蚀刻嵌在玻璃中的牺牲特征来制造微机电系统结构的方法
【专利摘要】本发明涉及蚀刻嵌在玻璃中的牺牲特征来制造微机电系统结构的方法。在一个实施例中，提供了一种制造微机电系统结构的方法。所述方法包括：在最接近硅基板的第一表面的掺杂层中制造加工结构。所述硅基板的第一表面被结合到第一平面玻璃结构上，一个或更多个第一牺牲特征被嵌入在所述第一平面玻璃结构中。所述方法还包括：进行蚀刻从而移除硅基板的主体，其中所述主体为所述硅基板上面的第一表面的倒像，其中蚀刻移除硅基板的主体并且剩留下了结合在所述第一平面玻璃结构上的加工结构。所述方法还包括：进行蚀刻从而从所述第一平面玻璃结构上面移除一个或更多个第一牺牲特征。
【专利说明】蚀刻嵌在玻璃中的牺牲特征来制造微机电系统结构的方法
[0001]相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年8月22日提交的美国临时专利申请N0.61/691,984的权益，该美国临时专利申请在此作为参考而被结合到本申请中。
[0002]关于联邦资助研究或开发的声明
本发明是在由AFRL给予的FA8650-12-C-7203约定的政府支持的条件下作出的。政府对于本发明享有一定的权利。
【背景技术】
[0003]对于不同的微机电系统(MEMS)应用而言，需要将高纵横比的特征平版印刷在玻璃基板中形成图案且蚀刻到玻璃基板中。这些应用包括惯性传感器、石英/玻璃微机电系统谐振器、微机电系统旋转平台及其他。将这些材料形成图案的传统方法包括湿法化学蚀刻工艺和深反应离子刻蚀法。
【发明内容】
[0004]在一个实施例中，提供了一种制造微机电系统结构的方法。所述方法包括:在最接近娃基板的第一表面的掺杂层中制造加工结构。所述娃基板的第一表面被结合到第一平面玻璃结构上，一个或更多个第一牺牲特征被嵌入在所述第一平面玻璃结构中。所述方法还包括:进行蚀刻从而移除硅基板的主体，其中所述主体(bulk)为所述硅基板上面的第一表面的倒像(reverse)，其中蚀刻移除硅基板的主体并且剩留下了结合在所述第一平面玻璃结构上的加工结构。所述方法还包括:进行蚀刻从而从所述第一平面玻璃结构上面移除一个或更多个第一牺牲特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]应该理解:附图中仅仅示出了典型实施例并且由此不被视为对本发明的保护范围产生限制，下面将结合附图对所述典型实施例进行特别地且详细地描述，在所述附图中:
图1是根据本申请中所描述的实施例的具有在其顶部加工表面上蚀刻出的特征的硅基板的剖面视图。
[0006]图2是根据本申请中所描述的实施例的结合到图1所示的硅基板上的玻璃晶片的剖面视图。
[0007]图3是根据本申请中所描述的实施例的在玻璃晶片熔化之后的图2所示的玻璃晶片和硅基板的剖面视图。
[0008]图4A是根据本申请中所描述的实施例的在对图3所示的玻璃和硅进行机加工之后形成的平面玻璃结构的剖面视图。
[0009]图4B是根据本申请中所描述的实施例的图4A所示的平面玻璃结构的顶视图。
[0010]图5是根据本申请中所描述的实施例的在对硅特征进行蚀刻之后的图4A所示的平面玻璃结构的剖面视图。[0011]图6是根据本申请中所描述的实施例的在对玻璃表面进行蚀刻之后的图5所示的平面玻璃结构的剖面视图。
[0012]图7是根据本申请中所描述的实施例的具有用于在其顶表面上形成的加工结构的特征的硅基板的剖面视图。
[0013]图8是根据本申请中所描述的实施例的结合到图6所示的平面玻璃结构上面的图7所示的硅基板的剖面视图。
[0014]图9A是根据本申请中所描述的实施例的在图7所示的硅基板的主体被移除之后的图8所示的结构的剖面视图。
[0015]图9B是根据本申请中所描述的实施例的图9A所示的结构的顶视图。
[0016]图10是根据本申请中所描述的实施例的具有结合到其上面的图6所示的另一平面玻璃结构的图9所示的结构的剖面视图。
[0017]图11A是根据本申请中所描述的实施例的在进行蚀刻从而移除平面玻璃结构上的硅特征之后的图10所示的结构的剖面视图。
[0018]图11B是根据本申请中所描述的实施例的图11A所示的结构的顶视图。
[0019]根据常规实践，本申请中所描述的各个特征并不是按照比例进行绘制的，这些特征在附图中被示出用以强调与所述典型实施例相关的具体特征。
【具体实施方式】
[0020]对玻璃材料进行湿法蚀刻是一种各向同性的工艺方法并且难于实现高纵横比的图案形成和精确的特征控制。深反应离子刻蚀法(DRIE)比湿法蚀刻能够更好地实现特征控制，并且具有形成纵横比更高的结构的能力。然而，用于玻璃材料的深反应离子刻蚀法(DRIE)相比较而言较慢、较脏、并且需要使用厚金属硬质掩模，由此可能会导致产生应力问题和热失配问题。使用较厚的硬质掩模，其原因在于玻璃材料的深反应离子刻蚀法(DRIE)基本上就是一种仅仅利用较少化学成分的物理过程。还存在包括使用硅或者较厚的光致抗蚀剂/聚合物的非金属掩模方法，然而这些方法有他们各自的缺点。同样地，在特征控制、纵横比、和表面质量方面也比在硅上面进行的深反应离子刻蚀法(DRIE)更加难于控制。
[0021]本申请中所描述的多个实施例提供了 一种通过蚀刻出被嵌入在玻璃中的硅从而制造在玻璃中具有较高纵横比的特征的微机电系统结构的方法。图1-11B示出了在这种方法中的实例阶段，而图1-4B示出了在玻璃基板中形成硅特征的工艺，并且图5-11B示出了能够通过在玻璃基板中蚀刻出硅特征而制造出的微机电系统器件的实例。
[0022]虽然在下文中的工艺是结合单个微机电系统结构而进行描述的，但是该工艺也能够在并行成形的多个微机电系统结构的晶片级下执行。也就是说，能够在晶片叠上面的多个明显不同的区域中形成多个明显不同的微机电系统结构。然后，所述晶片叠可被单数化(singulated)，从而分开导致产生多个微机电系统结构的多个明显不同的区域。
[0023]图1-4A示出了用于形成具有一个或更多个嵌入的硅特征的玻璃基板的工艺流程的示例性的剖面视图。如图1中所示，硅基板102被蚀刻以限定出在其顶部加工表面106上面的一个或者更多个特征104，105和位于所述特征104，105之间的一个或者更多个空腔108。可以采用任何适合的半导体制造工艺形成所述特征104，105。硅基板102 (包括所述特征104，105)具有相对较低的掺杂浓度。所述特征104，105包括一个或者更多个待嵌入的特征104，所述待嵌入的特征104被构造用以被嵌入在玻璃基板中并且随后从玻璃基板中被蚀刻出来，用以在玻璃基板中成形出特征104的反像(negative)。尽管该实例中图解示出了延伸达相似高度的一个或更多个特征104中的每一个，但是在其他实例中，硅基板102中的不同特征可以具有不同的高度。
[0024]特征104,105还包括形成围绕基板102的边缘的连续周界的边缘特征105。该边缘特征105被用作外壁，从而使得能够在在边缘特征105与待嵌入的特征104之间的空腔108中和/或在由所有边缘上的边缘特征105形成的内部空腔中形成真空(参见图2)。虽然图2仅示出了位于由边缘特征105形成的周界内的单个器件区域(包括特征104)，但是在位于晶片水平处形成的微机电系统结构的实例中，边缘特征105可以围绕整个晶片周界进行设置，从而使得存在许多被设置在所述周界内的器件区域，其中每一个器件区域可包括特征104。也就是说，单个边缘特征105能够形成整个晶片的真空室的外壁。
[0025]如图2中所示，玻璃基板110被结合(例如阳极结合)到硅基板102的顶部加工表面106上。在一个实例中，玻璃基板110由硼硅玻璃构成。玻璃基板110在真空中被结合到顶部加工表面106上，从而使得位于所述特征104，105之间的一个或者更多个空腔108被密封，从而在每一个空腔108中形成密封真空。玻璃基板110形成了所述密封真空的“顶部”表面，硅基板102的主体形成了密封真空的“底部”，且特征105以及特征104形成了所述密封真空的侧“壁”。在一些实例中，待嵌入的特征104可以具有这样的几何形状，从而使得特征104不形成所述密封真空的壁，取而代之的是，仅仅依靠边缘特征105来形成这些壁。
[0026]如图3中所示，具有被结合到硅基板102上的玻璃基板110的结构被加热超过玻璃基板110的软化温度，从而真空形成围绕硅基板102的特征104，105的玻璃基板110。也就是说，玻璃基板110进行流动从而填充硅基板102中位于所述特征104，105之间的空腔108。所得到的玻璃和硅结构具有由玻璃基板110形成的其主要外表面(端面)112和由硅基板102形成的另一主要外表面(端面)114 (与外表面112相对)之一。
[0027]然后，玻璃基板110的外表面112和硅基板102的外表面114的多个部分被移除。在图4A所示出的实例中，硅基板102和玻璃基板110的主体被移除，从而使得基本上平的玻璃结构116保持包括被嵌入其中的硅特征104和形成平的玻璃结构116的边缘的边缘特征105。在该实例中，一定量的玻璃基板110被从外表面112上移除，从而使得特征104，105被暴露出来。在其他实例中，外表面112上面的玻璃基板110的移除可以使特征104中的一些或全部剩留在玻璃基板110层的下面(即未被暴露出)；这样的实例可结合具有变化高度的特征104 —起使用。
[0028]可以采用切割、抛光、蚀刻、磨削、或任何其它合适的方法来实施玻璃基板110和硅基板102的多个部分的移除。在一些实例中，所得到的玻璃结构116被抛光从而形成光滑的表面。图4B是具有被嵌入在其中的硅特征104和在其边缘上形成周界的边缘特征105的平面玻璃结构116的顶视图。如图4B所示，玻璃基板110中的特征104具有圆形的几何形状。在其它实例中，可以使用多于一个的被嵌入的特征和/或具有其它几何形状的被嵌入的特征。
[0029]图5 —图11B示出了通过在玻璃基板110中蚀刻出被嵌入的硅特征104而制造出的微机电系统结构的成形过程的多个实例阶段。如图5中所示，被嵌入的特征104可在结构116的第一表面(侧面)118处被部分地蚀刻掉。可以采用深反应离子刻蚀法(DRIE)或者使用湿法蚀刻剂完成该蚀刻过程。也可以通过蚀刻或者机加工移除边缘特征105。在其它实例中，在该工艺的其它步骤中可移除边缘特征105。
[0030]如图6中所示，位于在结构116的第一表面118处的玻璃基板110的多个部分同样可以被蚀刻掉，从而在第一表面118中形成所需的玻璃特征(例如凹部/台面结构)。在一些实例中，保护层(例如光致抗蚀剂或者聚酰亚胺)可以被放置在第一表面118上面的被嵌入的特征104之上，从而在第一表面118的蚀刻过程中限制被嵌入的特征104的多个部分的移除。在一些实例中，金属化可被形成图案并且被放置在第一表面118上面。
[0031]在另一可选实例中，代替被嵌入的特征104自始至终延伸穿过玻璃结构116的是，如上面所讨论地(图4A)，当玻璃基板110的主体被移除时，可在外表面118上面剩留下一层玻璃，用于覆盖被嵌入的特征104，从而使得被嵌入的特征104在所得到的平面玻璃结构116的外表面118上面不会被暴露出来。在实施该实例时，如结合图6所述,被嵌入的特征104没有被蚀刻下来，这是因为被嵌入的特征104已经位于平面玻璃结构116的外表面118下面。在该实施过程中，玻璃表面118可以被蚀刻下来，以形成所需的玻璃特征(例如凹部/台面结构)并且使在没有部分蚀刻被嵌入的特征104的条件下形成的凹部中的特征104暴露出来。
[0032]对于第二玻璃基板和第二硅基板而言，可重复图1 一 6中所示出的以上动作，从而形成其中嵌有娃特征的第二玻璃结构(116)。该(第一)玻璃结构116和第二玻璃结构(116)可被使用以容纳硅加工结构，从而形成如下面所述的所得到的微机电系统结构。
[0033]图7示出了用于形成微机电系统结构的加工结构的第三硅基板702。特征704在形成第三硅基板702的顶部加工表面706的顶层708中被制造出。一旦如下文中所述柄部710 (第二硅基板702的主体)被移除，特征704将会变成加工结构。由此，特征704依照加工结构的几何形状被制造出。在一个实例中，顶层708是一层第二娃基板702,相对于掺杂较少或没有掺杂的第二硅基板702的主体710而言，该层第二硅基板702掺杂较多。顶层708可改性掺杂p型(p++)半导体，从而使得它在类似乙二胺邻苯二酚(EDP)的蚀刻剂中起到止蚀的作用。在一个实例中，顶层708具有与所得到的加工结构的厚度相对应的深度。在实例中，顶层708可由硅基板710上面高度掺杂的取向附生的硅形成。在另一个实例中，可通过将高度掺杂的硅晶片结合到掺杂较少或者不掺杂的硅晶片上面，然后抛光高度掺杂的硅晶片以将所述厚度减小至所需厚度(例如25 - 100微米)，从而形成顶层708。如图7所示，该高度掺杂的顶层708最接近顶部加工表面706并且在其中具有制造出的特征704，而所述基板的剩余部分构成所述基板的主体710。
[0034]如图8所示，其中具有制造出的加工结构的第三硅基板702被结合(例如阳极结合)到第一玻璃结构116上。第三硅基板702被结合，从而使得第三硅基板702的顶部加工表面706 (即顶层708)被结合到玻璃结构116的第一表面118上。第三娃基板702可与玻璃结构116对齐，从而使加工结构的适当部分与玻璃结构116的第一表面118上的玻璃特征(例如凹部/台面结构)对齐。
[0035]保护层120可被包含在玻璃结构116的背面(与第一表面118相对的外表面)上，从而覆盖被嵌入的硅特征104，从而使得被嵌入的硅特征104在玻璃结构116的背面上面不会被暴露出来。在如下文中所述的第三硅基板702的主体710的蚀刻过程中，保护层120可保护被嵌入的特征104不会受到蚀刻。
[0036]如图9A中所示，第三硅基板702的主体710随后可被移除。可通过蚀刻，例如通过将玻璃结构116以及结合到其上面的第三硅基板702浸没在液体蚀刻剂中，移除所述主体710。所述液体蚀刻剂可以是选择性的蚀刻剂，其蚀刻掺杂较少或者不掺杂的硅，而对于所有高度(改性)掺杂的P型(P++)硅而言仅仅进行缓慢的蚀刻或者不进行蚀刻。蚀刻剂的一个实例是乙二胺邻苯二酚(EDP)。因此，该选择性蚀刻剂将会蚀刻掉第三硅基板702的主体710，但是剩留下保存完整的由第三硅基板702的高度掺杂层形成的且结合到玻璃结构116上面的加工结构712。带有结合到其上面的第三硅基板702的玻璃结构116可被浸没在液体蚀刻剂中以便执行所述蚀刻。在一些实例中，控制蚀刻的时间安排，从而使得一旦第三娃基板702的主体710被蚀刻掉，那么从第一表面116上不发生娃特征104的蚀刻或者仅发生较少的硅特征104的蚀刻。在一个实例中，通过使用非选择性的蚀刻剂例如氢氧化钾(Κ0Η)或者进行磨削，主体710的绝大部分被移除。然后，随着要被移除的主体710的减少，可使用选择性蚀刻剂来移除剩余的主体710。
[0037]由于被嵌入的特征104由低掺杂或者不掺杂的硅构成，这与第三硅基板702的主体710相类似，因此被嵌入的特征104同样也会被蚀刻剂蚀刻。然而，保护层120通过防止蚀刻剂与来自玻璃结构116背面的被嵌入的特征104相接触从而保护被嵌入的特征104。在一个实例中，保护层120是被结合到玻璃结构116的背面上的另一基板(例如罩盖晶片capwafer)。在另一个实例中，保护层120是涂层例如光致抗蚀剂或者聚酰亚胺。在又一个实例中，保护层120是结合图4A如上文中所述的在玻璃基板116的成形过程中剩留下覆盖被嵌入的特征104的玻璃层。在另一可选实例中，并没有使用保护层120且被嵌入的硅特征104与第三硅基板702的主体同时被蚀刻掉。
[0038]图9B是图9A所示的第三硅基板702的顶视图，该图中示出了位于平面玻璃基板116的表面118上面的加工结构712。在图9B所示的实例中，加工结构712包括经由多个弹簧906附接到外部部分904上的转子902。该被嵌入的牺牲特征104形成玻璃结构116的不同部段之间的边界，其中附接转子902的玻璃结构116的部段与附接外部部分904的部段相比截然不同。因此，在移除该被嵌入的牺牲特征104之后，转子902和附接转子902的玻璃结构116的部段通过使弹簧906产生挠曲可以相对于外部部分904部分地转动。在其它实例中，可形成其它加工结构。
[0039]在完成蚀刻(例如玻璃结构116和加工结构712从液体蚀刻剂中被移除)之后，保护层120可通过适当的方式被移除。如图10中所示，其中具有被嵌入的特征104 - 2的且以与上述第一玻璃结构116相同的方式成形的第二平面玻璃结构116 — 2被结合到加工结构712的暴露表面上。该第二平面玻璃结构116 — 2被定向，从而使得其中限定有玻璃特征(例如凹部/台面结构)的(第一)表面118 — 2面对第一玻璃结构116的第一表面118并且表面118 - 2视具体情况被结合(例如阳极结合)到加工结构712和/或第一表面118上。在图10所示的实例中，表面118 — 2被结合到加工结构712上。由此，加工结构712被结合在第一玻璃结构116与第二玻璃结构116 — 2之间。
[0040]然后，第一平面玻璃结构116、第二平面玻璃结构116 - 2的被嵌入的特征104、104 - 2被蚀刻掉。在一个实例中，蚀刻掉被嵌入的特征104的动作断开了第一玻璃结构116的不同部段彼此之间的连接，且蚀刻掉第二平面玻璃结构116 - 2的被嵌入的特征104 - 2的动作断开了第二玻璃结构116 - 2的不同部段彼此之间的连接。可使用选择性蚀刻剂例如EDP蚀刻被嵌入的特征104、104 - 2，所述选择性蚀刻剂相对于形成加工结构712的改性掺杂p型硅层选择性地对低掺杂或未掺杂的被嵌入的特征104进行蚀刻。
[0041]图11A示出了在第一平面玻璃结构116和第二平面玻璃结构116 — 2的被嵌入的特征104、104 — 2被蚀刻掉之后的完成的微机电系统结构的一个实例。图11B是完成的微机电系统结构的顶视图。如图中所示，该完成的微机电系统结构包括第一(底部)玻璃结构116和第二 (顶部)玻璃结构116 - 2，所述第一(底部)玻璃结构116包括两个不同的部段，所述第二(顶部)玻璃结构116 — 2包括两个不同的部段。玻璃结构116,116 — 2的部段通过高纵横比的环形间隙122，122 - 2而彼此分开。该高纵横比的环形间隙122，122 一 2完全延伸穿过每个玻璃结构116，116 - 2并且是硅特征104、104 — 2的反像。也就是说，该高纵横比的环形间隙122，122 - 2是在蚀刻出被嵌入的硅特征104、104 — 2之后剩留的空间。所得到的微机电系统结构是一种使微机电系统结构的内部部分相对于外部部分悬浮的微机电系统旋转悬浮结构并且所述加工结构还形成梳齿驱动结构。蚀刻掉被嵌入的特征104、104 - 2的动作断开了第一和第二平面玻璃结构116，116 — 2的与转子902相连的部段与第一和第二平面玻璃结构116，116 - 2的与外部部分904相连的部段之间的连接。在蚀刻掉被嵌入的特征104、104 — 2之后，弹簧906是转子部分(902)与外部部分(904)之间仅存的机械连接部，由此使得转子部分(902)能够相对于外部部分904进行移动。
[0042]虽然已对特定结构(即旋转平台)进行了描述，但是可对以上工艺进行改进从而制造出其它结构。此外，虽然图中示出了间隙122和特征104的特定几何形状以及其穿过玻璃结构的深度(例如间隙122和特征104自始至终延伸穿过玻璃结构116)，但是在其它实例中，可以使用间隙122和/或特征104的其它几何形状和/或深度。在一些实例中，玻璃结构116中的被嵌入的特征104可由牺牲材料例如金属形成。在这些实施例中，金属(或其它牺牲材料)可以适当的图案被沉积在硅基板102上面，从而形成待嵌入的特征104，所述待嵌入的特征将会被嵌入在玻璃基板110中。然后，玻璃基板110可被结合到顶部加工表面106上并且被加热从而真空形成结合图3所述的被嵌入的特征104。
[0043]可采用相似的工艺来形成其它结构例如惯性传感器和石英/玻璃谐振器。
[0044]典型实施例
实例1包括一种制造微机电系统结构的方法，所述方法包括以下步骤:在最接近硅基板的第一表面的掺杂层中制造加工结构；将所述娃基板的第一表面结合到其中嵌入有一个或更多个第一牺牲特征的第一平面玻璃结构上；进行蚀刻从而移除硅基板的主体，其中所述主体是所述硅基板上面的第一表面的倒像，其中蚀刻移除了所述主体并且剩留下被结合到第一平面玻璃结构上的加工结构；并且进行蚀刻从而从第一平面玻璃结构上移除一个或更多个第一牺牲特征。
[0045]实例2包括实例1的方法，其中进行蚀刻从而移除一个或更多个第一牺牲特征的步骤将所述第一平面玻璃结构分成多个不同部段，所述不同部段经由加工结构机械联接在一起。
[0046]实例3包括实例1或实例2中的任一实例的方法，其中所述硅基板的掺杂层被改性地P型掺杂并且其中至少部分地使用相对于更高掺杂的硅而言选择性地蚀刻掺杂更少的硅的选择性蚀刻剂执行进行蚀刻从而移除硅基板的主体的步骤。[0047]实例4包括实例3的方法，其中使用相对于更高掺杂的硅而言选择性地蚀刻掺杂更少的硅的选择性蚀刻剂执行进行蚀刻从而移除一个或更多个第一牺牲特征的步骤。
[0048]实例5包括实例1 一实例4中的任一实例的方法，其中所述方法包括以下步骤:将加工结构的暴露表面结合到其中嵌入有一个或更多个第二牺牲特征的第二平面玻璃结构上，当所述加工结构被结合到第一平面玻璃结构上时，由此在第一平面玻璃结构与第二平面玻璃结构之间设置加工结构；并且进行蚀刻从而从第二平面玻璃结构上移除一个或更多个第二牺牲特征。
[0049]实例6包括实例5的方法，其中所述方法包括以下步骤:在第一平面玻璃结构的顶表面中蚀刻一个或更多个第一玻璃特征；其中将所述硅基板的第一表面结合到第一平面玻璃结构上的步骤包括将所述硅基板的第一表面结合到第一平面玻璃结构的顶表面上；在第二平面玻璃结构的顶表面中蚀刻一个或更多个第二玻璃特征；其中将加工结构的暴露表面结合到第二平面玻璃基板上的步骤包括将加工结构结合到第二平面玻璃结构的顶表面上。
[0050]实例7包括实例6的方法，其中所述方法包括以下步骤:在将所述硅基板结合到第一平面玻璃结构上之前，在第一平面玻璃结构中在最接近第一平面玻璃结构的顶表面处部分蚀刻一个或更多个第一牺牲特征；并且在将所述加工结构的暴露表面结合到第二平面玻璃结构上之前，在第二平面玻璃结构中在最接近第二平面玻璃结构的顶表面处部分蚀刻一个或更多个第二牺牲特征。
[0051]实例8包括实例1 一实例7中的任一实例的方法，其中在进行蚀刻从而移除硅基板的主体之前，将保护层放置在第一平面玻璃结构的底表面之上，其中所述底表面与其上结合有娃基板的表面是相对的。
[0052]实例9包括实例8的方法，其中将保护层放置在第一平面玻璃结构的底表面之上的步骤包括以下步骤之一，即将罩盖晶片放置在底表面上面；将涂层放置在底表面上面；或者在一个或更多个第一牺牲特征之上剩留一层玻璃层。
[0053]实例10包括实例1 一实例9中的任一实例的方法，其中所述方法包括以下步骤:对所述硅基板的第一表面进行掺杂，从而形成作为改性掺杂的P型层的掺杂层。
[0054]实例11包括实例1 一实例10中的任一实例的方法，其中所述方法包括以下步骤:通过以下方式形成其中嵌入一个或更多个牺牲特征的第一平面玻璃结构:在第二硅基板的第二表面上面制造出一个或更多个特征；将玻璃基板结合到第二硅基板的第二表面上面，从而使得在玻璃基板与第二硅基板之间形成一个或更多个密封真空；对玻璃基板进行加热，从而致使玻璃基板流入一个或更多个密封真空中；移除玻璃基板外表面的一部分和第二硅基板的主体，从而形成其中嵌入有所述一个或更多个特征的平面玻璃结构，其中所述一个或更多个特征是一个或更多个牺牲特征。
[0055]实例12包括实例11的方法，其中所述在第二表面上面制造出一个或更多个特征的步骤包括成形出具有不同高度的特征。
[0056]实例13包括实例11或实例12中的任一实例的方法，其中所述移除玻璃基板外表面的一部分和第二硅基板的主体的步骤包括使所述一个或更多个特征中的至少一些暴露在所述平面玻璃结构的顶表面和底表面上。
[0057]实例14包括实例11 一实例13中的任一实例的方法，其中所述方法包括以下步骤:制造出围绕所述第二硅基板的周界的边缘特征。[0058]实例15包括实例11 一实例14中的任一实例的方法，其中在第二硅基板的第二表面上面制造出一个或更多个特征的步骤包括对所述第二表面进行蚀刻从而由硅形成一个或更多个特征。
[0059]实例16包括实例11 一实例15中的任一实例的方法，其中在第二硅基板的第二表面上面制造出一个或更多个特征的步骤包括在所述第二表面上沉积金属，从而由金属形成一个或更多个特征。
[0060]实例17包括一种制造微机电系统结构的方法，所述方法包括以下步骤:设置其中嵌入有一个或更多个牺牲特征的第一平面玻璃结构和其中嵌入有一个或更多个牺牲特征的第二平面玻璃结构；在最接近硅基板的顶部加工表面的掺杂层中制造加工结构；将所述硅基板结合到第一平面玻璃结构上，从而使得所述顶部加工表面被结合到第一平面玻璃结构上；进行蚀刻从而移除硅基板的主体；将第二平面玻璃结构结合到被结合到第一平面玻璃结构上的加工结构的暴露表面上；并且进行蚀刻从而从第一平面玻璃结构上移除一个或更多个特征且从第二平面玻璃结构上移除一个或更多个特征。
[0061]实例18包括实例17的方法，其中所述加工结构包括转子、外部部分和多个将所述转子连接到所述外部部分上的弹簧，其中所述进行蚀刻从而从第一平面玻璃结构上移除一个或更多个特征且从第二平面玻璃结构上移除一个或更多个特征的步骤包括断开所述第一平面玻璃结构和所述第二平面玻璃结构被附接到所述转子上的部段与所述第一平面玻璃结构和所述第二平面玻璃结构被附接到所述外部部分上的部段的连接。
[0062]实例19包括一种制造微机电系统结构的方法，所述方法包括以下步骤:设置限定多个区的第一玻璃晶片，每一个所述区对应于截然不同的微机电系统结构，每一个所述区具有嵌入到其中的一个或更多个牺牲特征；设置限定多个区的第二玻璃晶片，每一个所述区对应于截然不同的微机电系统结构，每一个所述区具有嵌入到其中的一个或更多个牺牲特征；在最接近硅晶片的顶部加工表面的改性掺杂的P型层中制造出加工结构；将所述硅晶片结合到第一玻璃晶片上，从而使得所述顶部加工表面被结合到第一玻璃晶片上；进行选择性蚀刻从而移除硅晶片的主体，从而使得加工结构保留；将第二玻璃晶片结合到被结合到第一玻璃晶片上的加工结构的暴露表面上；进行选择性蚀刻从而从第一玻璃晶片上移除一个或更多个特征且从第二玻璃晶片上移除一个或更多个特征；并且围绕多个区单数化结合在与所述第一玻璃晶片相结合的加工结构上的所述第二玻璃晶片，从而形成多个微机电系统结构。
[0063]实例20包括实例19的方法，其中所述加工结构包括转子、外部部分和多个将所述转子连接到所述外部部分上的弹簧，其中所述进行蚀刻从而从第一玻璃晶片上移除一个或更多个特征且从第二玻璃晶片上移除一个或更多个特征的步骤包括断开所述第一玻璃晶片和所述第二玻璃晶片被附接到所述转子上的部段与所述第一玻璃晶片和所述第二玻璃晶片被附接到所述外部部分上的部段的连接。
【权利要求】
1.一种制造微机电系统结构的方法，所述方法包括:在最接近娃基板的第一表面的掺杂层中制造加工结构，其中所述娃基板的掺杂层被改性地P型掺杂；将所述硅基板的第一表面结合到其中嵌入有一个或更多个第一牺牲特征的第一平面玻璃结构上；进行蚀刻从而移除硅基板的主体，其中所述主体是所述硅基板上面的第一表面的倒像，其中蚀刻移除了所述主体并且剩留下被结合到第一平面玻璃结构上的加工结构，且其中至少部分地使用相对于更高掺杂的硅而言选择性地蚀刻掺杂更少的硅的选择性蚀刻剂执行进行蚀刻从而移除硅基板的主体的步骤；并且进行蚀刻从而从第一平面玻璃结构上移除一个或更多个第一牺牲特征，其中使用相对于更高掺杂的硅而言选择性地蚀刻掺杂更少的硅的选择性蚀刻剂执行进行蚀刻从而移除一个或更多个第一牺牲特征的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，包括:将加工结构的暴露表面结合到其中嵌入有一个或更多个第二牺牲特征的第二平面玻璃结构上，当所述加工结构被结合到第一平面玻璃结构上时，由此将加工结构设置在第一平面玻璃结构与第二平面玻璃结构之间；并且进行蚀刻以从第二平面玻璃结构上移除一个或更多个第二牺牲特征，其中使用相对于更高掺杂的硅而言选择性地蚀刻掺杂更少的硅的选择性蚀刻剂执行进行蚀刻从而移除一个或更多个第二牺牲特征的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，包括:通过以下步骤形成其中嵌入有一个或更多个牺牲特征的第一平面玻璃结构:对第二硅基板的第二表面进行蚀刻以在其中形成一个或更多个硅特征；将玻璃基板结合到第二硅基板的第二表面上面，从而使得在玻璃基板与第二硅基板之间形成一个或更多个密封真空；对玻璃基板进行加热，从而致使玻璃基板流入一个或更多个密封真空中；移除玻璃基板外表面的一部分和第二娃基板的主体，从而形成其中嵌入有所述一个或更多个硅特征的平面玻璃结构，其中所述一个或更多个硅特征是一个或更多个牺牲特征。
【文档编号】B81C1/00GK103626116SQ201310248896
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年6月21日 优先权日:2012年8月22日
【发明者】R.苏皮诺, G.H.罗登 申请人:霍尼韦尔国际公司