專(zhuān)利名稱(chēng)：具有光學(xué)窗口的mems封裝玻璃微腔的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種MEMS(微電子機(jī)械系統(tǒng))封裝技術(shù)，尤其涉及一種用于具有光學(xué)窗口的MEMS封裝玻璃微腔的制造方法。
背景技術(shù)：
在MEMS封裝領(lǐng)域，由于器件普遍含有可動(dòng)部件，在封裝時(shí)需要使用微米尺寸的微腔結(jié)構(gòu)對(duì)器件進(jìn)行密閉封裝，讓可動(dòng)部件擁有活動(dòng)空間，并且對(duì)器件起到物理保護(hù)的作用，一些如諧振器、陀螺儀、加速度計(jì)等器件，還需要真空、氣密的封裝環(huán)境。用無(wú)機(jī)材料玻璃制作的腔可以提供較好的真空、密封環(huán)境，陽(yáng)極鍵合工藝可以提供非常好的氣密性，是最常用的真空密封鍵合工藝。在Pyrex7740玻璃上形成微腔結(jié)構(gòu)，再與含有可動(dòng)部件的Si襯底進(jìn)行陽(yáng)極鍵合，便可以實(shí)現(xiàn)MEMS器件的真空封裝。 制備玻璃微腔用于封裝MEMS器件是一種重要的新方法。然而，使用硅模具進(jìn)行熱成型，由于熔融態(tài)的Pyrex7740玻璃與Si深腔的底部接觸，使其表面粗糙度很大，不利于為封裝光學(xué)器件提供良好的光學(xué)通路，如何對(duì)玻璃熱成型方法進(jìn)行改進(jìn)，提高其表面粗糙度，利于封裝光學(xué)器件，這是一個(gè)難題。 現(xiàn)有的玻璃熱成型方法都無(wú)法得到表面粗糙度很好的玻璃微腔。 一類(lèi)是使用Si圓片上刻蝕圖案，然后在真空環(huán)境下進(jìn)行陽(yáng)極鍵合，之后熱成型使玻璃與Si模具貼合，這樣就形成了相應(yīng)圖案的玻璃腔體。這種方法可以很好的控制玻璃成型形狀。但是，由于在刻蝕過(guò)程中造成Si表面很粗糙，同時(shí)熱成型過(guò)程中玻璃軟化，與刻蝕的Si深腔密切接觸，這樣玻璃微腔的表面也就很粗糙，很難達(dá)到光學(xué)器件封裝要求的表面粗糙度。另一類(lèi)是使用吹制玻璃球腔的方法制造玻璃微腔陣列，由于與Si模具進(jìn)行陽(yáng)極鍵合的玻璃面之后要刻蝕掉Si層，并且在該玻璃面上再與MEMS器件的Si進(jìn)行二次陽(yáng)極鍵合，這樣即使玻璃球腔的表面粗糙度很好，但是由于一次鍵合使玻璃微腔的底面粗糙度很差，很難進(jìn)行二次陽(yáng)極鍵合封裝MEMS器件。 所以制造表面粗糙度優(yōu)異的玻璃微腔陣列，對(duì)于使用玻璃微腔封裝MEMS器件有著十分重要的意義。比如進(jìn)行MOEMS、 image sensor等光學(xué)器件的封裝，都需要表面粗糙度很好的玻璃微腔，所以當(dāng)前需要一種制備具有良好光學(xué)通道的玻璃微腔封帽的新方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種工藝方法簡(jiǎn)單、成本低廉的具有光學(xué)窗口的MEMS封裝玻璃微腔的制造方法。 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種具有光學(xué)窗口的MEMS封裝玻璃微腔的制造方法，包括以下步驟第一步，利用Si微加工工藝在硅圓片上刻蝕形成特定微槽圖案，第二步，將上述刻有微槽的硅圓片與Pyrex7740玻璃圓片在100Pa-30kPa的氣氛下進(jìn)行鍵合，使Pyrex7740玻璃圓片與上述特定圖案形成密封腔體，第三步，將上述鍵合好的圓片在一個(gè)大氣壓下加熱至740°C 89(TC，保溫3 8min，腔內(nèi)外壓力差使軟化后的玻璃向密封腔體凸起形成球面，但不與硅圓片微槽的底部接觸，從而形成與上述微腔圖案結(jié)構(gòu)相應(yīng)的微腔結(jié)構(gòu)，冷卻，將上述圓片在常壓下退火消除應(yīng)力。 上述技術(shù)方案中，所述硅圓片上圖案結(jié)構(gòu)的微加工工藝可以為濕法腐蝕工藝。所述Si圓片的硅圓片上刻槽的方法可以是用反應(yīng)離子刻蝕或者深反應(yīng)離子刻蝕中的一種。所述的硅圓片與Pyrex7740玻璃表面鍵合工藝為陽(yáng)極鍵合，工藝條件為溫度40(TC，電壓600V。第三步中所述熱退火的工藝條件為退火溫度范圍在51(TC 56(TC中，退火保溫時(shí)間為30min，然后緩慢風(fēng)冷至常溫。第二步中硅圓片與Pyrex7740玻璃圓片按照陽(yáng)極鍵合的工藝要求進(jìn)行必要的清洗和拋光。第一步中刻蝕的圖案為大于l : l的深寬比的圖案。第一步中刻蝕的圖案深寬比為20 : 1。
本發(fā)明獲得如下效果 1.本發(fā)明通過(guò)控制第一次陽(yáng)極鍵合時(shí)的壓力使得玻璃與帶有微槽的硅鍵合后形成的密封腔內(nèi)具有一定的氣壓(非真空，但是在加熱后其內(nèi)部的氣壓仍然小于一個(gè)大氣壓)，使玻璃熱成型時(shí)，在負(fù)壓的作用下(在成型溫度下，外部大氣壓大于內(nèi)部壓力)，玻璃向內(nèi)部凸起形成球面(表面張力的作用使熔融態(tài)的玻璃呈球面)，但是不貼合硅片底面。其原理在于，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV = nRT可知， 一定溫度下，在不為真空的密閉腔內(nèi)，氣體的壓力與密閉體積成反比。由于密閉腔的體積隨著玻璃向腔內(nèi)凸起而減小，其內(nèi)部的壓力也逐步增大，內(nèi)外部壓力逐漸平衡，而本發(fā)明采用的壓力范圍為100Pa-30kPa，在此范圍內(nèi)，玻璃球面不會(huì)貼合于粗糙的硅表面。該100Pa作為下限的選取主要考慮了刻蝕形成的硅模具表面的粗糙度以及形貌等因素，即刻蝕時(shí)形成的硅腔的底部通常不是球形，而是多面體形，因此需要為成型后的球面留出足夠空間，避免成型后的球面接觸該底部，因此需要足夠的氣壓來(lái)達(dá)到上述目的。另外還考慮了熔融態(tài)玻璃由于表面張力作用而引起的附加壓力作用等因素，即表面張力是形成球面的主要因素，但引起的附加壓力作用是成型的阻力，其大小反比于硅微槽的半徑，因此選擇合適的壓力是能否形成光潔球面的關(guān)鍵。而30kPa上限的選取主要是因?yàn)槿绻麅?nèi)壓力過(guò)大，在升溫時(shí)，根據(jù)氣體狀態(tài)方程可知內(nèi)壓會(huì)提高，綜合附加壓力的阻礙作用會(huì)導(dǎo)致難以向硅微槽內(nèi)凸起，因而難以成行。本發(fā)明由于僅僅通過(guò)控制壓力就可以實(shí)現(xiàn)光潔的外表面，因此方法更簡(jiǎn)單，成本更低。此外，玻璃微腔的成型是基于微腔內(nèi)外的壓力平衡，因此球面的形狀以及體積尺寸均可以根據(jù)PV = nRT進(jìn)行計(jì)算，而不需要嚴(yán)格的控制玻璃黏度和成型時(shí)間，僅需要將玻璃加熱到熔融態(tài)即可。而通過(guò)控制玻璃的粘稠度和成型時(shí)間來(lái)控制玻璃微腔的形狀較難達(dá)到相應(yīng)的效果，本發(fā)明方法更簡(jiǎn)單，成本更低。 2.陽(yáng)極鍵合具有鍵合強(qiáng)度高，密閉性好的特點(diǎn)，本發(fā)明采用陽(yáng)極鍵合形成密閉空腔，在第三步的加熱過(guò)程中不易發(fā)生泄漏而導(dǎo)致成型失敗。在溫度40(TC，電壓直流600V的鍵合條件下，陽(yáng)極鍵合能夠達(dá)到更好的密封效果。采用的第三步中的退火工藝可以有效的消除Pyrex7740玻璃承受高溫負(fù)壓成型過(guò)程中形成的應(yīng)力，從而使其強(qiáng)度韌性更高。在該條件下退火，既能有效退去應(yīng)力，還能夠使得微腔的形狀基本無(wú)改變，而退火溫度過(guò)高易導(dǎo)致微腔形狀發(fā)生變化不利于后道的封裝，而過(guò)低的退火溫度則無(wú)法有效去除玻璃內(nèi)部應(yīng)力。 3.本發(fā)明制備與Si的熱膨脹系數(shù)相當(dāng)?shù)腜yrex7740玻璃作為玻璃微腔結(jié)構(gòu)，在制備微腔時(shí)不容易使鍵合好的圓片因熱失配產(chǎn)生損壞；為后道的封裝或者器件制造提供方便，工藝過(guò)程中受熱時(shí)不易發(fā)生熱失配。本發(fā)明采用濕法腐蝕在硅表面加工微槽，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單可靠，成本低廉，可實(shí)現(xiàn)玻璃微腔的圓片級(jí)制造。 4.本發(fā)明采用干法特別深反應(yīng)離子刻蝕，可制備高深寬比的(可達(dá)到20 : 1)硅
腔，使得所制備的玻璃微腔也具有較大的深寬比，在封裝方面具有廣闊的應(yīng)用。 5.本發(fā)明基于傳統(tǒng)MEMS加工工藝，由于Pyrex7740玻璃與Si熱失配很小，所以本發(fā)明使用Si模具。首先在Si片上加工微腔結(jié)構(gòu)，尺寸需要根據(jù)所需的Pyrex7740玻璃微腔尺寸和厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)，本發(fā)明刻蝕的腔體較深，在500um厚的硅片上刻蝕300um深的腔體，目的在于避免玻璃在熱成型過(guò)程中熔融態(tài)的玻璃接觸Si上腔體的底部，影響玻璃微腔表面粗糙度。 6.本發(fā)明中，帶有深腔的Si圓片與Pyrex7740玻璃不是在真空條件下進(jìn)行陽(yáng)極鍵合的，而是在較低的壓力下進(jìn)行的陽(yáng)極鍵合，即在玻璃與硅形成的密封腔內(nèi)預(yù)封一定的氣體，然后再常壓下加熱到玻璃的軟化點(diǎn)溫度進(jìn)行熱成型，在微腔內(nèi)外壓力差的作用下，Pyrex7740玻璃下凹成型，由于密封腔內(nèi)預(yù)封了一定氣體，使熔融態(tài)玻璃不會(huì)與腔體底部接觸，熔融態(tài)玻璃再軟化點(diǎn)下成流態(tài)，所以在氣體壓力作用下成的微腔表面光滑，粗糙度很低。這樣的特性適用于微流體器件和MOEMS、 image sensor等光學(xué)器件領(lǐng)域，該微腔的高度尺寸可以通過(guò)在硅片上刻蝕深腔的尺寸以及壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，譬如刻蝕深腔的深度足夠大，通過(guò)腔內(nèi)的壓力可以控制玻璃流入硅微槽內(nèi)的深度，從而可以對(duì)腔的高度進(jìn)行控制。其面內(nèi)尺寸也可以根據(jù)硅片上所刻微槽圖案進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以為長(zhǎng)方形的溝道狀的腔，這是正壓吹玻璃的方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。 7.本發(fā)明通過(guò)鍵合工藝使得玻璃和硅之間形成牢固的化學(xué)鍵合，從而使得硅和玻璃之間形成連續(xù)的力學(xué)界面。Pyrex7740玻璃與硅之間具有相近的熱膨脹系數(shù)，具有很好的熱匹配，力學(xué)性能穩(wěn)定，因此在玻璃熱成型以后能夠形成低應(yīng)力的界面，這樣就為玻璃熱成型創(chuàng)造了有力的條件。普通玻璃與硅之間的熱失配應(yīng)力較大，在高溫?zé)岢尚瓦^(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生翹曲，表面不平整，導(dǎo)致成型質(zhì)量差。 8.相對(duì)于普通的熔融鍵合方法，本發(fā)明通過(guò)陽(yáng)極鍵合的方法，在硅和玻璃之間形成Si-0鍵，使得封裝時(shí)玻璃微腔與硅片之間形成更牢固的化學(xué)鍵合，這樣在高溫下，玻璃即使變?yōu)槿廴趹B(tài)，玻璃熔體也會(huì)由于Si-O鍵的強(qiáng)烈作用，固定在原來(lái)位置，避免融化的玻璃在硅表面發(fā)生位移。
9. 9.陽(yáng)極鍵和具有強(qiáng)度高，密封性好的特點(diǎn)，本發(fā)明采用陽(yáng)極鍵合形成密封腔，在第三步加熱成型過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生漏氣而導(dǎo)致成型失敗。溫度在40(TC下，進(jìn)行600V直流鍵合，效果良好。 10.第四步中的退火工藝可以有效地消除在玻璃熱成型過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力，從而使其強(qiáng)度韌性提高，在二次陽(yáng)極鍵合封裝器件的過(guò)程中，玻璃不易破碎。56rC為Pyrex玻璃的轉(zhuǎn)化點(diǎn)，在這個(gè)溫度下，玻璃可以有效的消除應(yīng)力，所以退火溫度范圍在51(TC 560°C中，保溫30min，而510°C為玻璃的應(yīng)變點(diǎn)，所以從560°C到51(TC要以1 °C /min緩慢降溫，在51(TC以下可以加快降溫速度。 11.本發(fā)明采用的是常規(guī)的電子微加工工藝，工藝可靠，成本低廉，可實(shí)現(xiàn)圓片級(jí)制造。本發(fā)明可以制造高深寬比的玻璃微腔，在封裝方面具有重要的應(yīng)用。
將制備好的Pyrex7740玻璃微腔用于封裝MEMS器件，可以采用粘合劑鍵合方法，粘合劑可以使用玻璃漿料、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯、全氟磺酸樹(shù)脂、聚對(duì)二甲苯、SU-8膠中的一種，這種工藝使得封裝成本進(jìn)一步降低。也可以將制備好的玻璃微腔與載有MEMS器件(加速度計(jì)、陀螺儀、光學(xué)傳感器等)相對(duì)應(yīng)地鍵合，鍵合工藝采用陽(yáng)極鍵合工藝，從而形成真空、氣密性封裝，同時(shí)形成光學(xué)窗口 (通過(guò)腐蝕的方法去除上面的硅)。


圖1為刻蝕有圖案的硅圓片截面示意圖 圖2為刻蝕有圖案的硅圓片與Pyrex7740玻璃圓片鍵合后的圓片截面示意圖
圖3為硅圓片與玻璃圓片鍵合后加熱后的截面示意圖 圖4為制備的具有光滑球面作為外表面的玻璃微腔SEM圖片(去除硅模具以后)
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 —種圓片級(jí)玻璃微腔的制造方法，包括以下步驟 第一步，利用Si微加工工藝在Si圓片(譬如4英寸圓片)上刻蝕形成特定微槽圖案，所述Si原片上圖案結(jié)構(gòu)的微加工工藝為濕法腐蝕工藝、或者干法感應(yīng)耦合等離子體(ICP)刻蝕工藝、反應(yīng)離子刻蝕或者深反應(yīng)離子刻蝕中的一種，該圖案可以是方形或圓形槽陣列，也可以是多個(gè)不同的圖形，(實(shí)際上三維上看，刻特定圖案是在硅片上刻槽，二維上是
圖案)，微槽的深寬比可以小于i : i，也可以大于i : 1，例如2 : i，3 : i，4 : i，7 : i，io : i，i5 : i，20 : i，深寬比較大的玻璃微腔將會(huì)給玻璃提供更多的流變空間，從而為封裝腔的尺寸提供更多的選擇， 第二步，將上述Si圓片與Pyrex7740玻璃圓片( 一 種硼硅玻璃的品牌，美國(guó)康寧-coming公司生產(chǎn)，市場(chǎng)可購(gòu)得，通常已經(jīng)經(jīng)過(guò)拋光，其尺寸與Si圓片相同)在100Pa-30kPa的氣氛下進(jìn)行鍵合，譬如壓力為150Pa， 200Pa， 1. 5kPa， 5kPa， 20kPa， 25kPa，，使Pyrex7740玻璃上的上述特定圖案形成密封腔體，鍵合表面在鍵合前應(yīng)該保持高度清潔和極小的表面粗糙度，以滿足常規(guī)鍵合的要求，按照陽(yáng)極鍵合或其他鍵合的工藝要求進(jìn)行常規(guī)清洗和拋光，氣氛可以為氮?dú)饣蚩諝狻?第三步，將上述鍵合好的圓片在一個(gè)大氣壓下加熱至74(TC 89(rC，在該溫度下保溫3 8min，例如溫度可以選取為750°C ， 770°C ， 780°C ， 790°C ， 820°C ， 830°C ， 840°C ，845。C，850。C，855。C，860。C，87(rC，88(rC，89(rC，保溫3 8min，時(shí)間可以選取為3. 2min，3. 5min，3. 8min，4min，4. 2min，4. 4min，4. 8min， 6min， 7min， 7. 5min，腔內(nèi)外壓力差使軟化后的玻璃向密封腔體凸起形成球面，但不與硅圓片微槽的底部接觸，從而形成與上述微腔圖案結(jié)構(gòu)相應(yīng)的微腔結(jié)構(gòu)，冷卻到較低的溫度，如20-25t:，譬如為22t:，將上述圓片在常壓
下退火消除應(yīng)力，該常壓是指一個(gè)大氣壓， 上述技術(shù)方案中，所述的Si圓片與Pyrex7740玻璃表面鍵合工藝為陽(yáng)極鍵合，典型工藝條件為溫度400°C，電壓600V。第三步中所述熱退火的工藝條件為退火溫度范
圍在510°C 560°C中，退火溫度可以選取為530°C ， 540°C ， 550°C ， 560°C ，退火保溫時(shí)間為30min，然后緩慢風(fēng)冷至常溫(譬如25°C )。
本發(fā)明的優(yōu)選方案如下上述技術(shù)方案中，所述硅圓片上圖案結(jié)構(gòu)的微加工工藝可以為濕法腐蝕工藝。所述Si圓片的硅圓片上刻槽的方法可以是用反應(yīng)離子刻蝕或者深反應(yīng)離子刻蝕中的一種。所述的硅圓片與Pyrex7740玻璃表面鍵合工藝為陽(yáng)極鍵合，
工藝條件為溫度40(TC，電壓600V。第三步中所述熱退火的工藝條件為退火溫度范圍
在510°C 560°C中，退火保溫時(shí)間為30min，然后緩慢風(fēng)冷至常溫。第二步中硅圓片與Pyrex7740玻璃圓片按照陽(yáng)極鍵合的工藝要求進(jìn)行必要的清洗和拋光。第一步中刻蝕的圖案為大于l : l的深寬比的圖案。第一步中刻蝕的圖案深寬比為20 : 1。
實(shí)施例2 —種圓片級(jí)玻璃微腔的制造方法，包括以下步驟 第一步，利用深反應(yīng)離子刻蝕方法在4英寸Si圓片上刻蝕形成特定圖案(實(shí)際上三維上看，是在硅片上刻槽，二維上是圖案)，該圖案是方形槽陣列，該圖案的深寬比為20 : l，硅片經(jīng)過(guò)拋光， 第二步，將上述Si圓片與相同尺寸的(4英寸)Pyrex7740玻璃圓片( 一種硼硅玻璃的品牌，美國(guó)康寧-corning公司生產(chǎn)，市場(chǎng)可購(gòu)得，已經(jīng)經(jīng)過(guò)拋光)在1000Pa的氣氛下進(jìn)行鍵合，鍵合在EVG-501陽(yáng)極鍵合機(jī)上進(jìn)行，使Pyrex7740玻璃上的上述特定圖案形成密封腔體，鍵合表面在鍵合前按照陽(yáng)極鍵合要求進(jìn)行常規(guī)清洗和拋光，保持高度清潔和極小的表面粗糙度，以滿足常規(guī)陽(yáng)極鍵合的要求， 第三步，將上述鍵合好的圓片在一個(gè)大氣壓下加熱至85(TC，在該溫度下保溫4min，腔內(nèi)外壓力差使軟化后的玻璃向密封腔體凸起形成球面，但不與硅圓片微槽的底部接觸，從而形成與上述微腔圖案結(jié)構(gòu)相應(yīng)的微腔結(jié)構(gòu)，冷卻到常溫25°C ，將上述圓片在一個(gè)大氣壓下退火消除應(yīng)力，上述技術(shù)方案中，所述的Si原片與Pyrex7740玻璃表面鍵合工藝
為陽(yáng)極鍵合，工藝條件為溫度400°C，電壓600V。第三步中所述熱退火的工藝條件為退
火溫度范圍在510°C 56(TC中，退火溫度可以選取為56(TC，退火保溫時(shí)間為30min，然后緩慢風(fēng)冷至常溫25t:。從而制備的玻璃微腔的圖案也具有高達(dá)20 : l的深寬比。
本發(fā)明通過(guò)MEMS加工制造技術(shù)Si片與Pyrex7740玻璃的陽(yáng)極鍵合工藝，再利用真空負(fù)壓熱處理工藝，制造出具有原始玻璃表面粗糙度的圓片級(jí)Pyrex7740玻璃微腔，工藝成熟，技術(shù)可靠。熔融態(tài)玻璃具有很低的粗糙度，通?？蛇_(dá)到幾十個(gè)納米甚至幾個(gè)納米以下。 本發(fā)明可以在同時(shí)在上述圓片上預(yù)留劃片槽，在加工形成后，可以沿劃片槽將各圖形劃片，獲得多個(gè)不同的玻璃微腔，從而實(shí)現(xiàn)微腔的圓片級(jí)制作，降低該工藝的成本。獲得的玻璃微腔可通過(guò)鍵合等方式對(duì)其它器件進(jìn)行封裝。
權(quán)利要求
一種具有光學(xué)窗口的MEMS封裝玻璃微腔的制造方法，其特征在于，包括以下步驟第一步，利用Si微加工工藝在硅圓片(1)上刻蝕形成特定微槽圖案(2)，第二步，將上述刻有微槽的硅圓片(1)與Pyrex7740玻璃圓片(3)在100Pa-30kPa的氣氛下進(jìn)行鍵合，使Pyrex7740玻璃圓片與上述特定圖案形成密封腔體(5)，第三步，將上述鍵合好的圓片在一個(gè)大氣壓下加熱至740℃～890℃，保溫3～8min，腔內(nèi)外壓力差使軟化后的玻璃向密封腔體(5)凸起形成球面，但不與硅圓片(1)微槽的底部接觸，從而形成與上述微腔圖案結(jié)構(gòu)相應(yīng)的微腔結(jié)構(gòu)(4)，冷卻，將上述圓片在常壓下退火消除應(yīng)力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有光學(xué)窗口的MEMS封裝玻璃微腔的制造方法，其特征在于所述硅圓片上圖案結(jié)構(gòu)的微加工工藝為濕法腐蝕工藝。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有光學(xué)窗口的MEMS封裝玻璃微腔的制造方法，其特征在于所述Si圓片的硅圓片上刻槽的方法是用反應(yīng)離子刻蝕或者深反應(yīng)離子刻蝕中的一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有光學(xué)窗口的MEMS封裝玻璃微腔的制造方法，其特征在于所述的硅圓片與Pyrex7740玻璃表面鍵合工藝為陽(yáng)極鍵合，工藝條件為溫度40(TC，電壓600V。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有光學(xué)窗口的MEMS封裝玻璃微腔的制造方法，其特征在于第三步中所述熱退火的工藝條件為退火溫度范圍在51(TC 56(TC中，退火保溫時(shí)間為30min，然后緩慢風(fēng)冷至常溫。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有光學(xué)窗口的MEMS封裝玻璃微腔的制造方法，其特征在于第二步中硅圓片與Pyrex7740玻璃圓片按照陽(yáng)極鍵合的工藝要求進(jìn)行必要的清洗和拋光。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有光學(xué)窗口的MEMS封裝玻璃微腔的制造方法，其特征在于第一步中刻蝕的圖案為大于1:l的深寬比的圖案。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的具有光學(xué)窗口的MEMS封裝玻璃微腔的制造方法，其特征在于第一步中刻蝕的圖案深寬比為20 : 1。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種具有光學(xué)窗口的MEMS封裝玻璃微腔的制造方法，包括以下步驟第一步，利用Si微加工工藝在硅圓片上刻蝕形成特定微槽圖案，第二步，將上述刻有微槽的硅圓片與Pyrex7740玻璃圓片在100Pa-30kPa的氣氛下進(jìn)行鍵合，使Pyrex7740玻璃圓片與上述特定圖案形成密封腔體，第三步，將上述鍵合好的圓片在一個(gè)大氣壓下加熱，保溫，腔內(nèi)外壓力差使軟化后的玻璃向密封腔體凸起形成球面，但不與硅圓片微槽的底部接觸，從而形成與上述微腔圖案結(jié)構(gòu)相應(yīng)的微腔結(jié)構(gòu)，冷卻，將上述圓片在常壓下退火消除應(yīng)力。該工藝方法簡(jiǎn)單、成本低廉，形成了具有光潔表面的光學(xué)通道，同時(shí)提供光滑的鍵合面。
文檔編號(hào)B81C3/00GK101700867SQ20091018535
公開(kāi)日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者唐潔影, 尚金堂, 張迪, 徐超, 柳俊文, 陳波寅, 黃慶安 申請(qǐng)人:東南大學(xué)