MEMS晶圆键合开封装置以及方法与流程

本技术涉及mems，尤其是涉及一种mems晶圆键合开封装置以及方法。

背景技术：

1、微机电系统(mems，micro-electro-mechanical system)，也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置。mems器件一般都具有感应外界信号的可动部件或者悬空结构，如薄膜或者微梁，大部分元件还具有si杯空腔或高深宽比的立体结构，这些可动部件和立体结构需要足够大的空腔作为运动空间，同时还要防止灰尘、为了满足这些需求而采用了晶圆键合，而晶圆键合手段很多，主要有阳极键合、si直接键合、玻璃熔封键合、共晶键合、热压键合和粘接键合等。

2、目前，当样品需要做失效分析或者成分分析以及材料分析时就需要对mems进行开封，目前mems的开封方式没有较好的方法。因为目前各实验室在做mems开封时大多采用研磨或者是硬力拉扯以及刀敲的方式，因mems器件大多是立体以及悬空结构的，在研磨时会导致mems内部器件损伤，而硬力拉扯以及物理刀敲操作不当时，会导致芯片直接碎裂。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种mems晶圆键合开封装置以及方法，以缓解目前mems的开封方式容易导致器件损伤的技术问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种mems晶圆键合开封装置，所述装置包括：抓取设备、点位温度检测设备、加热设备以及控制设备；

3、所述加热设备用于对合封的mems晶片进行加热；

4、所述抓取设备用于通过多个子抓取设备对加热后的所述mems晶片和mems合封盖之间垂直分离，以进行mems晶圆键合开封；

5、所述点位温度检测设备用于对所述mems晶片的表面的多个点位进行温度检测，得到多个所述点位的温度检测结果；其中，多个所述点位均匀的位于所述mems晶片的表面；

6、所述控制设备用于在多个所述点位的温度检测结果中第一点位的温度检测结果小于预设温度阈值时，控制所述抓取设备减小所述第一点位的位置处对应的第一子抓取设备的抓取力度。

7、在一个可能的实现中，所述装置还包括：多个弹力设备和力度传感器；

8、多个所述子抓取设备分别设置于所述mems晶片的表面的多个所述点位上；

9、多个所述弹力设备与所述子抓取设备连接，用于控制所述子抓取设备的弹性抓取力度；

10、所述力度传感器用于检测每个所述子抓取设备对应的所述弹性抓取力度；

11、所述控制设备还用于在第二子抓取设备对应的第二弹性抓取力度大于预设抓取力度时，控制所述抓取设备减小所述第二子抓取设备的抓取力度。

12、在一个可能的实现中，所述点位温度检测设备包括下述任意一项或多项：

13、红外温度探测器、热成像设备、激光探温器。

14、在一个可能的实现中，所述点位温度检测设备为红外温度探测器或激光探温器，所述红外温度探测器或所述激光探温器还与所述控制设备连接；

15、所述控制设备还用于在所述第一点位的温度检测结果小于所述预设温度阈值时，控制所述红外温度探测器的红外光方向或所述激光探温器的激光方向移动至朝向所述第一点位处，以通过所述红外温度探测器的红外光或所述激光探温器的激光提高所述第一点位处的温度。

16、在一个可能的实现中，所述控制设备还用于在所述第二子抓取设备对应的第二弹性抓取力度大于预设抓取力度时，控制所述红外温度探测器的红外光方向或所述激光探温器的激光方向移动至朝向所述第二点位处，以通过所述红外温度探测器的红外光或所述激光探温器的激光提高所述第二点位处的温度；其中，所述第二点位处对应的子抓取设备为所述第二子抓取设备。

17、在一个可能的实现中，所述加热设备具体用于：

18、通过热循环风对所述合封的mems晶片进行加热。

19、第二方面，提供了一种mems晶圆键合开封方法，所述方法包括：

20、将第一mems样品的塑封体去除，并去除asic与所述mems样品之间的键合线，得到第二mems样品；

21、将所述第二mems样品置于常温或加热的无水乙二胺中浸泡，直至所述asic与所述mems样品分离，得到第三mems样品；

22、将所述第三mems样品从常温或加热的无水乙二胺中取出，并对所述第三mems样品进行除超声以外的方式冲洗，得到第四mems样品；

23、将所述第四mems样品中合封的mems晶片进行加热，同时将所述mems晶片和mems合封盖之间垂直分离，以进行mems晶圆键合开封。

24、在一个可能的实现中，所述将第一mems样品的塑封体去除，包括：

25、通过硝酸常温浸泡方式或加热方式将第一mems样品的塑封体完全去除。

26、在一个可能的实现中，所述对所述第三mems样品进行除超声以外的方式冲洗，包括：

27、利用硫酸、水、丙酮或无水乙醇对所述第三mems样品进行冲洗。

28、在一个可能的实现中，所述将所述第四mems样品中合封的mems晶片进行加热，包括：

29、将所述第四mems样品中合封的mems晶片放置于已加热至指定温度的加热炉上加热指定时长。

30、在一个可能的实现中，所述指定温度为400度至500度之间的温度。

31、在一个可能的实现中，所述指定时长为三分钟至五分钟之间的时长。

32、在一个可能的实现中，所述将所述mems晶片和mems合封盖之间垂直分离，包括：

33、利用两个铁质尖镊子通过垂直夹起动作分离所述mems晶片和所述mems合封盖，其中，所述两个铁质尖镊子中的一个铁质尖镊子夹在所述mems晶片上，另外一个铁质尖镊子夹在所述mems合封盖上；

34、如果未能取下所述mems合封盖，继续加热所述合封的mems晶片后再次夹取。

35、本技术实施例带来了以下有益效果：

36、本技术实施例提供的一种mems晶圆键合开封装置以及方法，该装置包括：抓取设备、点位温度检测设备、加热设备以及控制设备，加热设备用于对合封的mems晶片进行加热，抓取设备用于通过多个子抓取设备对加热后的mems晶片和mems合封盖之间垂直分离，以进行mems晶圆键合开封，点位温度检测设备用于对mems晶片的表面的多个点位进行温度检测，得到多个点位的温度检测结果，其中，多个点位均匀的位于mems晶片的表面，控制设备用于在多个点位的温度检测结果中第一点位的温度检测结果小于预设温度阈值时，控制抓取设备减小第一点位的位置处对应的第一子抓取设备的抓取力度，本方案中，通过采用调整一定温度的方式进行开封，无需再采用研磨或者是硬力拉扯以及刀敲的方式进行mems开封，进而避免了芯片直接碎裂等mems内部器件损伤的情况发生，再者，通过点位温度检测设备对所述mems晶片的表面均匀分布的多个点位进行温度检测进而得到多个所述点位的温度分布是否均匀的情况，当某点位温度过低时抓取设备便能够减小该温度过低的点位对应的子抓取设备的抓取力度，进而使温度过低位置处的抓取力度能够相对减小，由于不同点位的不同的温度对应的器件受力阈值不同，通过本方案能够避免在mems开封过程中由于某处温度不够达标而导致此处抓取力度相对于该温度过大，即超出该点位的器件受力阈值而造成器件损伤的情况发生，从而进一步的缓解了mems的开封过程容易导致器件损伤的技术问题。

37、为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。