微機電裝置及用以制造微機電裝置的方法

文檔序號：5267051閱讀：151來源：國知局

專利名稱：微機電裝置及用以制造微機電裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種用以制造微機電(micro-electro-mechanical system, MEMS)裝
置的方法。
背景技術(shù)：
微機電(MEMS)是透過微制造(microfabrication)技術(shù)整合機械元件、傳感器、致動器及電子器件于一共享基板(例如一硅基板)上。電子器件是利用集成電路(integrated circuit; IC)工藝序列(例如，CMOS工藝、雙極工藝、或BICMO 工藝)加以制造，而微機械元件則利用兼容的"微加工(micromachining)"工藝加以制造，所述"微加工"工藝通過有選擇地蝕刻掉硅晶片的某些部分或者添加新結(jié)構(gòu)層而形成機械及機電裝置。
MEMS技術(shù)是基于若干種工具及方法，所述工具及方法用以形成具有微米規(guī) 模(百萬分之一米)尺寸的微小結(jié)構(gòu)。該技術(shù)的各重要部分是采納自集成電路(IC) 技術(shù)。舉例而言，類似于集成電路，MEMS結(jié)構(gòu)一般是達成于薄膜材料中并以光刻(photol他ographic)方法予以圖案化。而且，類似于集成電路，MEMS結(jié)構(gòu)一般是通過一系列沉積、光刻印刷及蝕刻步驟而制造于一晶片上。
隨著MEMS結(jié)構(gòu)的復雜度的增加，MEMS裝置的制造工藝亦變得日趨復雜。傳統(tǒng)上，具有多個垂直層深的包含大量MEMS零件的MEMS結(jié)構(gòu)(例如，一 MEMS 探針卡)是通過于整個晶片上采用一系列沉積步驟而建置于一單個基板上?，F(xiàn)有方法的一問題在于，任一沉積步驟及任一單個MEMS零件出現(xiàn)瑕疵或污染皆可導致整個晶片報廢。因此，需要改良現(xiàn)有制造工藝，藉以提高MEMS裝置的良率、縮短循環(huán)時間并降低成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種使用一導入遮罩將一 MEMS零件安置于一應(yīng)用平臺的技術(shù)。于本發(fā)明中，制造一MEMS零件陣列于一基板上，并將其分別自基板分離。隨后，
5將所述MEMS零件其中之一或多個置于并接合至一應(yīng)用平臺，此是使用一導入遮罩達成以提高MEMS零件的位置精確度。此外，于接合工藝中可利用一施壓晶片，以改良MEMS零件對應(yīng)用平臺的黏附力。

為讓上述目的、技術(shù)特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下面將配合附圖對本發(fā)明的
較佳實施例進行詳細說明，其中
圖1是一流程圖，其例示根據(jù)本發(fā)明一實施例的一種制造一微機電
(micro-electro-mechanical system; MEMS)裝置的方法；
圖2A-圖2B例示涂覆有一接合材料的一應(yīng)用平臺的一立體圖及一剖視圖3A例示一導入遮罩的一實施例；
圖3B例示置于該應(yīng)用平臺頂上的導入遮罩；
圖4A例示MEMS零件的一實施例；
圖4B例示MEMS零件被裝入應(yīng)用平臺上導入遮罩的一導入缺口；
圖5A例示一施壓工具的一實施例；
圖5B例示應(yīng)用于MEMS零件的施壓工具；
圖6例示于應(yīng)用平臺上包含MEMS零件的一 MEMS裝置的一實施例。
具體實施例方式
附圖中以舉例而非限定方式圖解說明本發(fā)明的一個或多個實施例，其中相同標號表示相同的元件。于下文說明中，將闡述諸多細節(jié)。然而，熟悉此項技術(shù)者將容易理解，無需所述具體細節(jié)亦可實施本發(fā)明。于某些情形中，為避免使本發(fā)明模糊不清，以方塊圖而非具體細節(jié)形式顯示眾所熟知的結(jié)構(gòu)及裝置。
本文所述技術(shù)可提高用于制造MEMS裝置的取放(pick-and-place)工藝的精確度。于一取放工藝中，MEMS零件被分別自一基板分離("取")，然后以未封裝狀態(tài)附著("放")至一應(yīng)用平臺。此"取放"技術(shù)可大幅提高MEMS零件制造及使用的靈活性。舉例而言，MEMS零件陣列可同時自基板分離，或每次一個或多個零件地自基板分離。各該MEMS零件可附著至同一或不同應(yīng)用平臺。此外，附著至同一應(yīng)用平臺的MEMS零件可以一第一排列形式制造于該基板上，然后以一第二排列形式附著至應(yīng)用平臺上，其中第一排列形式及第二排列形式可具有不同的MEMS零件間距、不同的MEMS零件取向、或二者的一組合。
然而，當自基板分別分離各MEMS零件時，將所分離的MEMS零件安置于一應(yīng)用平臺上可帶來位置精度方面的挑戰(zhàn)。因典型的MEMS零件較典型的芯片(die) 小數(shù)個數(shù)量級，現(xiàn)有的芯片放置技術(shù)不適用于MEMS零件的放置。使用一導入遮罩則能提高MEMS零件的放置精確度。此外，當將大量MEMS零件一個接一個地放置于一應(yīng)用平臺上時，需要確保當放置后續(xù)MEMS零件時，先前所放置的MEMS 零件未發(fā)生移動。于每一MEMS零件放置之后皆立即執(zhí)行一接合操作(例如回焊 (solderreflow))會非常耗時。于MEMS零件放置之后、執(zhí)行一接合操作之前，該導入遮罩將所有MEMS零件保持于擬定位置。因可利用一單個導入遮罩將多個 MEMS零件放置于一應(yīng)用平臺上，故可于一次接合操作中形成多個MEMS零件與應(yīng)用平臺間的接合，藉此大幅縮短工藝時間。
本文的術(shù)語"MEMS零件"是指一微機器的一子結(jié)構(gòu)(例如機械零件、光學零件、電性零件等等)、一經(jīng)微機械加工的結(jié)構(gòu)、或一經(jīng)MEMS加工的結(jié)構(gòu)。通常，MEMS零件的尺寸介于10x10x10微米至5000x5000x5000微米之間。MEMS 零件的實例包括一探針陣列(probe card)中的探針，所述探針可于一應(yīng)用平臺上排列形成一探針卡。探針卡利用探針建立一電子測試系統(tǒng)與一晶片間的電性路徑，藉此測試及驗證該晶片。MEMS零件的其它實例包括光學激光模塊、光學透鏡、微齒輪、微電阻器、微電容器、微電感器、微隔膜、微繼電器、微彈簧、波導、微凹槽等等。
本文所述技術(shù)的一特征在于，用于最終應(yīng)用的應(yīng)用平臺上的MEMS零件是制造于與該應(yīng)用平臺不同且獨立的基板上。本文的術(shù)語"基板"是指如下基板其僅用于制造工藝，而不參與MEMS零件及包含所述MEMS零件的最終MEMS裝置的運作。用于制造MEMS零件的基板的實例包括但不限于陶瓷、玻璃、金屬板、塑料板及半導體晶片。與硅基基板相比，非硅基板提供更多數(shù)量的標準尺寸且可用作一更厚且非圓形的標準基板。此外，非硅基板對制造工藝中所用的大多數(shù)化學品呈惰性。包括硅基基板在內(nèi)的大多數(shù)基板上皆可加工有MEMS零件。加工于基板上的材料可于不損壞基板的情況下后續(xù)被移除或溶解。因此，除非另外指明，本文所述用于制造MEMS零件的基板皆是"可重復使用的基板"。于MEMS零件自其分離且殘留物質(zhì)被移除后，可重復使用的基板可被重新用于下一批次MEMS零件的制造。
本文的術(shù)語"應(yīng)用平臺"是指于運作中用作一可運作MEMS裝置(例如探針卡、激光模塊等)的一部件的平臺(例如基板)。應(yīng)用平臺可包括但不限于適用于
MEMS零件附著且適合于最終應(yīng)用目的的半導體、玻璃、陶瓷、低溫共燒陶瓷(low temperature co-fired ceramics; LTCC)、高溫共燒陶瓷(high temperature co-fired ceramics; HTCC)、金屬、介電材料、有機材料、或上述材料的任一組合。應(yīng)用平臺上制造有用于具體應(yīng)用目的的組件。所述組件可包括但不限于電性連接、電性接觸、電性隔離、電性接地、集成電路(integrated circuit; IC)模塊、應(yīng)用專用集成電路(application specific IC; ASIC)模塊、介電圖案化、導電開口界定、機械支撐、機械保護、熱傳導、靜電放電(electrostatic discharge; ESD)保護、零件封閉、以及打線接合焊墊(wire bonding pads)。一或多個MEMS零件將被附著至該應(yīng)用平臺以完成一MEMS裝置的整合。應(yīng)理解，一應(yīng)用平臺可包含制造于一個或多個可重復使用基板上的一個或多個MEMS零件。附著至一應(yīng)用平臺的MEMS零件可是不同的取向、形狀、尺寸及材料，并可具有不同的功能。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，MEMS零件被制造于與最終應(yīng)用所用基板不同的一基板上。因此，單個MEMS零件的良率不直接影響整合有一個或多個MEMS零件的最終產(chǎn)品的良率。于MEMS零件被附著至應(yīng)用平臺之前，可實施一選擇可接受 MEMS零件的程序。具有瑕疵的MEMS零件可于進行該附著工序之前被丟棄或者留在可重復使用的基板上。
圖1是一流程圖，其例示根據(jù)本發(fā)明一實施例的一種制造MEMS零件及形成一 MEMS裝置的方法100的概略圖。于方塊110中，制造MEMS零件于一基板上。于方塊120中，將MEMS零件自基板分離。MEMS零件的制造及分離已更詳細地闡述于同族申請的申請案(美國專利申請案第11/951,772號)中。于方塊130中，制造一應(yīng)用平臺以于其上面形成必要的元件(若有)，例如上文所述的電子元件、電性元件及機械元件。應(yīng)用平臺的制備可與MEMS零件的制造及分離并列進行，或者于MEMS零件的制造及/或分離之前或之后進行。于方塊140中，將所分離 MEMS零件其中之一或多個附著至應(yīng)用平臺，每次附著一個或多個零件，此是利用一導入遮罩達成以提高位置精確度。下文將參照圖2A-圖6更詳細地說明如何利用一導入遮罩將MEMS零件附著至應(yīng)用平臺。于方塊150中，執(zhí)行進一步處理，以將組件整合于應(yīng)用平臺上，藉此制成被設(shè)計用于具體應(yīng)用目的的MEMS裝置。該進一步處理亦可包括與應(yīng)用平臺外部的模塊相整合，以達成應(yīng)用平臺的功能度。適合的外部模塊包括但不限于電子模塊、電源供應(yīng)器、及/或包含電路元件(例如電容器、電阻器、電感器及集成電路組件)的印刷電路板(printed circuit board;
8PCB)。于探針卡制造情形中，與一PCB相整合可包括利用一機械總成將PCB與應(yīng)用平臺(及其上面所附著的MEMS零件)相耦合。
本文所述的技術(shù)可用于包含一個或多個MEMS零件的各種產(chǎn)品中。例如，最終產(chǎn)品可包括一激光模塊，其中一激光源(一 MEMS零件)與一個或多個透鏡(其亦可是MEMS零件)相整合及對齊。于此種情形中，與該激光模塊接合的基板是應(yīng)用平臺。激光模塊的附著工藝可利用芯片附著(die attachment)技術(shù)實施，例如半導體行業(yè)中常用的用以將一芯片接合至一基板的技術(shù)。應(yīng)用平臺可能已被圖案化以形成其上面各元件之間以及與應(yīng)用平臺外部的一系統(tǒng)之間的電性連接。于另一情形中，最終產(chǎn)品可包括一探針卡，該探針卡包含多個MEMS探針?？啥ㄖ圃撎结?卡上各探針的位置。于探針卡基板(即應(yīng)用平臺)上制造探針一般涉及到一系列加工步驟。傳統(tǒng)中，任一探針中于任一加工步驟中所形成的瑕疵皆可致使整個探針卡不可用。利用本文所述技術(shù)，則可于一獨立基板上制造探針，并僅選取良好的探針附著至探針卡基板。該探針卡基板可被圖案化，以電性連接各該探針至一外部印刷電路板，以用于傳送探測信號。包含一個或多個MEMS零件的裝置的其它實例包括光學開關(guān)(optical switch)、鏡面陣列(mirror array)等等。
參見圖2A-圖6，其描述一種用于將一 MEMS零件45附著至一應(yīng)用平臺21 的方法的一實施例。盡管圖中僅顯示一個MEMS零件，然而應(yīng)理解，該同一方法亦可應(yīng)用于附著一MEMS零件陣列于應(yīng)用平臺21。應(yīng)了解，該MEMS零件陣列可包含相同的MEMS零件或不同的MEMS零件。亦應(yīng)了解，通過完全不同或部分不同的加工操作序列所制成的MEMS零件亦可附著至應(yīng)用平臺21。圖2A顯示涂覆于應(yīng)用平臺21的一接合材料的一立體圖，圖2B顯示一相應(yīng)的截面圖。接合材料22的類型包括但不限于環(huán)氧樹脂、膠、糊膏、水泥、硅樹脂(silicone)、導電黏合劑、共晶金屬(eutectic metal)、及上述材料的任意組合。某些接合材料22 (例如共晶金屬及焊料)可呈一模板或一金屬樣片(coupon)的形式。于某些實施例中，接合材料22并非涂覆至應(yīng)用平臺21，而是涂覆至MEMS零件的接合面，或者除涂覆至應(yīng)用平臺21外還涂覆至MEMS零件的接合面。然而，若于MEMS 零件的制造工藝中使用高溫(例如，高于回焊溫度的溫度)，則接合材料22可僅涂覆至應(yīng)用平臺21，以簡化MEMS零件制造。
接合材料22可人工地或通過機器或設(shè)備涂覆至應(yīng)用平臺21及/或MEMS零件的接合面。接合材料22可通過以下方法涂覆或形成電性成型(electrical forming)、薄膜沉積、旋轉(zhuǎn)圖案化(spinpatterning)、噴涂圖案化(spraypatterning)、層壓、化學成型(chemical forming)、燥接(soldering)、熱壓(thermal compression)、化學接合、熱層壓、施配(dispensing)、或上述方法的任意組合。于某些情形中， MEMS零件可通過機械鎖定或磁性吸引而附著至應(yīng)用平臺21。機械鎖或磁體可與接合材料22結(jié)合使用或取代接合材料22。舉例而言，可首先使用機械鎖或磁體固定MEMS零件于應(yīng)用平臺21上的位置，然后可使用接合材料22進一步緊固MEMS 零件與應(yīng)用平臺21間的接合。
圖3A顯示一導入遮罩33的一實例。圖3B顯示對齊至并放置至應(yīng)用平臺21 的導入遮罩33。導入遮罩33能提高MEMS零件45于應(yīng)用平臺21上的位置精確度。導入遮罩33及應(yīng)用平臺21的形狀未必相同。導入遮罩33及應(yīng)用平臺21可分別包含一或多個對齊標記，以指示對齊位置。導入遮罩33及應(yīng)用平臺21可例如通過一市售晶片接合機(wafer bonding machine)對齊，晶片接合機自動地檢測所述對齊標記并利用所述對齊標記達成對齊。另一選擇為，可于導入遮罩33及應(yīng)用平臺21上形成一個或多個定位銷孔。為形成定位銷孔，導入遮罩33及應(yīng)用平臺21 可被標記以對齊標記，以界定欲形成貫穿孔(即定位銷孔)的位置?？捎糜谛纬韶?穿孔的技術(shù)包括但不限于激光鉆孔(laser drill)、化學蝕刻(chemical drill)、或光刻法(photolithography)。舉例而言，可將一光刻膠圖案化，使其覆蓋及保護導入遮罩33及應(yīng)用平臺21中除設(shè)置有對齊標記之處的整個區(qū)域。然后，可實施深度反應(yīng)性離子蝕刻(deep reactive ion etch; DRIE)，以于無光刻膠的區(qū)域中蝕刻貫穿孔。于形成定位銷孔之后，隨后即可插入定位銷于所述定位銷孔中，藉以引導對齊操作。
導入遮罩33包含一導入缺口 34，導入缺口 34界定MEMS零件45 (圖4A) 于應(yīng)用平臺21上的位置。導入缺口 34不必具有與MEMS零件45完全相同的形狀，而是具有使MEMS零件45在被裝入導入缺口 34后不能移動的形狀。舉例而言，導入缺口 34所具有的形狀可在不與MEMS零件45的確切輪廓完全匹配的情況下即可界定MEMS零件45的拐角位置。于某些實施例中，導入缺口34可于MEMS 零件45的一側(cè)或多側(cè)上包含一缺角部分(cut-out portion)，以利于操縱及加工 MEMS零件45而不影響MEMS零件的定位。于圖3A的實施例中，導入缺口 34 于其中央包含一缺角部分36，缺角部分36大于MEMS零件45的形狀，以容許操縱及加工MEMS零件45。缺角部分36為一工具(例如一取放機器)提供足夠的空間，以于將MEMS零件裝入導入缺口 34的同時維持對MEMS零件45的抓附力。缺角部分36可具有任意形狀及任意尺寸，只要能阻止MEMS零件45于導入缺口
1034中移動即可。
此外，于某些實施例中，導入缺口34的底部可于導入遮罩33與應(yīng)用平臺21 相接觸的處在邊壁中包含一個或多個凹槽，例如凹槽35。凹槽35的形成能防止接合材料22 (例如焊接材料)于接合工序中在焊料熔化溫度下"蠕動出(creeping out)"。導入遮罩33可由例如硅或其它適合的材料制成。
導入遮罩33的導入缺口 34可通過深度反應(yīng)性離子蝕刻(DRIE)工藝、激光切害ij (laser cutting)、放電加工(Electric Discharge Machining; EDM)、或其它精密機加工方法形成。于一實施例中，光刻膠在將形成導入遮罩33的一晶片(例如硅晶片)上被圖案化有導入缺口 34的形狀。然后，實施一DRIE工藝，以蝕刻透晶片中未受光刻膠遮罩保護的部分，進而形成導入缺口34。此后，剝除光刻膠。
于形成導入缺口34后，可形成凹槽35。出于解釋凹槽形成過程的目的，在圖 3B中，導入遮罩33被劃分成二層33a及33b。然而，如下文所將更詳細解釋，該二層33a及33b可是同一晶片的不同部分，或者可由不同材料制成。
于一實施例中，通過將一晶片33a反轉(zhuǎn)、使一層光刻膠33b可置于反轉(zhuǎn)的晶片 33a的頂上而形成凹槽35。然后，蝕刻光刻膠33b，以暴露出晶片33a的一區(qū)域。光刻膠33b的被蝕刻部分形成凹槽35。于此種情形中，光刻膠層33b保留于晶片 33a上而變成導入遮罩的一部分。另一選擇為，通過將一晶片(層33a及33b二者) 反轉(zhuǎn)、使光刻膠(圖未顯示)可作為遮罩置于反轉(zhuǎn)晶片頂上而形成凹槽35。實施一DRIE工序以蝕刻晶片(層33a及33b)的一暴露區(qū)域，并對該工序計時，以便僅蝕刻掉晶片層33b的一部分。于此種情形中，凹槽35是由晶片層33b的被蝕刻部分形成。此后，移除光刻膠。于又一實施例中，通過將一晶片33a反轉(zhuǎn)、使得形成一聚酰亞胺(polyimide)層33b覆蓋該晶片的表面，而形成凹槽35。于形成聚酰亞胺層33b之后，以光刻膠形成一蝕刻遮罩(圖未顯示)并將該蝕刻遮罩置于聚酰亞胺層33b頂上。實施等離子體干蝕刻以移除暴露的聚酰亞胺33b而形成凹槽 35。此后，移除光刻膠。因聚酰亞胺較光刻膠耐受更高的溫度，故當接合工序涉及高溫時可使用聚酰亞胺。
盡管圖3A及圖3B中僅顯示一個導入缺口 34，然而此項技術(shù)中的普通技術(shù)人員將知，導入遮罩33可包含多個導入缺口 34，以用于放置多個MEMS零件。各該導入缺口可具有相同的形狀/尺寸或不同的形狀/尺寸，以用于放置相同或不同的 MEMS零件。各該導入缺口可具有相同或不同的定向。因在一次加工操作中可將多個MEMS零件裝入多個導入缺口中并接合至應(yīng)用平臺21，故組裝一包含多個MEMS零件的MEMS裝置所用的時間大幅縮短。
圖4A顯示MEMS零件45的一實例。圖4B顯示MEMS零件被裝入應(yīng)用平臺 21上導入遮罩33的一導入缺口 34中。MEMS零件45的放置可人工實施或用機器實施。
為提高MEMS零件45對應(yīng)用平臺21的黏附力，于MEMS零件45被裝入導入遮罩33的導入缺口 34后，可沿應(yīng)用平臺21的一方向提供一力至MEMS零件 45。圖5A顯示一施壓工具56 (于本文中亦稱作一施壓晶片)，施壓工具56包含一施壓塊57(于本文中亦稱作一凸起部)及一孔58(于本文中亦稱作一導入缺口 )。施壓塊57及孔58的形狀及尺寸是根據(jù)MEMS零件45的形狀及尺寸予以設(shè)計，以沿應(yīng)用平臺21的方向有選擇地施加一壓力(在圖中為一向下的力)至MEMS零件 45中的各部分。應(yīng)理解，施壓塊57及孔58的形狀及尺寸無需與MEMS零件45 的輪廓精確地匹配。舉例而言，可選用一簡單的形狀(例如圓形、正方形或矩形)，以簡化施壓工具56的設(shè)計。此外，施壓工具56可包含多個施壓塊及多個孔，以于一接合工序中同時施加力至多個MEMS零件。各該施壓塊及孔可具有不同的形狀及尺寸，以有效地施加壓力至具有不同形狀及尺寸的MEMS零件。施壓工具56 可由例如硅或其它適合的材料制成?？?8可利用上文關(guān)于導入遮罩33的導入缺口 34所述的類似工藝形成。施壓塊57可由金屬(例如，鍍金或銅)、光刻膠、聚合物、或其它適合的材料制成。
為形成施壓塊57，于一實施例中，可設(shè)置一層光刻膠于形成施壓工具56的一晶片上。該層光刻膠可被圖案化有施壓塊57的所期望形狀及尺寸，并可留在晶片上。于此種情形中，光刻膠本身形成施壓塊57。于一替代實施例中，一光刻膠遮罩可被圖案化成負性(negative)遮罩，使得對應(yīng)于施壓塊57的一缺口形成于光刻膠中。然后，可電鍍金屬(例如銅或金)于該缺口中，以形成施壓塊57。此后，移除光刻膠。于再一實施例中，形成一聚酰亞胺層以覆蓋將用以形成施壓工具56 的晶片表面。然后，通過于該聚酰亞胺層頂上利用光刻膠對施壓塊57實施光圖案化，形成一蝕刻遮罩。實施等離子體干蝕刻以移除未受保護的聚酰亞胺并移除光刻膠。于此種情形中，由聚酰亞胺形成施壓塊57。如上文關(guān)于導入遮罩33的凹槽35 所述，聚酰亞胺較光刻膠耐受更高的溫度，因此若接合工藝涉及到高溫，則可使用聚酰亞胺。
圖5B顯示應(yīng)用于MEMS零件45的施壓工具56。施壓塊57與MEMS零件 45的一部分形成接觸，MEMS零件45的該部分如圖所示位于MEMS零件45的一
12接合面頂上。于圖5B所示實施例中，MEMS零件45的接合面是與接合材料22形成直接接觸的表面?？?8是與MEMS零件45中不需要或不期望施加壓力的頂部對齊?？赏ㄟ^如上所述用以使導入遮罩33與應(yīng)用平臺21對齊的類似技術(shù)，使施壓工具56與導入遮罩33及應(yīng)用平臺21對齊。
于放置施壓工具56于MEMS零件45頂上之后，對施壓工具56、 MEMS零件 45、導入遮罩33、接合材料22及應(yīng)用平臺21的堆疊實施一接合工序。于一實施例中，加熱該堆疊而將MEMS零件45接合至應(yīng)用平臺21。于其中通過焊接形成接合的一實例中，可將該堆疊置于一熱板(hotplate)上以實施一回焊工序。于接合工序中，一機器可施加一額外的力至施壓工具56及施壓塊57，施壓塊57又將該力傳遞至MEMS零件45，進而朝應(yīng)用平臺21推壓MEMS零件45以增強接合接觸。于該堆疊冷卻并形成接合之后，通過例如一晶片接合機，循序移開施壓工具 56及導入遮罩33。一晶片接合機可通過每次一個地自應(yīng)用平臺21垂直提升施壓工具56及導入遮罩33而將它們移開。若利用定位銷使該堆疊對齊，則可人工地或通過機器，使施壓工具56及導入遮罩33每次一個地垂直滑出定位銷，以避免損壞 MEMS零件45。此后，即可移開定位銷。施壓工具56及導入遮罩33可重復用于放置下一批次MEMS零件至應(yīng)用平臺21上。
該接合工序的結(jié)果使MEMS零件45被接合至應(yīng)用平臺21，如圖6所示。于一實施例中，于附著MEMS零件45之前，應(yīng)用平臺21上已制造有組件63、 64。組件63、 64包含以下組件至少其中之一電性組件，光學組件，電子組件，或機械組件。隨后，可執(zhí)行上述其它整合工序(例如，與應(yīng)用平臺21外部的模塊相整合，如于圖1的方塊150中所述)。此時，MEMS零件45與應(yīng)用平臺21上的其它組件(例如組件63及64)形成可針對具體應(yīng)用目的運作的一MEMS裝置。
以上結(jié)合圖2A-圖6所示的方法可由一個或多個機器實施，其中某些機器可被修改成具有定制的零件以實施定向、將MEMS零件45對齊并放置于導入遮罩33 的導入缺口34、以及實施接合工序。所述機器的實例包括芯片黏著機、取放機器、晶片接合機、以及倒裝片機(flip-chip machine)，所有這些機器皆可自市面購得并可人工地、半自動地或自動地操作。各該機器可被配置成執(zhí)行所述處理操作其中之一或多個。舉例而言，芯片黏著機可用以自一個或多個單獨基板拾取一個或多個 MEMS零件并將其置入應(yīng)用平臺21上導入遮罩33的導入缺口 34。晶片接合機可用以將應(yīng)用平臺21、導入遮罩33及施壓工具56對齊，并實施將MEMS零件45 接合至應(yīng)用平臺21的接合工序。另一選擇為，所述機器可被定制成使一個機器便可執(zhí)行所有上述操作。
由此，已闡述一種利用一導入遮罩形成一 MEMS零件于一應(yīng)用平臺的技術(shù)。
應(yīng)理解，以上說明旨在用于例示目的，而非用以限制本發(fā)明。熟悉此項技術(shù)者于閱讀并理解以上說明后，將容易得出諸多其它實施例。因此，本發(fā)明的范疇應(yīng)根據(jù)隨附本申請權(quán)利要求范圍、以及所述本申請權(quán)利要求范圍的等價內(nèi)容的整個范疇加以確定。
盡管上文是參照具體實例性實施例來說明本發(fā)明，然而應(yīng)認識到，本發(fā)明并非僅限于上述實施例，而是亦可通過于隨附本申請權(quán)利要求范圍的精神及范疇內(nèi)實施修改及改動加以實施。因此，本說明書及附圖應(yīng)被視為具有例示性而非限定性。
權(quán)利要求
1. 一種用以制造微機電裝置的方法，包含將一導入遮罩放在一應(yīng)用平臺上，該導入遮罩包含一導入缺口用以限定該應(yīng)用平臺上一微機電零件的位置；將該微機電零件置入該應(yīng)用平臺上該導入遮罩內(nèi)的該導入缺口；以及在該微機電零件與該應(yīng)用平臺完成接合后，從該應(yīng)用平臺上移出該導入遮罩。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，該導入遮罩上的該導入缺口形狀在不需要形成完全符合該微機電零件輪廓的條件下，仍然可以限定出該應(yīng)用平臺上該微機電零件的位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，放置該微機電零件進入該導入缺口包含利用該導入缺口邊壁上的缺角部分將該微機電零件置入該導入缺口而仍然維持對該微機電零件的一抓附力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，放置該微機電零件進入該導入遮罩內(nèi)的該導入缺口包含用具有一凸起物的一施壓晶片進行施力以接觸該微機電零件，使得該微機電零件在接合程序時可以與該應(yīng)用平臺有效接合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，進一步包含在該導入缺口的一邊壁的一底部形成一凹槽。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，進一步包含在放置該導入遮罩于該應(yīng)用平臺之前，將一接合材料放置在該應(yīng)用平臺上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該微機電零件為一探針卡上的一探針。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，進一步包含使用晶片接合機對位該導入遮罩與該應(yīng)用平臺。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包含在該應(yīng)用平臺與該導入遮罩內(nèi)制造多個定位銷孔；插入多個定位銷于所述定位銷孔中，以定位該導入遮罩與該應(yīng)用平臺；以及在該導入遮罩移開該應(yīng)用平臺后將所述定位銷移開。
10. —種微機電裝置，包含具有至少一導入缺口的一導入遮罩，該導入缺口限定出一應(yīng)用平臺上一微機電零件的一精確位置，該導入遮罩具有適合放置在該應(yīng)用平臺上的尺寸大小以便定位該微機電零件，并且在該微機電零件與該應(yīng)用平臺接合后移出該導入遮罩。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，進一步包含具有至少一施壓區(qū)塊的一施壓工具，在一接合程序中接合該微機電零件與該應(yīng) 用平臺時，該施壓工具放置在該導入遮罩上并透過該施壓區(qū)塊對該微機電零件施加一施壓力，并且在該微機電零件接合在該應(yīng)用平臺后將該施壓工具移開。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，該施壓區(qū)塊可以由金屬、光刻膠或聚酰亞胺的材料制作。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，該導入遮罩上該導入缺口的形狀在不需絕對與該微機電零件輪廓相同的情況下，精確的限定出該應(yīng)用平臺上該微機電零件的位置。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，該導入遮罩上該導入缺口的一邊壁上包含一缺角部分。
15. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置，其特征在于，該導入遮罩包含一在該導入缺口的一邊壁的一底部的凹槽。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，該凹槽是由對一層光刻膠、一層聚酰亞胺或是導入遮罩的一部份蝕刻成形。
17. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，該微機電零件為一探針卡上的一探針。
18. —種組裝一探針卡的方法，該方法包含將一導入遮罩放置在一應(yīng)用平臺上，該導入遮罩包含多個導入缺口，所述導入缺口限定出該應(yīng)用平臺上多個探針的位置；放置所述探針在該應(yīng)用平臺上該導入遮罩的所述導入缺口內(nèi)；并且在所述探針接合在該應(yīng)用平臺上后，將該導入遮罩自該應(yīng)用平臺移開。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，各該導入缺口的形狀在不需絕對與所述探針其中之一輪廓相同的情況下，限定出所述探針其中之一在該應(yīng)用平臺上的一精確位置。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，放置所述探針于該導入遮罩的所述導入缺口內(nèi)包含利用所述導入缺口其中之一的一邊壁的一缺角部分，使得所述探針其中之一置入該單一導入缺口時仍然可以維持對該單一探針的一抓附力。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種用以制造微機電(micro-electro-mechanical system，MEMS)裝置的方法。該方法包含將一導入遮罩放在一應(yīng)用平臺上，該導入遮罩包含一導入缺口，用以限定一MEMS零件欲置于該應(yīng)用平臺上的位置。該方法還包含將該MEMS零件置入該應(yīng)用平臺上該導入遮罩內(nèi)的該導入缺口，以及在該微機電零件與該應(yīng)用平臺完成接合后，從該應(yīng)用平臺上移出該導入遮罩。
文檔編號B81C99/00GK101497423SQ20091000294
公開日2009年8月5日申請日期2009年1月6日優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者徐曾洋申請人:穩(wěn)銀科技控股公司

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