片断裂以释放器件。类似地，可在围绕器件20的结构的分离件46周围蚀刻沟槽，以便使得分离件46被移除以在器件中所需的地方留下空余的空间。如下文所述，器件20可经由位于分离件46和器件的部件之间的薄的易断裂的接片而暂时连接至支撑晶片。
[0071]为在下文的描述中清晰起见，保留成品器件的实心部件的特征部诸如凹槽42和肋状物被称为“器件的特征部”或“器件特征部”，而延伸穿过成品器件的整个厚度的开口诸如沟槽44被称为“贯通特征部”。此类贯通特征部通常包括“释放开口”，器件的运动部件沿该释放开口从器件的周围部件释放，使得运动部件能够运动。贯通特征部还可包括“切单开口”，该切单开口用于从周围的晶片和/或支撑衬底移除器件。器件20中的围绕镜铰链28和32的开口以及沿管芯轮廓的沟槽44均为贯通特征部的实例。
[0072]可解键合的支撑衬底
[0073]图3A-3J是示出了根据本发明的实施例的微机械器件的制备中的后续阶段的示意性剖面图。如图3Α所示，在硅晶片50的稳定的晶片厚度处通常在几百微米处开始工艺。可通过在晶片的一侧沉积反射层通常为金属层52来使晶片图案化(假设目标器件如以上实例中所述将用作扫描镜)。可使用本领域中已知的任何合适的工艺诸如剥离、蒸发或阴影掩模处理来沉积金属层。
[0074]支撑衬底诸如玻璃晶片54被键合至硅晶片50，其中金属层52面向玻璃，如图3B所示。该键合通常使用粘合剂来进行，该粘合剂随后可例如通过通常在紫外线(UV)范围内的光辐射或通过热处理(加热)来被释放。只要玻璃是对UV透明的类型，便可能使用UV。UV可解键合的粘合剂在本领域中是已知的，诸如用于Nitto胶带、蓝膜或UV胶带(同一种类的物品的不同名称)的粘合剂。玻璃晶片54可为平坦的，或者可具有腔(未示出)以保护金属层52。在键合至玻璃晶片之后，硅晶片50可被减薄至所需厚度，因为玻璃晶片将维持减薄的硅晶片的结构稳定性。
[0075]通常为大约I μ m-2 μ m厚的Si02的薄层56被沉积在晶片50的背面上方，与金属层52和玻璃晶片54相背对，如图3C所示。Si02以光刻方式被图案化并使用Si02的反应离子蚀刻(RIE)被选择性地蚀刻，以在晶片表面上限定图案58，如图3D所示。图案58中的供Si02移除的空间限定了器件特征部和贯通特征部的位置。光致抗蚀剂60层被沉积在图案58上方，如图3E所示，并且该层随后以光刻方式被图案化以移除区域62中的光致抗蚀剂，在该区域中将形成贯通特征部，如图3F所示。随后通过DRIE蚀刻对应的贯通特征部64，例如部分穿过晶片50，如图3G所示。
[0076]在该步骤后，如图3H所示，光致抗蚀剂60从晶片50的表面移除。随后DRIE工艺被施加至整个晶片表面(由图案58保护)上方，如图31所示。因此，特征部64被蚀刻直至玻璃晶片54的表面，从而形成贯穿晶片50的整个厚度的沟槽66。凹槽68形式的器件特征部在空间中被同时蚀亥I」，在该空间中，晶片50的硅暴露于多行图案58之间。沟槽66通常包括释放开口并可包括切单开口，所述沟槽延伸穿过晶片50至管芯边界处的玻璃晶片54，使得器件70可随后沿这些沟槽被切单。
[0077]器件70通过合适的光(UV)处理或热处理从玻璃晶片54解键合，如图3J所示。该解键合可发生在加工设施处或在封装设施处。玻璃晶片54保持完整并且可反向循环至加工设施以用于下一轮制备。
[0078]如上所述，图3呈现了工艺的一个实例，可使用临时的支撑衬底来实施该实例，该支撑衬底随后可被解键合。该工艺的变型是可能的，诸如蚀刻特征部68至标准晶片中，然后将晶片的被蚀刻的一侧键合至支撑衬底，减薄该晶片，施加反射涂层，然后图案化并蚀刻贯通特征部，均从晶片的位于支撑晶片的远侧的那一侧进行。
[0079]具有预成形器件腔的支撑晶片
[0080]图4A-4I是示出了根据本发明的另一个实施例的微机械器件的制备中的后续阶段的示意性剖面图。如图4A-4C示出的工艺的初始步骤类似于图3C-3I中的那些步骤，不同的是，在本实施例中的这些阶段处没有使用支撑衬底。因此在图4A-4C中使用了和图3C-3I中所使用的相同的指示符数字以指示相同的结构，尽管没有支撑衬底，但是本实施例中的晶片50在该阶段处的厚度可比在先前实施例中的厚度大。
[0081]在施加Si02图案58以及蚀刻特征部64之后，如图4B所示，施加DRIE以形成沟槽66和凹槽68，如图4C所示。在该阶段处，沟槽66被蚀刻至比凹槽68更深的厚度，但是小于晶片50的整个厚度。随后可在晶片50的整个图案化表面上方沉积另外的Si02涂层72，如图4D所示，以在后续处理中保护图案化特征部。如本领域中所公知的，涂层72可通过热工艺施加。
[0082]在单独的工艺中，如图4E所示，称为支撑晶片的第二硅晶片74被图案化，其中在其相背对的表面上具有保护层76和78。例如，层76和78可包含氮化硅(Si3N4)。层78以光刻方式被图案化并随后通常使用RIE被蚀刻以形成所需图案，该所需图案限定了待蚀刻至晶片74中的腔的位置。
[0083]湿法蚀刻随后被施加至晶片74以在晶片中形成腔，其中腔80对应于晶片50中的每个管芯，如图4F所示。湿法蚀刻是性价比高的工艺，在该工艺中，晶片被浸入蚀刻溶液诸如KOH溶液中。晶片可被置于盒中，并使用适当的蚀刻速率均化技术，如在本领域中已知的那样，可在盒中的每个晶片上以及在不同晶片之间使得蚀刻速率非常均匀。层76和78保护晶片74免受湿法蚀刻，使得腔80由晶片的下侧形成(从图中所示的角度看)，其中图案化层78在上侧，其由未图案化层76保护。另选地，如果不需要对该层进行图案化，则湿法蚀刻期间的机械保护可代替层76而被使用。在形成腔之后，层76和78随后被移除。
[0084]在被施加于器件和支撑晶片的单独的蚀刻阶段之后，晶片50和74随后使用本领域中已知的任何合适的晶片键合技术诸如熔融键合而被键合在一起，如图4G所示。晶片50的已被图案化且蚀刻的一侧被键合至晶片74，使得腔80在晶片50的包含图案的区域上方被对准并定位。另选地，根据空间约束和其他考虑，晶片50的另一侧可被键合至晶片74。
[0085]当晶片50和74以这种方式被键合在一起时，晶片50的相对的外侧被减薄至所需厚度，通常为大约为30 μ m-150 μ m，如图4H所示。如在本领域中已知的，研磨和化学机械抛光(CMP)技术可用于此目的。由于器件的特征部已在晶片减薄之前通过蚀刻进行限定，该最后阶段不应当在器件上施加物理力，并且该最后阶段可例如通过抛光和随后的非机械工艺诸如湿法蚀刻来完成，以确保平滑的镜面。在该工艺期间，晶片74向晶片50提供机械支撑。涂层72也可通过化学方法从晶片50的暴露表面移除，从而露出器件特征部84。
[0086]由于减薄工艺，沟槽66 (标记于图4C和4D中)现在成为了延伸穿过晶片50的整个厚度的释放开口。如上所述，将使用这些沟槽将已经由上述工艺制备的器件82的运动部件与周围的部件分开。沟槽66也可用作切单开口，以将器件82与晶片74分开，以及与晶片50的剩余部分分开，该剩余部分保持键合至晶片74。晶片74随后可被清洁并重新使用。
[0087]通常，在器件82与晶片74分开之前，反射层86被沉积在晶片50的减薄的一侧，与具有特征部84的一侧相背对，如图41所示。(如果器件将被用作扫描镜，则需要层86，但当然在其他种类的MEMS器件中可能不需要。)层86可使用本领域中任何合适的技术被沉积，诸如阴影掩模或喷涂技术。
[0088]图5A-5I是示出了根据本发明的另一个实施例的微机械器件的制备中的后续阶段的示意性剖面图。该实施例类似于图4A-4I的实施例，不同的是，在键合和减薄之后，释放开口穿过晶片50的外侧(即，远离支撑晶片74的一侧)形成。
[0089]在该实施例中，在晶片50的表面上的Si02层中蚀刻外围图案90和器件图案92，如图5A所示。器件图案92限定器件特征部的位置，而图案90覆盖晶片50的周围区域，包括将被键合至支撑晶片74的区域和供后续制作释放开口的区域。例如使用DRIE在由图案92所限定的空间中蚀刻器件特征部94，如图5B所示。另外的Si02涂层96随后被沉积在晶片50上方，包括特征部94，如图5C所示。
[0090]腔80形成于晶片74中，如上所述，并且晶片50随后被键合至晶片74，其中特征部94面向腔80并与腔80对准，如图所示。当被键合至晶片74时，晶片50通常通过研磨和CMP和/或湿法蚀刻被减薄，如图5E所不。可为有利的是在减薄晶片50的最后阶段中使用非机械技术，以便避免由于机械压力和缺乏来自晶片74的局部支撑而在晶片50中可能形成局部弯曲。
[0091 ] 在减薄之后，反射层98可被沉积在晶片50的面向外的一侧，如图5F所示(S卩，从图中所示的角度看在晶片50的下侧)。在该实施例中，由于在晶片50的该外侧中还未形成开口，因此可使用任何合适的工艺来施加层98，包括利用金属涂覆整个晶片表面并随后图案化该表面，以使金属层仅在需要的地方保留在适当的位置。
[0092]为了形成“贯穿”特征部，包括释放开口和可能的切单开口，Si02涂层100被沉积在晶片50的外表面上方，如图5G所示。涂层100通过光刻法被图案化以限定沟槽102的位置。随后穿过晶片50的整个厚度蚀刻这些沟槽，如图5H所示，通常使用如上所述的RIE和DRIE技术。在该工艺中，Si02涂层96和100在所有阶段中保护将不被蚀刻的区域，以便防止过度蚀刻和晶片级不均一性。当涂层96和100不再被需要时随后被移除(例如通过缓冲液HF进行蚀刻)，如图51所示。另选地，适当的光致抗蚀剂层可代替涂层100来使用，并随后在由适当的化学物质蚀刻之后被移除。所得的器件104因此被释放并还可与晶片74以及晶片50的剩余部分切单，该剩余部分保持键合至晶片74。
[0093]图6A-6E是示出了根据本发明的另一个实施例的微机械器件的制备中的后续阶段的示意性剖面图。该实施例类似于先前实施例，不同的是，在这种情况下，腔114最初仅部分穿过支撑晶片110而形成，从而使薄的覆盖物112在一侧在腔的上方。如图6A和6B所示，晶片50和110对准，使得腔114朝向晶片110的在晶片50近侧的一侧而打开，而腔的与近侧相对的远侧保持闭合。晶片50的用于形成特征部94的一侧随后被键合至晶片110的近侧(在施加Si02涂层96之后，如上所述)。