CN110092344A - 一种mems释放架、释放机台及mems组件释放的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种MEMS释放架，包括释放托盘及释放盖板；所述释放托盘包括安置区域，所述安置区域用于放置待释放MEMS组件；所述释放盖板的表面均匀分布有多个通孔；所述释放盖板通过支撑件设置在所述释放托盘上方，与所述释放托盘形成腔体，且所述腔体具有等离子体扩散通道。本申请在现有技术中的释放托盘上增设带孔的释放盖板，避免了等离子体直接冲击所述待释放MEMS组件，保护了晶圆的完整性；同时，所述释放盖板上均匀分布通孔，使所述等离子体尽可能均匀地与所述待释放MEMS组件接触，最终提高了成品的良率，此外，本申请改动小，成本低，易于大规模使用。本申请还提供了一种具有上述有益效果的释放机台及MEMS组件释放的方法。

Description

一种MEMS释放架、释放机台及MEMS组件释放的方法

技术领域

本申请涉及半导体晶圆制造领域，特别是涉及一种MEMS释放架、释放机台及MEMS组件释放的方法。

背景技术

微机电系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)是一种基于微电子技术和微加工技术的一种高科技领域。MEMS技术可将机械构件、驱动部件、电控系统、数字处理系统等集成为一个整体的微型单元。MEMS器件具有微小、智能、可执行、可集成、工艺兼容性好、成本低等诸多优点。MEMS技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业，利用MEMS技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事，物联网等领域中都有着十分广阔的应用前景。

在MEMS器件的制造工艺中，很多复杂的三维或支撑结构都利用牺牲层释放工艺。即先在介质薄膜上沉积结构材料，在上述结构材料中已经按预设的三维结构设计好了支撑层结构与牺牲层结构，之后再通过刻蚀技术对其进行释放，即去掉上述牺牲层，只留下支撑层，得到预想的结构。

为了对MEMS结构的牺牲层进行释放，现有解决技术方案主要是将整张晶圆或载有芯片的托盘放入释放机台，等离子体直接作用到MEMS结构，对牺牲层直接刻蚀释放，而等离子体直接作用于MEMS结构，容易对晶圆或芯片MEMS微桥、悬臂梁等结构造成损伤，导致MEMS组件结构变形，甚至塌陷，降低芯片良率，另外等离子体直接作用于MEMS结构，容易导致MEMS结构接触的等离子体流速不均匀，进而使MEMS结构释放程度各处不相同，影响成品良率因此，找到一种避免等离子随气流直接冲击MEMS结构，且保证气流尽可能均匀地与MEMS结构接触的方法，是本领域技术人员亟待解决的问题。

申请内容

本申请的目的是提供一种MEMS释放架、释放机台及MEMS组件释放的方法，以解决现有技术中等离子体直接冲击晶圆结构，且与晶圆结构接触不均匀的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供一种MEMS释放架，包括释放托盘及释放盖板；

所述释放托盘包括安置区域，所述安置区域用于放置待释放MEMS组件；

所述释放盖板的表面均匀分布有多个通孔；

所述释放盖板通过支撑件设置在所述释放托盘上方，与所述释放托盘形成腔体，且所述腔体具有等离子体扩散通道。

可选地，在所述MEMS释放架中，包括多个所述释放盖板，多个所述释放盖板层叠设置。

可选地，在所述MEMS释放架中，多个所述释放盖板上的孔洞在竖向上错离。

可选地，在所述MEMS释放架中，所述MEMS释放架包括两个释放盖板。

可选地，在所述MEMS释放架中，所述释放盖板的厚度的范围为1毫米至5毫米，包括端点值。

可选地，在所述MEMS释放架中，所述通孔的直径的范围为2毫米至10毫米，包括端点值。

可选地，在所述MEMS释放架中，相邻的所述释放盖板的间距以及所述释放托盘到最近邻的所述释放盖板的距离的范围为2毫米至50毫米，包括端点值。

可选地，在所述MEMS释放架中，所述释放盖板为石英释放盖板。

本申请还提供了一种释放机台，所述释放机台包括上述任一种所述的MEMS释放架。

本申请还提供了一种MEMS组件释放的方法，包括：

将待释放MEMS组件放置于释放托盘的安置区域中；

将释放盖板通过支撑件设置在所述释放托盘上方，与所述释放托盘形成腔体，且所述腔体具有等离子体扩散通道；

将设置所述释放盖板后的所述释放托盘放置到释放机台的释放腔体中进行结构释放，得到经过释放的MEMS组件。

本申请所提供的MEMS释放架，包括释放托盘及释放盖板；所述释放托盘包括安置区域，所述安置区域用于放置待释放MEMS组件；所述释放盖板的表面均匀分布有多个通孔；所述释放盖板通过支撑件设置在所述释放托盘上方，与所述释放托盘形成腔体，且所述腔体具有等离子体扩散通道。本申请在现有技术中的释放托盘上增设带孔的释放盖板，避免了等离子体直接冲击所述待释放MEMS组件，保护了所述待释放MEMS组件上结构的完整性；同时，所述释放盖板上均匀分布通孔，使所述等离子体尽可能均匀地与所述待释放MEMS组件接触，避免了现有技术中由于所述等离子体在所述待释放MEMS组件表面各处流速不均引起的释放不均，最终提高了成品的良率；此外，本申请提供的技术方案对释放机台的改动小，成本低，易于大规模使用。本申请还提供了一种具有上述有益效果的释放机台及MEMS组件释放的方法。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的MEMS释放架的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本申请提供的MEMS释放架的另一种具体实施方式的结构示意图；

图3为本申请提供的MEMS组件释放的方法的一种具体实施方式的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

结构示意图如图1所示，称其为具体实施方式一，包括释放托盘300及释放盖板100；

所述释放托盘300包括安置区域310，所述安置区域310用于放置待释放MEMS组件；

所述释放盖板100的表面均匀分布有多个通孔；

所述释放盖板100通过支撑件200设置在所述释放托盘300上方，与所述释放托盘300形成腔体，且所述腔体具有等离子体扩散通道。

特别的，所述释放盖板100的厚度的范围为1毫米至5毫米，包括端点值，如1.0毫米、2.6毫米或5.0毫米中任一个。所述通孔的直径的范围为2毫米至10毫米，包括端点值，如2.0毫米、6.8毫米或10.0毫米中任一个。所述释放盖板100的直径的范围为250毫米至350毫米，包括端点值，如250.0毫米、300.2毫米或350.0毫米中任一个。所述释放盖板100上具有的所述通孔的数量的范围为50个至130个，包括端点值。

本申请中所述的MEMS组件指MEMS晶圆或MEMS芯片。

更进一步地，相邻的所述释放盖板100的间距以及所述释放托盘300到最近邻的所述释放盖板100的距离的范围为2毫米至50毫米，包括端点值，如2.0毫米、15.3毫米或50.0毫米中任一个。

需要注意的是，所述释放盖板100为石英释放盖板100；石英强度高，能透过微波，且化学性质稳定不会在氧等离子体冲击下产生杂质，适合作为所述释放盖板100的材质。

需要特别注意的是，本申请中所述的释放盖板100，不一定是圆盘状，也有可能是倒置的碗状，不难发现，若为倒置的碗状，则不需要所述支撑件200，也可与所述释放托盘300形成腔体，但该情况下碗状的边缘也可视作所述支撑件200，因此，实际上本发明并不要求所述支撑件200与所述释放盖板100的具体结构与形状，只要能和所述释放托盘300组成具有等离子体扩散通道的腔体即可。

本申请所提供的MEMS释放架，包括释放托盘300及释放盖板100；所述释放托盘300包括安置区域310，所述安置区域310用于放置待释放MEMS组件；所述释放盖板100的表面均匀分布有多个通孔；所述释放盖板100通过支撑件200设置在所述释放托盘300上方，与所述释放托盘300形成腔体，且所述腔体具有等离子体扩散通道。本申请在现有技术中的释放托盘300上增设带孔的释放盖板100，避免了等离子体直接冲击所述待释放MEMS组件，保护了所述待释放MEMS组件上结构的完整性；同时，所述释放盖板100上均匀分布通孔，使所述等离子体尽可能均匀地与所述待释放MEMS组件接触，避免了现有技术中由于所述等离子体在所述待释放MEMS组件表面各处流速不均引起的释放不均，最终提高了成品的良率；此外，本申请提供的技术方案对释放机台的改动小，成本低，易于大规模使用。

在具体实施方式一的基础上，进一步对所述释放盖板100做改进，得到具体实施方式二，其结构示意图如图2所示，包括释放托盘300及释放盖板100；

所述释放托盘300包括安置区域310，所述安置区域310用于放置待释放MEMS组件；

所述释放盖板100的表面均匀分布有多个通孔；

所述释放盖板100通过支撑件200设置在所述释放托盘300上方，与所述释放托盘300形成腔体，且所述腔体具有等离子体扩散通道；

包括多个所述释放盖板100，多个所述释放盖板100层叠设置。

本具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于，本具体实施方式限定了所述释放盖板100的数量，其余结构均与上述具体实施方式相同，在此不再展开赘述。

本具体实施方式中，限定了所述MEMS释放架具有多个所述释放盖板100，释放盖板100越多，越能保证等离子体严格按照所述释放盖板100上的孔洞分布与所述待释放MEMS组件相接触，即所述等离子体与所述待释放MEMS组件接触得更均匀。

更进一步地，多个所述释放盖板100上的孔洞在竖向上错离；所述等离子体通过竖向错离的孔洞会进一步降低流速并重新分配每个通孔内流经的等离子体的量，结果上使通过所述释放盖板100后的等离子体更均匀。

更进一步地，相邻的所述释放盖板也可组成腔体，为所述等离子体的再分配预留空间，使所述等离子体更均匀。

更进一步地，所述MEMS释放架包括两个释放盖板100；所述释放盖板100越多，所述等离子体越均匀，可同时所述释放盖板100越多，所述等离子体的流速越慢，会使释放所需的时间变长，效率变低，因此，只设置两层所述释放盖板100，既保证了所述等离子体的均匀，又保证了释放效率。

以图2为例，图二中处于最下方的释放盖板(下称第一释放盖板)通过柱状支撑件及与之配套的凹槽固定在所述释放托盘300上，则所述第一释放盖板上的通孔为进风通道，所述等离子体从所述通孔进入；所述第一释放盖板与所述释放托盘之间没有被所述柱状支撑件遮挡的部分均为所述出风通道，所述等离子体从侧面流出。

本申请还提供了一种MEMS组件释放的方法，其流程示意图如图3所示，称其为具体实施方式三，包括：

步骤S101：将待释放MEMS组件放置于释放托盘300的安置区域310中。

更进一步地，所述待释放MEMS组件是通过分选机或吸笔挑选至所述释放托盘300的。

步骤S102：将释放盖板100通过支撑件200设置在所述释放托盘300上方，与所述释放托盘300形成腔体，且所述腔体具有等离子体扩散通道。

步骤S103：将设置所述释放盖板100后的所述释放托盘300放置到释放机台的释放腔体中进行结构释放，得到经过释放的MEMS组件。

可人工将所述释放托盘300放置到释放机台的释放腔体中，也可以通过机械执行本步骤。

释放完成后，还可通过使用显微镜对释放晶片进行释放残留及形貌监控，确认结构释放是否完成；确认释放结束后，还可进行AOI颗粒检测。

本申请所提供的MEMS释放架，通过将待释放MEMS组件放置于释放托盘300的安置区域310中；将释放盖板100通过支撑件200设置在所述释放托盘300上方，与所述释放托盘300形成腔体，且所述腔体具有等离子体扩散通道；将设置所述释放盖板100后的所述释放托盘300放置到释放机台的释放腔体中进行结构释放，得到经过释放的MEMS组件。本申请在现有技术中的释放托盘300上增设带孔的释放盖板100，避免了等离子体直接冲击所述待释放MEMS组件，保护了所述待释放MEMS组件上结构的完整性；同时，所述释放盖板100上均匀分布通孔，使所述等离子体尽可能均匀地与所述待释放MEMS组件接触，避免了现有技术中由于所述等离子体在所述待释放MEMS组件表面各处流速不均引起的释放不均，最终提高了成品的良率；此外，本申请提供的技术方案对释放机台的改动小，成本低，易于大规模使用。

本申请还提供了一种释放机台，所述释放机台包括上述任一种的所述MEMS释放架。本申请所提供的MEMS释放架，包括释放托盘300及释放盖板100；所述释放托盘300包括安置区域310，所述安置区域310用于放置待释放MEMS组件；所述释放盖板100的表面均匀分布有多个通孔；所述释放盖板100通过支撑件200设置在所述释放托盘300上方，与所述释放托盘300形成腔体，且所述腔体具有等离子体扩散通道。本申请在现有技术中的释放托盘300上增设带孔的释放盖板100，避免了等离子体直接冲击所述待释放MEMS组件，保护了所述待释放MEMS组件上结构的完整性；同时，所述释放盖板100上均匀分布通孔，使所述等离子体尽可能均匀地与所述待释放MEMS组件接触，避免了现有技术中由于所述等离子体在所述待释放MEMS组件表面各处流速不均引起的释放不均，最终提高了成品的良率；此外，本申请提供的技术方案对释放机台的改动小，成本低，易于大规模使用。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的MEMS释放架、释放机台及MEMS组件释放的方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种MEMS释放架，其特征在于，包括释放托盘及释放盖板；

所述释放托盘包括安置区域，所述安置区域用于放置待释放MEMS组件；

所述释放盖板的表面均匀分布有多个通孔；

所述释放盖板通过支撑件设置在所述释放托盘上方，与所述释放托盘形成腔体，且所述腔体具有等离子体扩散通道。

2.如权利要求1所述的MEMS释放架，其特征在于，包括多个所述释放盖板，多个所述释放盖板层叠设置。

3.如权利要求2所述的MEMS释放架，其特征在于，多个所述释放盖板上的孔洞在竖向上错离。

4.如权利要求3所述的MEMS释放架，其特征在于，所述MEMS释放架包括两个释放盖板。

5.如权利要求4所述的MEMS释放架，其特征在于，所述释放盖板的厚度的范围为1毫米至5毫米，包括端点值。

6.如权利要求5所述的MEMS释放架，其特征在于，所述通孔的直径的范围为2毫米至10毫米，包括端点值。

7.如权利要求6所述的MEMS释放架，其特征在于，相邻的所述释放盖板的间距以及所述释放托盘到最近邻的所述释放盖板的距离的范围为2毫米至50毫米，包括端点值。

8.如权利要求1至7任一项所述的MEMS释放架，其特征在于，所述释放盖板为石英释放盖板。

9.一种释放机台，其特征在于，所述释放机台包括如权利要求1至8任一项所述的MEMS释放架。

10.一种MEMS组件释放的方法，其特征在于，包括：

将待释放MEMS组件放置于释放托盘的安置区域中；

将释放盖板通过支撑件设置在所述释放托盘上方，与所述释放托盘形成腔体，且所述腔体具有等离子体扩散通道；

将设置所述释放盖板后的所述释放托盘放置到释放机台的释放腔体中进行结构释放，得到经过释放的MEMS组件。