專利名稱：用于容納微機(jī)械系統(tǒng)的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于容納微機(jī)械系統(tǒng)(MICROMECHANICAL SYSTEM)的 裝置和方法。
背景技術(shù)：
微機(jī)械系統(tǒng)(微系統(tǒng))的容納(housing)或封裝(encapsulation) 能夠用獨(dú)立器件和包括多個(gè)器件的晶片來執(zhí)行。微機(jī)械系統(tǒng)常常具有可移 動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，本發(fā)明關(guān)心使用晶片的微系統(tǒng)的封裝，特別是需要和/或 期望的相對(duì)大的空穴以便通過微機(jī)械結(jié)構(gòu)的自由移動(dòng)保證無錯(cuò)的功能的 系統(tǒng)。為了確保微機(jī)械系統(tǒng)或MEMS (微機(jī)電系統(tǒng))器件的長壽命，可移動(dòng) 的部件需要通過封裝或容納來適當(dāng)保護(hù)。微系統(tǒng)的封裝是封裝過程的主要 部分，傳統(tǒng)上其僅在通過所謂的模具靠模具處理(die-by-die process) 切成器件之后執(zhí)行。使用典型地具有多個(gè)器件的晶片的封裝，使得成本的 大幅度降低成為可能，因?yàn)楸苊饬藛为?dú)器件的特定處理。封裝可在MEMS 完成或激活之后立刻開始，在隨后的處理步驟期間，特別是切割器件期間， 同時(shí)提供對(duì)器件的保護(hù)。因此，結(jié)果，獲得了簡單的過程，并且可以實(shí)現(xiàn) 整個(gè)產(chǎn)量的增加。在過去數(shù)年中， 一系列方案已經(jīng)被提出，例如如下文獻(xiàn) K. Najafi，"Micropackaging technologies for integrated microsystems: applications to MEMS and MOEMS"， Proc. SPIE， vol. 4979， 2003;M. B. Cohn, et al., "MEMS packaging on a budget (fisq.al and thermal)", IEEE Conference on Electronics, Circuits and Systems, 2002;W. Kim et al. ， "A low temperature, hermetic wafer level packaging method for RF MEMS switch", IEEE Electronic Components and Technology Conference 2005 (說明了通過金屬密封、使用熱壓結(jié)合 的密封封裝)；V. Kaajakari， et al., "Stability of wafer level vacuum encapsulated silicon resonators" ， 2nd International Workshop on Wafer Bonding for MEMS Technologies, Halle/Saale Germany April 9-11, 2006 (所謂的陽極結(jié)合在V. Kaajakari的文獻(xiàn)中被說明)；L Lin， "MEMS post-packaging by localized heating and bonding", IEEE Transactions on advanced packaging, vol. 23， no. 4， November 2000,(利用金屬局部加熱的結(jié)合在L. Lin的文獻(xiàn)中被提出)；D. Sparks, et al., " Reliable vacuum packaging using NonoGettersTM and glass frit bonding" , Proc. SPIE， vol. 5343， 2004 (所謂的玻璃熔結(jié)在D. Sparks的文獻(xiàn)中提出)。這些公知方案大部分需要所謂的晶片結(jié)合。然而，可選方案也是公知 的，例如通過特殊高分子材料的熱分解形成空穴，請(qǐng)參見文獻(xiàn)P. Monajemi et al. ， "A low cost wafer-level MEMS packaging technology〃， IEEE MEMS 2005。MEMS器件通常對(duì)空氣濕度敏感，空氣濕度容易改變空氣狀況并可導(dǎo) 致腐蝕和/或靜摩擦。由于該原因，封裝和/或容納通常需要可靠的功能。 由于空氣濕度的高滲透性或穿透性，通常避免使用聚合物封裝。對(duì)于實(shí)際 的密封封裝，使用金屬或玻璃作為容納或封裝以及密封的材料。密封封裝 通常是高成本的，例如占有MEMS器件成本的50 — 80 %，請(qǐng)參見文獻(xiàn)(B. Cohn， et al. ， "MEMS packaging on a budget (fiscal and thermal)，，, IEEE Conference on Electronics, Circuits and Systems, 2002)。 一 些MEMS器件/系統(tǒng)，例如具有大的機(jī)械結(jié)構(gòu)或微機(jī)械的一些對(duì)于空氣濕度 不敏感，因此不需要昂貴的密封封裝。在該應(yīng)用中，在切割和封裝的過程 期間，聚合物材料的容納、覆蓋或封裝提供足夠的保護(hù)。這種方案,一種 封裝結(jié)構(gòu)，例如Y. -M. J. Chiang的文獻(xiàn)(Y. -M. J. Chiang et al. ， "A wafer—level micro cap army to enable high—yield micro systempackaging" ，■ IEEE Transactions on Advanced Packaging, vol. 27， no. 3, August 2004)中說明的，其允許大量、低成本的批量生產(chǎn)。這里所述 的封裝通過模制方法實(shí)現(xiàn)，其缺點(diǎn)在于模子造成高成本。另一個(gè)缺點(diǎn)是聚 合物材料的光學(xué)窗口，其光學(xué)品質(zhì)低于用玻璃。例如，這是因?yàn)椋c聚合 物材料相比，玻璃具有不同的吸收性能。對(duì)于MEMS器件，形成具有大空穴的容納或封裝是一種特別的挑戰(zhàn)， 從而使得10 — 300 jiwi范圍和平面更外側(cè)的運(yùn)動(dòng)成為可能。通過氫氧化鉀 蝕刻(KOH etching)在硅中形成所謂的隔離框架(spacer frame,即用 作隔離物的層結(jié)構(gòu))是可能的和/或公知的，請(qǐng)參見文獻(xiàn)DE 199 40 512。 然而，如此獲得的結(jié)構(gòu)昂貴并且不具有柔性。發(fā)明內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是提供一種用于容納和/或封裝微 機(jī)械系統(tǒng)的裝置和方法，其是柔性的并且低廉的，而且還具有高質(zhì)量。 本發(fā)明的目的通過權(quán)利要求1的裝置和權(quán)利要求12的方法實(shí)現(xiàn)。 本發(fā)明是基于這樣的發(fā)現(xiàn)，即用于容納微機(jī)械或微光電系統(tǒng)的裝置能 夠通過在形成微機(jī)械系統(tǒng)的的襯底的表面上沉積干膜層布置來設(shè)置，其中 干膜層布置在微機(jī)械系統(tǒng)的區(qū)域內(nèi)具有開口，并且最后應(yīng)用玻璃蓋等透明 蓋。因此，圖案化的干膜層布置形成所謂的隔離框架，即層結(jié)構(gòu)的隔離物。 因此，與旋涂相比，由于通過承載膜的應(yīng)用，干膜層布置能夠被更厚地應(yīng) 用。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于封裝或?qū)τ谌菁{，光學(xué)窗口用高質(zhì)量玻璃與作為隔 離框架的、可包括聚合物材料的層組合使用。對(duì)于晶片，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的制造 方法，該方法是柔性的、高質(zhì)量的，并能夠顯著地減少小數(shù)量或中等數(shù)量 的光學(xué)微系統(tǒng)的制造成本。因此，封裝包括具有厚聚合物隔離層(隔離物)的玻璃蓋，厚聚合物 隔離層被形成為使得MEMS器件上的微機(jī)械結(jié)構(gòu)能夠自由運(yùn)動(dòng)。MEMS器件 可包括可移動(dòng)的微鏡，該微鏡朝基平面外的運(yùn)動(dòng)量大于100pm。對(duì)于具有 朝背部開口的MEMS器件的情況，可包括遠(yuǎn)離玻璃蓋的背部蓋，其可以是 具有微鏡的情況。使用玻璃作為光學(xué)窗口的優(yōu)點(diǎn)在于能夠通過抗反射層減反射，例如，抗反射層優(yōu)選地適用于具有實(shí)用波長的光。聚合物層的厚度適用于MEMS器件的運(yùn)動(dòng)，從而不存在阻礙導(dǎo)致的故障，并且微鏡能夠自 由地運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步的重要特征是接觸墊上方的玻璃蓋的潛在開口，其用于 傳統(tǒng)的電線結(jié)合。玻璃蓋的開口可形成在初始玻璃晶片上(即在應(yīng)用隔離 層和/或MEMS器件之前)或在器件的切割過程期間稍后形成。在后一種情 況下，結(jié)合墊上方的玻璃被去除(例如通過切削)，并且晶片的單獨(dú)的器 件被分隔開或在第二步中被切割?？扇缦聢?zhí)行對(duì)應(yīng)的制造方法。制造開始，首先提供玻璃晶片，其表示 微機(jī)械系統(tǒng)的光學(xué)窗口。玻璃晶片可選地具有減反射器，例如通過應(yīng)用抗 反射層，并可進(jìn)一步設(shè)置用于MEMS器件的結(jié)合墊的開口。玻璃晶片上的 用于結(jié)合墊的開口可選地可稍后制造，例如在切割器件的過程期間。例如， 文獻(xiàn)(Y.-M. J. Chiang et al. ， wafer-level micro cap array to enable high-yield micro system packaging" , IEEE Transactions on Advanced Packaging, vol. 27， no. 3, August 2004)禾口文獻(xiàn)(Z.-H. Liang et al. ， "A low temperature wafer-level hermetic MEMS package using UV curable adhesive" ， IEEE Electronic Components and Technology Conference, 2004)對(duì)其進(jìn)行說明。主要問題是隔離層(spacer layer) 的形成，隔離層限定玻璃蓋(玻璃窗口)和MEMS器件之間的距離。根據(jù) 本發(fā)明，是通過在玻璃晶片(glass wafer)上應(yīng)用聚合物干膜層布置來 實(shí)現(xiàn)的。如果簡單的干膜層不具有期望的層厚，可選地多個(gè)膜層可對(duì)應(yīng)適 用于微機(jī)械系統(tǒng)的無錯(cuò)功能的要求。干膜傳統(tǒng)上使用于所謂的撞擊處理 (bumping processes)并可具有不同層厚。干膜的使用對(duì)幾十微米到幾 百微米范圍的層厚特別感興趣，因?yàn)橥ㄟ^傳統(tǒng)的旋噴或旋涂方法難以均勻 地涂抹具有如此大層厚的層。在涂抹實(shí)例性的聚合物干膜后，膜層被圖案化。這可通過利用實(shí)例掩 模曝光、使用光學(xué)平版印刷術(shù)來執(zhí)行，包括顯影，即通過所謂的噴涂顯影 (spray developments然后，具有聚合物隔離層的玻璃晶片直接固定在 具有MEMS器件的晶片上，例如借助于所謂的熱壓結(jié)合器件(即SUss MicroTec SB6)。壓力和熱量的施加將聚合物層固定到器件晶片上，該器 件晶片通常不需要額外的等離子激活(plasma activation),請(qǐng)參見文獻(xiàn)(Y. -M. J. Chiang et al. ， "A wafer-level micro cap array to enable high-yield micro system packaging" ， IEEE Transactions on Advanced Packaging, vol. 27， no. 3， August 2004)?？蛇x地，額外的膠合或粘結(jié)層可應(yīng)用到隔離層上以便增加蓋晶片(具有或沒有干膜層布置的玻璃晶 片)和MEMS器件晶片之間的粘結(jié)性，如文獻(xiàn)DE 196 02 318和文獻(xiàn)(G. Klink et al. ， "Wafer bonding with an adhesive coating，， ， Proc. SPIE， vol. 3514, 1998 or has been shown for the spin-on method; Z. -H. Liang et al. ， "A low temperature wafer-level hermetic MEMS package using UV curable adhesive" ， IEEE Electronic Components and Technology Conference, 2004)中的所謂的沖壓法(stamping)中所描述。如果器件 晶片包括需要補(bǔ)償?shù)牟黄絽^(qū)域(地形)時(shí)，額外的粘結(jié)層的使用是有利的。 使用硅晶片的背部蓋可以相似的方式處理。如果需要MEMS器件的功能， 背部蓋也可包括額外的隔離層。作為最后的步驟，執(zhí)行器件的切割。因此，獲得的微機(jī)械系統(tǒng)的封裝特別的優(yōu)點(diǎn)在于能夠柔性地實(shí)現(xiàn)用于 微機(jī)械結(jié)構(gòu)的大空穴，并且玻璃的使用也使得能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的光學(xué)窗 口。最后，實(shí)例晶片加工處理顯著地節(jié)省了成本。


下面將參考附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。 圖IA—IF顯示用于制造晶片封裝的加工過程； 圖2顯示用于容納微機(jī)械系統(tǒng)的方法；和 圖3顯示容納的微機(jī)械系統(tǒng)的立體圖。
具體實(shí)施方式
在根據(jù)附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明之前，應(yīng)當(dāng)指出圖中相同元件用相同 或相似參考標(biāo)記表示，并省略對(duì)這些元件的重復(fù)說明。圖1A — 1F說明了用于容納微機(jī)械系統(tǒng)100的過程步驟。 在圖1A中，第一玻璃襯底110被提供，在第一玻璃襯底110上應(yīng)用 干膜層布置(dry film layer arrangement) 120，如圖1B所示。例如， 該應(yīng)用可提供用于幾個(gè)干膜層的連續(xù)應(yīng)用。這里，干膜層，或干膜層布置120己經(jīng)在特別提供的涂抹襯底(未圖示)上，可以在涂抹襯底和覆蓋層(未圖示)之間被保護(hù)，其中對(duì)于應(yīng)用，覆蓋層被去除，涂抹襯底的布置和干膜層(布置)120通過轉(zhuǎn)動(dòng)被應(yīng)用在玻璃襯底110上，干膜層(布置) 120面向玻璃襯底110。在下一步，如圖1C所示，干膜層布置120被圖案化。例如，這可以 使用掩模122和光束124的曝光來執(zhí)行。在曝光之后涂抹襯底(未圖示) 可去除或剝除，或者可之前已經(jīng)被去除。在圖案的范圍內(nèi)，還可執(zhí)行干膜 材料的固化和更好的交聯(lián)(cross-linkage)的進(jìn)一步的步驟。然后，例 如通過蝕刻加工，干膜層布置120可在還沒有交聯(lián)的掩模122的區(qū)域被去 除，例如曝光部分或非曝光部分，從而形成開口 130,如圖1D所示。干 膜層布置的實(shí)現(xiàn)厚度取決于在涂抹襯底上準(zhǔn)備的干膜層(布置)120的厚 度，這個(gè)過程常常重復(fù)。圖1D產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)被應(yīng)用到微機(jī)械系統(tǒng)100上，其中開口 130延伸進(jìn) 微機(jī)械系統(tǒng)100在其中的區(qū)域中。在這里所示實(shí)施例中，微機(jī)械系統(tǒng)100 例如是微鏡(micromirror) 132，開口 130被形成為使得微鏡132能夠在 它的使用范圍(即大約的預(yù)定角度)內(nèi)自由移動(dòng)，如圖1F所示。圖1E產(chǎn) 生的結(jié)構(gòu)被應(yīng)用到承載襯底102的表面104上。為了補(bǔ)償潛在的不平區(qū)域， 進(jìn)一步提高微機(jī)械系統(tǒng)100在承載襯底102上的粘結(jié)，粘結(jié)層106可選 地設(shè)置在微機(jī)械系統(tǒng)100和承載襯底102的表面104之間。可選地，承載襯底102可進(jìn)一步包括其它隔離層(未圖示)。這些其 它隔離層或隔離物具有這樣的功能，即實(shí)例微鏡132可圍繞該應(yīng)用設(shè)定的 角度自由地移動(dòng)，并且不會(huì)被下面的承載襯底102阻止。此外，額外的粘 結(jié)層(未圖示)可在微機(jī)械系統(tǒng)100和干膜層布置120之間。相同的粘 結(jié)層106、微機(jī)械系統(tǒng)100和干膜層布置120之間的額外的粘結(jié)層的優(yōu) 點(diǎn)在于，能夠補(bǔ)償潛在的不平區(qū)域，并且進(jìn)一步增加微機(jī)械系統(tǒng)100和 干膜層布置120之間的粘接性。步驟1A—1F可用于整個(gè)晶片的實(shí)施，即，不僅用于具有微機(jī)械系統(tǒng) 100的一種器件(如圖1F所示)，也用于多微機(jī)械系統(tǒng)。為了獲得單獨(dú)的 器件，最后執(zhí)行切割。例如，可如圖1F所示，通過順序地切削層來實(shí)現(xiàn) 切割。因此，獲得晶片封裝的制造過程。盡管顯示了單獨(dú)的器件，典型的晶片可包括數(shù)百個(gè)器件。玻璃蓋iio也可設(shè)置具有減反射(例如，通過外表 面140上抗反射層)，外表面140在玻璃蓋110的離開干膜層布置120的 一側(cè)上。干膜層120可選地包括幾層，從而使得期望的層厚度能夠被實(shí)現(xiàn)。 這里潛在的層厚度范圍為I一IOOO nm，優(yōu)選地10 — 300 pm。圖案，例如 通過光束124曝光和使用掩模122蝕刻形成的圖案，以框架形式提供了干 膜層布置120。 g卩，每個(gè)微機(jī)械系統(tǒng)IOO被嵌入在框架中，因此微機(jī)械系 統(tǒng)100所有側(cè)面受到保護(hù)。如上所述，具有框架結(jié)構(gòu)的用于干膜層布置 120的玻璃蓋110固定在微機(jī)械系統(tǒng)IOO的上表面上。最后，在微機(jī)械系 統(tǒng)100的相對(duì)側(cè)，例如硅晶片102通過粘結(jié)層106被固定。作為最后的 步驟，執(zhí)行器件的切割(dicing)。圖2顯示用于制造容納的微機(jī)械系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)步驟過程。首先，提供玻 璃蓋，隔離材料被應(yīng)用到玻璃蓋上。可選地，在玻璃蓋110和隔離材料 (spacer material) 120之間，可布置粘結(jié)層，隔離材料120優(yōu)選地包 括干膜層布置。在下一個(gè)步驟中，隔離材料120被圖案化，從而形成開口 130，其中開口 130被布置成使得微機(jī)械系統(tǒng)100 (例如微鏡)能夠自由 地移動(dòng)。在隔離材料120圖案化之后，獲得的結(jié)構(gòu)應(yīng)用在微機(jī)械系統(tǒng)100 上，其中通過圖案化形成的開口 130被設(shè)置成使得微機(jī)械系統(tǒng)100能夠 自由地運(yùn)動(dòng)。在微機(jī)械系統(tǒng)100的遠(yuǎn)離隔離材料120的一側(cè)上，應(yīng)用承 載襯底102?？蛇x地，微機(jī)械系統(tǒng)IOO可包括在兩個(gè)主側(cè)面上的粘結(jié)層， 從而使得不平區(qū)域能夠被補(bǔ)償，并且增加微機(jī)械系統(tǒng)IOO到隔離材料120 和到承載襯底102的粘結(jié)性。在最后的步驟中，單獨(dú)的器件被切割。這可 通過切削或打磨來執(zhí)行。圖3顯示一個(gè)實(shí)施例的包括微鏡132的容納好的微機(jī)械系統(tǒng)100的 立體圖。在該立體圖中，微鏡132通過玻璃蓋110從上方連接，并且受到 干膜層布置120形成的框架的橫向保護(hù)。干膜層布置120優(yōu)選地包括聚合 物材料。此外，微機(jī)械系統(tǒng)100應(yīng)用在承載襯底102上，其中可選的粘 結(jié)層106布置在承載襯底102和微機(jī)械系統(tǒng)100之間。在該實(shí)施例中， 還顯示了接觸墊140，其用作微機(jī)械系統(tǒng)IOO的電接觸?？傊?，本發(fā)明提供一種用于微機(jī)械系統(tǒng)100的覆蓋結(jié)構(gòu)，即不是用于單獨(dú)的器件，而是用于具有多微機(jī)械系統(tǒng)100 (MEMS器件)的晶片。此 外，本發(fā)明允許形成具有大延伸尺寸的空穴，例如超過100 pm，甚至超 過200 pm，該空穴由聚合物框架形成的框架限定，并能夠通過應(yīng)用和圖 案化玻璃晶片110上的一個(gè)或更多個(gè)干膜層來制造。此外，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn) 在于，玻璃能夠用作覆蓋材料，其可選地是減反射的，例如通過涂抹抗反 射層。進(jìn)一步地，玻璃蓋110可包括濾光片，從而使得對(duì)于微機(jī)械系統(tǒng)100 有利的光學(xué)窗口能夠被提供，g卩，例如使用的光譜可對(duì)應(yīng)地適用于使用的 微鏡132。因此，本發(fā)明的裝置能夠低廉地制造，而且柔性地適用于各種 尺寸的空穴。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，用作覆蓋材料或玻璃晶片110的玻璃的使用還 可通過使用另一種透明材料來替換。形成的光學(xué)窗口 (optical window) 或光學(xué)底層(optical backlayer)可例如包括處理玻璃之外，還有硅、 鍺、石英、光學(xué)聚合物、氟化鈣或在預(yù)定波長范圍內(nèi)透明的其它光學(xué)材料。 這里，預(yù)定波長范圍可適用于特定的應(yīng)用，例如適用于蓋要保護(hù)的光學(xué)傳 感器的靈敏度。此外，有利地是，給微機(jī)械系統(tǒng)ioo僅提供功能所需的至 少量的輻射，并抑制進(jìn)一步的輻射。另一方面，因此微機(jī)械系統(tǒng)100被保 護(hù)，并且還要避免過渡加熱。對(duì)于前述說明，可選地或額外地，光學(xué)窗口 (例如玻璃蓋110)也可 設(shè)置有抗反射/偏振層(antireflection/polarization layer)，其可相 對(duì)于預(yù)定波長范圍進(jìn)行優(yōu)化。然而，可選地，還可將微光學(xué)器件應(yīng)用到光 學(xué)蓋110上以便確定地影響特定應(yīng)用中的光學(xué)特性。例如，微透鏡陣列 (microlens arrays)禾口微棱鏡(microprisms)可造成入射輻射的聚焦 的增加。這對(duì)于弱強(qiáng)度的入射輻射特別地有利。波帶板(Zoning plates)、 透射光柵("transmission gratings)、光束分裂器(beamsplitters)或 減反射器也是適當(dāng)?shù)?。這些額外的微光學(xué)器件可以整個(gè)區(qū)域的方式應(yīng)用， 或還可僅部分地應(yīng)用，并且可導(dǎo)致部分入射輻射被反射或被防止通過光學(xué) 窗口 110。因此，輻射僅能穿過光學(xué)窗口 110的部分區(qū)域中的微機(jī)械系統(tǒng)， 因此能夠抑制上述加熱。作為微機(jī)械系統(tǒng) 100的替代，微光電系統(tǒng) (micro-optoelectromechanical systems)也可受至隨明蓋110的保護(hù)，即，不僅僅MEMS或M0EMS (微光電系統(tǒng))受到保護(hù)。本發(fā)明因此還用于 容納空間光學(xué)探測(cè)器(或單個(gè)光學(xué)探測(cè)器)或通常的輻射探測(cè)器，例如電 荷耦合器件 (CCDs, charge coupled devices)，輻射熱測(cè)量陣列 (bolometer arrays)， 熱電偶陣歹U (thermopile arrays)， 熱電傳感 器(pyroelectrical sensors),互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體成像器(CMOS imagers, complementary metal oxide semiconductor imagers), 或 CMOS/CCD攝像集成電路(CMOS/CCD camera chips)。進(jìn)一步的應(yīng)用包括 空間光調(diào)制器(spatial light modulator)的容納，例如微鏡陣列、液 晶顯示器、0LED顯示器(organic light-emitting diode displays, 有 機(jī)發(fā)光二極管顯示器)、或LCOS顯示器(liquid crystal on silicon displays,硅液晶顯示器)。在要保護(hù)的微機(jī)械系統(tǒng)的情況中，用于上述 實(shí)施例的應(yīng)用實(shí)例是激光掃描投影顯示器或條形碼掃描器，基于微鏡的光 拾取器(例如內(nèi)診鏡)或網(wǎng)膜投影顯示器(retina projection display)。
權(quán)利要求
1.一種用于容納微機(jī)械或微光電系統(tǒng)(100)的裝置，包括具有表面(104)的襯底(102)，微機(jī)械系統(tǒng)(100)形成在襯底(102)的表面(104)上；透明蓋(110)；和干膜層布置(120)，所述干膜層布置(120)位于襯底(102)的表面(104)與透明蓋(110)之間，其中所述干膜層布置(120)包括開口，從而使得微機(jī)械系統(tǒng)(100)鄰近開口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其中所述透明蓋(110)包括在預(yù)定波長范 圍內(nèi)透明的光學(xué)材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其中所述透明蓋(110)包括玻璃、石英、 硅、鍺、氟化鈣、或光學(xué)聚合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中在所述透明蓋(110)上附接光學(xué)器件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中附接的光學(xué)器件包括微透鏡、微透 鏡陣列、波帶板、微棱鏡、透射光柵、光束分裂器、或鏡面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其中所述微機(jī)械或微光電系統(tǒng)(100)包括 CCD圖像傳感器、CCD陣列、輻射熱測(cè)量計(jì)、輻射熱測(cè)量陣列、熱電偶、 熱電偶陣列、熱電傳感器、CMOS成像器、或CMOS/CCD陣列。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其中所述透明蓋(110)還包括減反射器、 或光譜過濾器涂層/偏振光濾器涂層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其中所述透明蓋(110)包括用于連接觸點(diǎn) (140)的開口，該開口與干膜層布置(120)的開口橫向間隔，并且連接觸點(diǎn)(140)能夠電連接到微機(jī)械系統(tǒng)(100)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其中所述干膜層布置(120)包括聚合物材料。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述干膜層布置(120)包括層序列 的幾個(gè)疊置的干膜層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述干膜層布置(120)包括超過100 Wn的層厚度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其中所述襯底(IOO, 102)包括微機(jī)械系 統(tǒng)(IOO)形成在其中的層和承載襯底(102)，在微機(jī)械系統(tǒng)(100)和承載 襯底(102)之間布置粘結(jié)層(106)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其中襯底通過熱壓結(jié)合被結(jié)合到干膜層 布置(120)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其中所述襯底(102)包括凹陷，微機(jī)械 系統(tǒng)(100)的一部分延伸到或能夠移動(dòng)到所述凹陷中。
15. 根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，還包括粘結(jié)層，其中所述粘結(jié)層形成在 微機(jī)械系統(tǒng)(100)和襯底(102)之間和/或形成在微機(jī)械系統(tǒng)(100)和干 膜層布置(120)之間，其中所述粘結(jié)層被形成為實(shí)現(xiàn)提高相鄰層的粘結(jié)性 和/或相鄰層的不平區(qū)域的補(bǔ)償性。
16. —種用于容納微機(jī)械或微光電系統(tǒng)(100)的方法，包括如下步驟 提供透明蓋(110);將干膜層布置(120)應(yīng)用到透明蓋(110)上； 使干膜層布置(120)圖案化以便產(chǎn)生開口 (130);將其上形成微機(jī)械系統(tǒng)(100)的、襯底(102)的表面(104)結(jié)合到干膜 層布置(120)，從而使得微機(jī)械系統(tǒng)(100)鄰近開口(130)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，還包括減反射步驟、或應(yīng)用光譜過濾 器涂層或/和偏振光濾器涂層到透明蓋(110)上的步驟。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中提供透明蓋(110)的步驟包括形成 開口，其中所述開口被形成為使得能夠在微機(jī)械系統(tǒng)(IOO)的連接觸點(diǎn)處 實(shí)現(xiàn)電接觸。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中應(yīng)用干膜層布置(120)的步驟包 括應(yīng)用層序列的幾個(gè)干膜層。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，還包括將微機(jī)械系統(tǒng)(IOO)粘結(jié)到襯 底(102)上的步驟。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，還包括在承載襯底(102)和微機(jī)械系 統(tǒng)(IOO)之間應(yīng)用隔離層的步驟，從而使得微機(jī)械系統(tǒng)(IOO)通過隔離層 與承載襯底(102)間隔預(yù)定距離。
22. —種具有權(quán)利要求1的裝置的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)是激光掃描投影顯示器、條形碼讀取器、圖像拾取器、網(wǎng)膜 投影顯示器、光探測(cè)器或空間光調(diào)制器。
全文摘要
一種用于容納微機(jī)械系統(tǒng)(100)的裝置，包括具有表面(104)的襯底(102)，微機(jī)械系統(tǒng)(100)形成在襯底(102)的表面(104)上；透明蓋(110)；和干膜層布置(120)，所述干膜層布置(120)位于襯底(102)的表面(104)與透明蓋(110)之間。所述干膜層布置(120)包括開口(130)，從而使得微機(jī)械系統(tǒng)(100)鄰近開口。
文檔編號(hào)H01L23/06GK101234746SQ20081000228
公開日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2008年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月10日
發(fā)明者索·巴克, 蒂洛·桑德 申請(qǐng)人:弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)