TW201907144A - 利用微機電製程製造氣體偵測器的方法 - Google Patents
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Abstract
一種利用微機電製程製造氣體偵測器的方法,其步驟為:提供一微機電系統晶圓,其具複數個彼此相鄰的單元,該些單元分別具有一頂部、一自該頂部周緣延伸的側擋部以及一由該頂部、該側擋部圍繞而形成的凹槽,再利用陽極接合的方式將一結構強化層與該微機電系統晶圓接合,接著設置一黏結膠帶,再沿著該些單元的該些側擋部連接處進行切割,而產出氣體偵測單元,最後透過該黏結膠帶使該氣體偵測單元黏結於一基板上,而形成一氣體偵測器,藉由該結構強化層的設置,可以提高元件的強度,防止該微機電系統晶圓產生崩邊,以提高整體良率並降低成本。
Description
本發明為有關一種微機電製程,尤指一種利用微機電製程製造氣體偵測器的方法。
微機電系統(Microelectromechanical Systems,縮寫為MEMS)是將微電子技術與機械工程融合到一起的一種工業技術,其係用以進行感測或執行功能的一項關鍵零組件,在裝置上既擁有電子訊號的處理能力,且又有機械結構的運動能力,已廣泛應用在現在生活中的各種產品之上,如加速計、檢測器、致動器等等。
如中華民國專利公告第I552945號之「具多重電極的微機電裝置及其製作方法」,其包含有一基板、一第一電極、一第二電極以及一第三電極,該第一電極設置於該基板,該第二電極設置於該基板並包含一感測部及一固定部,該第三電極設置該基板,其中,當該感測部形變時,該固定部與該第三電極間具有一預設固定距離,其中該固定部與該第三電極間定義一參考電容。
一般而言,於微機電製程中,為了有效集中熱源,通常會於結構上設計出一個可以容納空氣的凹槽,然而,此凹槽會使得整體元件的強度減低,而於後續加工時,容易在切割時產生崩邊,而導致凹槽內會容易積累切割所產生的殘留物或是清潔液,造成整體良率下降以及成本的提高,因此,如何解決上述問題,實為相關業者所共同努力的課題。
本發明的主要目的,在於解決因凹槽而使得整體元件的強度降低,導致切割時容易產生崩邊,而造成整體良率下降以及成本的提高的問題。
為達上述目的,本發明提供一種利用微機電製程製造氣體偵測器的方法,包含有以下步驟: S1:提供一微機電系統晶圓,該微機電系統晶圓具複數個彼此相鄰的單元,該單元分別具有一頂部、一自該頂部周緣延伸的側擋部以及一由該頂部、該側擋部圍繞而形成的凹槽,該些單元的該些側擋部彼此相連接; S2:利用陽極接合的方式將一結構強化層與該微機電系統晶圓接合,且該結構強化層覆蓋住該些凹槽: S3:設置一黏結膠帶於該結構強化層遠離該微機電系統晶圓之一側; S4:沿著該些單元的該些側擋部連接處進行切割,並同時切割該結構強化層與該黏結膠帶,而切割出複數個各包含有該凹槽的氣體偵測單元;以及 S5:透過該黏結膠帶使該氣體偵測單元黏結於一基板上,而形成一氣體偵測器。
綜上所述,本發明具有以下特點:
一、藉由該結構強化層的設置,可以提高整體的強度,防止該微機電系統晶圓於切割時產生崩邊的問題,而可提高整體良率並降低成本。
二、本發明利用該黏結膠帶直接黏結於該基板,相較於習知利用液態接著劑黏結,不會有溢膠或是塗佈不均而造成該氣體偵測單元傾斜的問題。
三、利用陽極接合的方式進行接合,可以減輕因加熱而對該微機電系統晶圓造成的損傷,且無須利用黏結劑,使該結構強化層與該微機電系統晶圓接合的平整度高,不會有傾斜的問題。
有關本發明的詳細說明及技術內容,現就配合圖式說明如下:
請參閱「圖1」及「圖2A」至「圖2F」所示,本發明為一種利用微機電製程製造氣體偵測器的方法,包含有以下步驟:
步驟S1:如「圖2A」所示,提供一微機電系統晶圓10,該微機電系統晶圓10具複數個彼此相鄰的單元11,而該些單元11分別具有一頂部111、一側擋部112以及一凹槽113,該側擋部112自該頂部111之周緣延伸,且該凹槽113係由該頂部111、該側擋部112圍繞而成,而該些單元11係透過該些側擋部112彼此相連接而形成該微機電系統晶圓10。而於本實施例中,該微機電系統晶圓10的材質為矽,該凹槽113係為利用蝕刻的方式製成,但不以此為限。
步驟S2:如「圖2B」所示,利用陽極接合的方式將一結構強化層20與該微機電系統晶圓10接合,且該結構強化層20會覆蓋住該些凹槽113,且為了減少熱散失,本實施例係於負壓的環境下做陽極接合,如此可以減少該凹槽113中的空氣,有效的避免空氣熱對流傳熱、集中熱源。其中,該結構強化層20的材質選自於玻璃、硼矽玻璃或其組合等等,且其厚度介於1毫米(mm)至0.2毫米(mm)之間。而陽極接合可以減輕因加熱而對該微機電系統晶圓10造成的損傷,且無須利用黏結劑,使該結構強化層20與該微機電系統晶圓10接合的平整度高,不會有傾斜的問題。於本發明之一較佳實施例中,該結構強化層20係採用BF33玻璃,而該微機電系統晶圓10的材質為矽。
步驟S3:接著如「圖2C」所示,設置一黏結膠帶30於該結構強化層20遠離該微機電系統晶圓10之一側,該黏結膠帶30可以為黏晶切割膠帶(DAF)或切割膠帶(Dicing tape),但不以此為限,此外,該黏結膠帶30更包含有一相鄰於該結構強化層20的黏結層31,以及一遠離於該結構強化層20的保護層32,該保護層32係用以防止灰塵沾附到該黏結層31,以保護該黏結層31的黏性。
步驟S4:再如「圖2D」所示,沿著該些單元11的該些側擋部112的連接處進行切割,並同時切割該結構強化層20與該黏結膠帶30,而切割出複數個氣體偵測單元40,該些氣體偵測單元40各包含有一個該凹槽113,於本實施例中,係利用一雷射(圖未示)對該微機電系統晶圓10、該結構強化層20、該黏結膠帶30進行切割,而該雷射位於該微機電系統晶圓10遠離該結構強化層20之一側,利用雷射取代傳統加工方式,不會產生靜電,且沒有刀削力的作用,可以避免該微機電系統晶圓10、該結構強化層20的損傷及可能殘留的內應力,且雷射可以瞬間完成加工且熱影響區域極小,確保高精密加工及減低熱引起的殘留的內應力,又因雷射加工不需要設置冷卻液,可以減少後續清潔問題及衍生的耗材所造成的污染。且藉由該結構強化層20的設置,可以提高整體元件的強度,防止切割時產生崩邊,提高整體良率並降低成本。
此外,該黏結膠帶30可以確實黏附住該結構強化層20,防止切割後,四處散落的問題,且該雷射透過系統控制並不會切割掉該黏結膠帶30之該保護層32。
步驟S5:最後如「圖2E」至「圖2F」所示,透過該黏結膠帶30使該氣體偵測單元40黏結於一基板50上,而形成一氣體偵測器60。於此步驟中,更包含有以下步驟:
步驟S5A:先利用一吸引裝置70自該微機電系統晶圓10之一側吸取該氣體偵測單元40,與此同時,更可以利用一推頂裝置80自該黏結膠帶30之一側推頂該氣體偵測單元40,以利於該吸引裝置70吸附住該氣體偵測單元40,並位移對應至該基板50。
步驟S5B:接著下放該氣體偵測單元40至該基板50上,並透過該黏結膠帶30之該黏結層31使該氣體偵測單元40黏結於該基板50上,而形成該氣體偵測器60。藉此,透過該黏結膠帶30不會有一般液態接著劑所造成之溢膠或該微機電系統晶圓10傾斜的問題。
綜上所述,本發明具有以下特點:
一、利用陽極接合可以減輕因加熱而對該微機電系統晶圓造成的損傷,且無須利用黏結劑,使該結構強化層與該微機電系統晶圓接合的平整度高,防止傾斜的問題。
二、藉由於負壓的環境下做陽極接合,可以減少該凹槽中的空氣,有效的避免空氣熱對流傳熱、集中熱源。
三、利用雷射進行切割,取代傳統加工方式,沒有刀削力的作用,可以避免該微機電系統晶圓、該結構強化層的損傷及可能殘留的內應力,且雷射的精度高、熱影響區域極小又不需要設置冷卻液,可以減少後續清潔問題及衍生的耗材所造成的污染。
四、藉由該結構強化層的設置,可以提高整體元件的強度,防止切割時產生崩邊,提高整體良率並降低成本。
五、透過該黏結膠帶的設置,可以取代傳統利用的液態接著劑,以防止溢膠或該微機電系統晶圓傾斜的問題。
以上已將本發明做一詳細說明,惟以上所述者,僅爲本發明的一較佳實施例而已,當不能限定本發明實施的範圍。即凡依本發明申請範圍所作的均等變化與修飾等,皆應仍屬本發明的專利涵蓋範圍內。
10‧‧‧微機電系統晶圓
11‧‧‧單元
111‧‧‧頂部
112‧‧‧側擋部
113‧‧‧凹槽
20‧‧‧結構強化層
30‧‧‧黏結膠帶
31‧‧‧黏結層
32‧‧‧保護層
40‧‧‧氣體偵測單元
50‧‧‧基板
60‧‧‧氣體偵測器
70‧‧‧吸引裝置
80‧‧‧推頂裝置
S1~S5、S5A、S5B‧‧‧步驟
圖1,為本發明一實施例的流程示意圖。 圖2A~2F,為本發明一實施例的局部剖面製作流程示意圖。
Claims (9)
- 一種利用微機電製程製造氣體偵測器的方法,包含有以下步驟: S1:提供一微機電系統晶圓,該微機電系統晶圓具複數個彼此相鄰的單元,該些單元分別具有一頂部、一自該頂部周緣延伸的的側擋部以及一由該頂部、該側擋部圍繞而形成的凹槽,該些單元的該些側擋部彼此相連接; S2:利用陽極接合的方式將一結構強化層與該微機電系統晶圓接合,且該結構強化層覆蓋住該些凹槽; S3:設置一黏結膠帶於該結構強化層遠離該微機電系統晶圓之一側; S4:沿著該些單元的該些側擋部連接處進行切割,並同時切割該結構強化層與該黏結膠帶,而切割出複數個各包含有該凹槽的氣體偵測單元;以及 S5:透過該黏結膠帶使該氣體偵測單元黏結於一基板上,而形成一氣體偵測器。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用微機電製程製造氣體偵測器的方法,其中該結構強化層的材質選自於玻璃、硼矽玻璃及其組合所組成之群組。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用微機電製程製造氣體偵測器的方法,其中該結構強化層、該微機電系統晶圓係於負壓的環境下做陽極接合。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用微機電製程製造氣體偵測器的方法,其中於步驟S4中,係利用一雷射對該微機電系統晶圓、該結構強化層、該黏結膠帶進行切割,該雷射位於該微機電系統晶圓遠離該結構強化層之一側。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用微機電製程製造氣體偵測器的方法,其中該黏結膠帶為黏晶切割膠帶或切割膠帶。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用微機電製程製造氣體偵測器的方法,其中該結構強化層的厚度介於1毫米至0.2毫米之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用微機電製程製造氣體偵測器的方法,其中於步驟S5之中,更包含有以下步驟: S5A:利用一吸引裝置自該微機電系統晶圓之一側吸取該氣體偵測單元,並位移對應至該基板;以及 S5B:透過該黏結膠帶使該氣體偵測單元黏結於該基板上,而形成該氣體偵測器。
- 如申請專利範圍第7項所述之利用微機電製程製造氣體偵測器的方法,其中於步驟S5A中,更利用一推頂裝置自該黏結膠帶之一側推頂該氣體偵測單元。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用微機電製程製造氣體偵測器的方法,其中該黏結膠帶更包含有一相鄰於該結構強化層的黏結層,以及一遠離於該結構強化層的保護層。
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