結(jié)構(gòu)的方法,其中MEMS結(jié)構(gòu)形成在襯底上并在封裝前被包封。犧牲材料首先被沉積在襯底上以覆蓋至少部分MEMS結(jié)構(gòu)。接著包封材料沉積在犧牲材料上使得包封材料覆蓋MEMS結(jié)構(gòu)上的至少部分犧牲材料。隨后犧牲材料被除去,從而包封材料形成一殼體,其與MEMS結(jié)構(gòu)間隔開并覆蓋MEMS結(jié)構(gòu)以允許MEMS結(jié)構(gòu)的預(yù)定操作。也提供用本發(fā)明各實施例的包封MEMS結(jié)構(gòu)的方法制作的相關(guān)MEMS結(jié)構(gòu)。
文檔編號B81B3/00GK1296297SQ0013296
公開日2001年5月23日 申請日期2000年11月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月15日
發(fā)明者羅伯特·L·伍德, 布魯斯·W·達德利 申請人:Jds尤尼費斯公司