微机电结构制作方法技术

本发明专利技术公开一种微机电结构制作方法，该方法不需使用额外的粘着剂，而包括：先在第一基板上制作微机电结构；在第一或第二基板上形成覆盖液体容置空间；及以压力将第二基板固定到第一基板等步骤。在加压之前，将两基板翻转，使得覆盖液体包围两基板的接触面。

【技术实现步骤摘要】

[0001 ] 本专利技术是涉及一种微机电结构的制作方法，特别是涉及内容纳流体的微机电结构 的制作方法，并且本专利技术公开一种以该方法制作的微机电结构。
技术介绍
在微机电结构中，有时需要在结构中容纳流体，以利用该流体的特性，提供一定的 功能。此种微机电结构包括一般称为液体电容式倾斜微感测器（liquid capacitive micro inclinometer)的产品。 以液体电容式倾斜微感测器为例，在制作时需要先在基板上制作包括倾斜感测器 机构的结构。该结构还可能包括相关的感测电路。其次，需要在另一个基板，通常是玻璃基 板上，制作包括容置空间的结构。接着，在该倾斜感测器结构内或该容置空间的结构内加入 流体，再将两结构结合，固着，即形成所需的倾斜感测器。其他使用流体的微机电结构，也可 使用与上述方法基本相同的工序制作。此种制作方法及以该方法制成的结构，可参考同申 请人所申请的台湾专利第101135550号专利申请案液体电容式倾斜微感测器的内容。 上述必须使用粘胶，以结合该感测器侧的结构与该容置空间 的结构。虽然许多类型及种类的粘胶可以使用在这种微机电结构，但是由于该感测器侧的 结合界面可能包括多种材料，其物理、化学性质各异；而该容置空间侧的结合界面通常可使 用光阻材料，以便利制作。所选用的粘胶未必能够与该结合界面所包括的材质完全相容。在 此种微小的尺寸下，一些微小的不相容可能导致在制作、保管、运送或使用中发生流体泄漏 的问题。 此外，在结合该感测器侧的结构与该容置空间的结构时，需要使用高温或高压已 达成接合、固化或退火的目的。但高温或高压容易导致结构中的流体汽化，产生高压而泄 漏。流体泄漏的结果除了增加制作上的清理成本外，制成的微机电元件功能或精确度将受 到一定的影响。故而降低生产的合格率。 因此目前业界亟须提供一种改良的，该方法不需使用粘胶， 即可结合感测器侧的结构与容置空间的结构，形成完整的微机电结构。 同时也需要一种新颖的，该方法可防止流体在结构制作过程 中泄漏。
技术实现思路
本专利技术的目的就是在提供一种改良的，该方法不需使用粘 胶，即可结合感测器侧的结构与容置空间的结构，形成完整的微机电结构。 本专利技术的目的也在提供一种不需使用粘胶，即可结合感测器侧的结构与容置空间 的结构，形成容纳流体微机电结构的方法，从而简化工艺，降低成本。 本专利技术之目的也在提供一种新颖的，该方法可防止流体在结 构制作过程中泄漏。 toon] 一种，包括以下步骤： 在第一基板上制作微机电结构； 在所述第一基板上制作隔板，以形成包括所述微机电结构的容置空间； 在所述容置空间内注入流体； 用第二基板覆盖所述容置空间； 翻转所述第一基板与第二基板形成的组件，使所述隔板与第二基板的接触面位于 所述流体表面下方； 对所述第一基板和所述第二基板加压，使所述接触面形成熔接。 一种，包括以下步骤： 在第一基板上制作微机电结构； 在第二基板上制作隔板，以形成容置空间； 在所述微机电结构内或所述容置空间内，注入流体； 将所述第一基板与所述第二基板对准接合，使所述容置空间包括所述微机电结 构； 选择性翻转所述第一基板与所述第二基板形成的组件，使所述隔板与所述第一基 板的接触面位于所述流体表面下方； 对所述第一基板和第二基板加压，使所述接触面形成熔接。 其中，该第一基板上可形成电路结构，与该微机电结构连接。其中，该微机电结构 可以是感测器结构，且该电路结构可以是感测器电路结构。 在本专利技术的优选实例中，该隔板可使用任何可维持该容置空间内压力的材料，其 中以半导体工艺中所使用的光阻材料为佳。该第二基板可为硅、玻璃、金属、金属氧化物、塑 胶、橡胶、树脂或其组合。该容置空间内可另形成润滑层，该润滑层的材料可为任何界面活 性剂，而以铁氟龙为佳。 适用在本专利技术的流体，可为任何适用在微机电制作及应用的流体。该流体通常是 液体或粘稠物质。该流体可为导电性流体或介电性流体。在本专利技术的实例中，该流体为硅 酮油。 适用在本专利技术接合步骤的压力，可依据该流体的种类、成分，该隔板的材质与该接 触面所在材料层的材质决定。 【附图说明】 图1示出使用本专利技术方法所制作的液体电容式倾斜微感测器。 图2示出本专利技术第一实施例的流程图。 图3示出本专利技术液体电容式倾斜微感测器制作过程的示意图。 图4示出本专利技术第二实施例的流程图。 符号说明 10 第一基板 lla、llb、llc、lld 介电层 12a、12b、12c、12d 金属层 13a、13b、13c 导通孔 15 润滑层 24 支撑结构 25 隔板 26 第二基板 27 容置空间 28 覆盖液体 30 读取电路 28 覆盖液体 【具体实施方式】 以下将以实施例说明本专利技术的构造与制法。唯需要说明的是：所使用的实施例仅 例示本专利技术的可能或优选实施方式，不得用以限制本专利技术的范围。 本专利技术的可以适用在任何包含流体的微机电结构。该微机电 结构可以是一种感测器，而该流体则可以是一种液体。适用的微机电结构即包括使用液体 感测倾斜角度的液体电容式倾斜微感测器。因此，以下的说明将以该液体电容式倾斜微感 测器为例，说明本专利技术的实施例。 图1表示使用本专利技术方法所制作的液体电容式倾斜微感测器。如图所示，该液体 电容式倾斜微感测器1〇〇,是形成在第一基板10上。图中所显示的基板10,是使用在标准 CMOS工艺当中的基板，即硅质基板。在该基板10上，以标准CMOS工艺形成多层介电层11a、 1113、11(：、11(1，多层金属层12&、1213、12(3、12(1，以及多个导通孔13&、1313、13(3等。 该感测器100具有一对差动电极。在图1所示的感测器构造中，该三个电极(未图 示）共同形成在同一金属层，即第三层金属层12c上。在该三个电极所在区域周围，以多层 介电层、多层金属层及多个导通孔形成支撑结构24。在该支撑结构24上方形成隔板25,隔 板25上方覆盖第二基板26,使该三个电极所在的金属层、该支撑结构24、隔板25与第二基 板26定义容置空间27。覆盖液体28即密封在该容置空间27中。 在本专利技术的优选实例中，该隔板25是使用光阻材料制作，该第二基板26是玻璃材 质。但本专利技术可适用的材料并不限于此例所示。 在本例中，该三个电极是形成在单一的金属层内，但是在其他实例中，该三个电极 是形成在多数的金属层内。也即，在标准CMOS工艺中所形成，中间夹有介电层的多个金属 层。 为抑制该覆盖液体28因毛细作用粘附在该三个电极表面，可在该三个电极表面 全部或选定的部分施以润滑层（未图示)。该润滑层的材质为本领域技术人员所熟知，例如 可为铁氟龙。 具有以上特征的倾斜角度侦测器，可以利用标准CMOS工艺制作，因此可与读取电 路制作在相同基板上，并同时完成。足以简化生产并降低成本。此外，并可解决现有技术侦 测器与读取电路不易整合的难题。 以下以实例说明本专利技术液体电容式倾斜微感测器的制造方法。图2显示本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微机电结构制作方法，包括以下步骤：在第一基板上制作微机电结构；在所述第一基板上制作隔板，以形成容纳所述微机电结构的容置空间；在所述容置空间内注入流体；用第二基板覆盖所述容置空间；翻转所述第一基板与所述第二基板形成的组件，使所述隔板与所述第二基板的接触面位于所述流体表面下方；以及对所述第一基板和所述第二基板加压，使所述接触面形成熔接。

【技术特征摘要】
1. 一种微机电结构制作方法，包括以下步骤： 在第一基板上制作微机电结构； 在所述第一基板上制作隔板，以形成容纳所述微机电结构的容置空间； 在所述容置空间内注入流体； 用第二基板覆盖所述容置空间； 翻转所述第一基板与所述第二基板形成的组件，使所述隔板与所述第二基板的接触面 位于所述流体表面下方；以及 对所述第一基板和所述第二基板加压，使所述接触面形成熔接。2. -种微机电结构制作方法，包括以下步骤： 在第一基板上制作微机电结构； 在第二基板上制作隔板，以形成容置空间； 在所述微机电结构内或所述容置空间内，注入流体； 将所述第一基板与所述第二基板对准接合，使所述容置空间容纳所述微机电结构； 选择性翻转所述第一基板与所述第二基板形成的组件，使所述隔板与所述第一基板的 接触面位于所述流体表面下方；以及 对所述第一基板和所述第二基板加压，使所述接触面形成熔接。3. 如权利要求1或2所述的方法，还包括：使所述熔接退火的步骤。4. 如权利要求1或2所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈荣祥，陈政赐，陈柏廷，
申请(专利权)人：硕英股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71