本申请涉及检测技术领域，特别是涉及一种mems中的薄膜应力检测结构及其制备方法。
背景技术：
微机电系统是在微电子技术(半导体制造技术)基础上发展起来的，融合了光刻、腐蚀、薄膜、liga、硅微加工、非硅微加工和精密机械加工等技术制作的高科技电子机械器件。微机电系统结构体积小、重量轻。微机电系统在航天、航空、船舶、电子等军事及民用领域具有不可替代的优势，其应用越来越广泛。
在以体硅工艺为基础的微机电系统工艺加工工程中，通常使用化学气相沉积(cvd)、电镀、溅射和氧化等工艺在硅衬底上制备各种不同的单层或多层复合薄膜。在制备过程中，由于存在晶格失配、热膨胀系数不同或薄膜内部的缺陷等原因，薄膜中会产生应力。薄膜应力会造成薄膜的弯曲或翘曲。极端情况下，薄膜应力会使硅衬底产生断裂。薄膜应力也会影响器件电学性能和机械性能。
目前薄膜应力的测试手段有x射线衍射法或raman光谱法等，这些方法操作复杂。怎样才能简便的检测出薄膜应力的变化是亟待解决的问题。
技术实现要素：
基于此，有必要针对怎样才能简便的检测出薄膜应力的大小的问题，提供一种mems中的薄膜应力检测结构。
一种mems中的薄膜应力检测结构包括基板、指针、第一悬臂、第二悬臂、第一支撑体、第二支撑体和标尺。所述指针与所述基板的表面间隔设置。所述指针包括指针端。所述第一悬臂和所述第二悬臂分别与所述基板的表面间隔设置。所述第一悬臂和所述第二悬臂分别错位设置于所述指针的两侧。所述第一悬臂包括相对的第一端和第二端。所述第二悬臂包括相对的第三端和第四端。沿所述指针的延伸方向，所述第一端与所述第三端交错连接于所述指针的两侧。
所述第一支撑体和所述第二支撑体设置于所述基板的表面。所述第二端与所述第一支撑体连接。所述第四端与所述第二支撑体连接。所述标尺设置于所述基板的表面。所述标尺与所述指针端间隔设置。所述标尺包括刻度标识。所述刻度标识用于标识所述指针端的位置。
在一个实施例中，所述第一端连接于所述指针的中部。
在一个实施例中，所述第一支撑体包括第一支柱和第一薄膜体。所述第一支柱设置于所述基板的表面。所述第一薄膜体设置于所述第一支柱远离所述基板的表面，且所述第一薄膜体与所述第二端连接。
在一个实施例中，所述第二支撑体包括第二支柱和第二薄膜体。所述第二支柱设置于所述基板的表面。所述第二薄膜体设置于所述第二支柱远离所述基板的表面，且所述第二薄膜体与所述第四端连接。
在一个实施例中，所述指针、所述第一悬臂和所述第二悬臂分别为直线结构。所述第一悬臂与所述指针的夹角为第一夹角。所述第二悬臂与所述指针的夹角为第二夹角，所述第一夹角与所述第二夹角相等。
在一个实施例中，所述第一夹角为直角。
在一个实施例中，所述标尺包括第三支柱和标尺薄膜体。所述第三支柱设置于所述基板的表面。所述第三支柱与所述指针端间隔设置。所述标尺薄膜体设置于所述第三支柱远离所述基板的表面。所述标尺薄膜体靠近所述指针的边缘为弧形结构，所述刻度标识设置于所述弧形结构。
在一个实施例中，所述刻度标识为多个锯齿结构，所述多个锯齿结构设置于所述弧形结构的边缘。
一种如上述任意一个实施例所述的mems中的薄膜应力检测结构的制备方法，包括：
在所述基板上沉积薄膜层。
采用光刻法刻蚀所述薄膜层，以使所述基板的表面形成所述指针、所述第一悬臂、所述第二悬臂、所述第一支撑体和所述第二支撑体。所述第一悬臂和所述第二悬臂分别错位设置于所述指针的两侧。所述第一悬臂包括相对的第一端和第二端。所述第二悬臂包括相对的第三端和第四端。沿所述指针的延伸方向，所述第一端与所述第三端交错连接于所述指针的两侧。所述第二端与所述第一支撑体连接，所述第四端与所述第二支撑体连接。
采用干法腐蚀所述基板，以使所述指针、所述第一悬臂和所述第二悬臂分别与所述基板的表面间隔设置。
在一个实施例中，采用光刻法刻蚀所述薄膜层之后，所述制备方法还包括将带有所述薄膜图形结构的所述基板放置于反应室中，并抽真空。
在一个实施例中，所述基板为硅片，采用xef2气体以0.8μm/s至1μm/s的横向刻蚀速率腐蚀所述基板。
在一个实施例中，在所述基板上沉积薄膜层之前，所述制备方法还包括清洗所述基板。
在一个实施例中，采用光刻法刻蚀所述薄膜层，以使所述基板的表面形成所述指针、所述第一悬臂、所述第二悬臂、所述第一支撑体和所述第二支撑体。所述第一悬臂和所述第二悬臂分别错位设置于所述指针的两侧。所述第一悬臂包括相对的第一端和第二端。所述第二悬臂包括相对的第三端和第四端。沿所述指针的延伸方向，所述第一端与所述第三端交错连接于所述指针的两侧。所述第二端与所述第一支撑体连接，所述第四端与所述第二支撑体连接包括：
在所述薄膜层远离所述基板层的表面铺设光刻胶层。
在所述光刻胶层远离所述薄膜层的表面设置掩模板。
刻蚀未被所述掩模板覆盖的所述光刻胶层。
去除所述掩模板。
刻蚀未被所述光刻胶层覆盖的所述薄膜层，以使所述基板的表面形成所述指针、所述第一悬臂、所述第二悬臂、所述第一支撑体和所述第二支撑体，所述第一悬臂和所述第二悬臂分别错位设置于所述指针的两侧，所述第一悬臂包括相对的第一端和第二端，所述第二悬臂包括相对的第三端和第四端，沿所述指针的延伸方向，所述第一端与所述第三端交错连接于所述指针的两侧，所述第二端与所述第一支撑体连接，所述第四端与所述第二支撑体连接。
在一个实施例中，在采用干法腐蚀所述基板，以使所述指针、所述第一悬臂和所述第二悬臂分别与所述基板的表面间隔设置之后，所述制备方法还包括去除剩余的所述光刻胶层。
本申请实施例提供的所述mems中的薄膜应力检测结构，mems中的薄膜应力检测结构包括基板、指针、第一悬臂、第二悬臂、第一支撑体、第二支撑体和标尺。所述指针与所述基板的表面间隔设置。所述指针包括指针端。所述第一悬臂和所述第二悬臂分别与所述基板的表面间隔设置。所述第一悬臂和所述第二悬臂分别错位设置于所述指针的两侧。所述第一悬臂包括相对的第一端和第二端。所述第二悬臂包括相对的第三端和第四端。沿所述指针的延伸方向，所述第一端与所述第三端交错连接于所述指针的两侧。
所述第一支撑体和所述第二支撑体设置于所述基板的表面。所述第二端与所述第一支撑体连接。所述第四端与所述第二支撑体连接。所述标尺设置于所述基板的表面。所述标尺与所述指针端间隔设置。所述标尺包括刻度标识。所述刻度标识用于标识所述指针端的位置。
本申请提供的所述mems中的薄膜应力检测结构。当所述第一悬臂和所述第二悬臂内部存在应力时，分别通过所述第一端和所述第三端对所述指针施加转动力矩，所述转动力矩带动所述指针转动。所述指针的所述指针端转动，所述指针端的位置发生变化。所述刻度标识用于标识所述指针端的位置。通过所述刻度标识获知所述指针端的位置发生变化，进而获知所述第一悬臂和所述第二悬臂内部应力的变化。所述mems中的薄膜应力检测结构的结构简单，通过直观的刻度标识即能辨识应力的变化。
附图说明
图1为本申请一个实施例中提供的所述mems中的薄膜应力检测结构的结构示意图；
图2为本申请一个实施例中提供的所述mems中的薄膜应力检测结构的制备方法流程示意图。
附图标号：
mems中的薄膜应力检测结构10
基板20
第一支撑体30
第一支柱310
第一薄膜体320
第二支撑体40
第二支柱410
第二薄膜体420
指针510
指针端511
中部512
第一悬臂520
第二悬臂530
第一端521
第二端522
第三端531
第四端532
标尺60
弧形刻度601
第三支柱610
标尺薄膜体620
第一夹角aa
第二夹角bb
薄膜层100
光刻胶层200
掩模板300
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参见图1，本申请实施例提供一种mems中的薄膜应力检测结构10包括基板20、指针510、第一悬臂520、第二悬臂530、第一支撑体30、第二支撑体40和标尺60。所述指针510与所述基板20的表面间隔设置。所述指针510包括指针端511。所述第一悬臂520和所述第二悬臂530分别与所述基板20的表面间隔设置。所述第一悬臂520和所述第二悬臂530分别错位设置于所述指针510的两侧。所述第一悬臂520包括相对的第一端521和第二端522。所述第二悬臂530包括相对的第三端531和第四端532。沿所述指针510的延伸方向，所述第一端521与所述第三端531交错连接于所述指针510的两侧。
所述第一支撑体30和所述第二支撑体40设置于所述基板20的表面。所述第二端522与所述第一支撑体30连接。所述第四端532与所述第二支撑体40连接。所述标尺60设置于所述基板20的表面。所述标尺60与所述指针端511间隔设置。所述标尺60包括刻度标识601。所述刻度标识601用于标识所述指针端511的位置。
薄膜应力分为张应力和压应力，张应力导致薄膜向外翘曲，然而压应力导致向内变形。在一个实施例中，所述指针510、所述第一悬臂520和所述第二悬臂530均为待测应力薄膜结构。所述指针510、所述第一悬臂520和所述第二悬臂530可以为单层薄膜结构，也可以是多层薄膜结构。所述指针510、所述第一悬臂520和所述第二悬臂530为一体成型。
在一个实施例中，所述指针510、所述第一悬臂520和所述第二悬臂530处于同一平面，且所述平面平行于所述基板20的表面。
所述第一悬臂520和所述第二悬臂530分别错位设置于所述指针510的两侧。当所述第一悬臂520和所述第二悬臂530内部发生应力时，所述第一悬臂520与所述第二悬臂530同时伸长或缩短。所述第一悬臂520通过所述第一端521给所述指针510拉力或推力，且所述拉力与所述推力的方向与所述第一悬臂520的延伸方向平行。所述第二悬臂530通过所述第三端531给所述指针510拉力或推力，且所述拉力与所述推力的方向与所述第二悬臂530的延伸方向平行。所述第一端521的力与所述第三端531的力的方向相反。因此，在所述指针510上形成力矩。所述力矩带动所述指针510转动一定角度。
所述第一支撑体30用于固定所述第一悬臂520。所述第二支撑体40用于固定所述第二悬臂530。所述第一支撑体30和所述第二悬臂530用于支撑所述指针510、所述第一悬臂520和所述第二悬臂530的整体重量，使所述指针510、所述第一悬臂520和所述第二悬臂530分别与所述基板20的表面间隔设置。即所述指针510、所述第一悬臂520和所述第二悬臂530悬空。
当所述第一悬臂520与所述第二悬臂530上的长度缩短时，所述第一悬臂520与所述第二悬臂530上产生压应力。所述第一端521在所述指针510的接触点对所述指针510施加朝向所述第一支撑体30的拉力。所述第三端531在所述指针510的接触点对所述指针510施加朝向所述第二支撑体40的拉力。所述指针510受到逆时针方向的力矩。所述指针510逆时针旋转一定角度。所述指针端511的位置发生变化。所述指针端511对应的所述标尺60上的刻度值与原位刻度值的差值。所述差值对应的应力值，即为所述第一悬臂520与所述第二悬臂530上受到的应力值。
所述原位刻度指所述指针510受到的力矩为0的情况下，所述指针端511对应的所述标尺60上的刻度值。
当所述第一悬臂520与所述第二悬臂530上的长度伸长时，所述第一悬臂520与所述第二悬臂530上产生张应力。所述第一端521在所述指针510的接触点对所述指针510施加朝向所述第二支撑体40的推力。所述第三端531在所述指针510的接触点对所述指针510施加朝向所述第一支撑体30的推力。所述指针510受到顺时针方向的力矩。所述指针510顺时针旋转一定角度。所述指针端511的位置发生变化。所述指针端511对应的所述标尺60上的标识刻度与原位刻度的差值。所述差值对应的应力值，即为所述第一悬臂520与所述第二悬臂530上受到的应力值。
通过所述指针510的旋转方向，判断所述第一悬臂520与所述第二悬臂530上受力的种类。通过所述指针510的旋转角度对应的所述标尺60的刻度差值，判断所述第一悬臂520与所述第二悬臂530上受力的大小。
本申请实施例提供的所述mems中的薄膜应力检测结构10。当所述第一悬臂520和所述第二悬臂530内部存在应力时，分别通过所述第一端521和所述第三端531对所述指针510施加转动力矩，所述转动力矩带动所述指针510转动。所述指针510的所述指针端511转动，所述指针端511的位置发生变化。所述刻度标识601用于标识所述指针端511的位置。通过所述刻度标识601获知所述指针端511的位置发生变化，进而获知所述第一悬臂520和所述第二悬臂530内部应力的变化。所述mems中的薄膜应力检测结构10的结构简单，通过直观的刻度标识即能辨识应力的变化。
在一个实施例中，所述第一端521连接于所述指针510的中部512，以保证所述指针510的所述指针端511不受重力的影响。
在一个实施例中，所述第一支撑体30包括第一支柱310和第一薄膜体320。所述第一支柱310设置于所述基板20的表面。所述第一薄膜体320设置于所述第一支柱310远离所述基板20的表面，且所述第一薄膜体320与所述第二端522连接。
所述指针510、所述第一悬臂520、所述第二悬臂530与所述第一薄膜体320的材料相同。所述指针510、所述第一悬臂520、所述第二悬臂530与所述第一薄膜体320一体成型。
在一个实施例中，所述第二支撑体40包括第二支柱410和第二薄膜体420。所述第二支柱410设置于所述基板20的表面。所述第二薄膜体420设置于所述第二支柱410远离所述基板20的表面，且所述第二薄膜体420与所述第四端532连接。
所述指针510、所述第一悬臂520、所述第二悬臂530、所述第一薄膜体320和所述第二薄膜体420的材料相同。所述指针510、所述第一悬臂520、所述第二悬臂530、所述第一薄膜体320和所述第二薄膜体420一体成型。
在一个实施例中，所述第一支撑体30和所述第二支撑体40的材料与所述基板20的材料相同，便于同时加工。
在一个实施例中，所述指针510、所述第一悬臂520和所述第二悬臂530分别为直线结构。所述第一悬臂520与所述指针510的夹角为第一夹角a。所述第二悬臂530与所述指针510的夹角为第二夹角b，所述第一夹角a与所述第二夹角b相等。
在一个实施例中，所述第一夹角a为直角，便于根据角度计算薄膜应力的大小。
在一个实施例中，所述指针510的宽度、所述第一悬臂520的宽度和所述第二悬臂530的宽度相等。所述第一支撑体30和所述第二支撑体40的最小边的长度大于所述指针510的宽度、所述第一悬臂520的宽度和所述第二悬臂530的宽度中的最小值。
在一个实施例中，所述标尺60包括第三支柱610和标尺薄膜体620。所述第三支柱610设置于所述基板20的表面。所述第三支柱610与所述指针端511间隔设置。所述标尺薄膜体620设置于所述第三支柱610远离所述基板20的表面。所述标尺薄膜体620靠近所述指针510的边缘为弧形结构，所述刻度标识601设置于所述弧形结构。
所述指针510在摆动的过程中，会偏离原始位置，所述指针510的所述指针端511的轨迹为弧形。所述标尺薄膜体620靠近所述指针510的边缘为弧形结构。所述指针端511与所述标尺薄膜体620的距离不变。所述刻度标识601设置于所述弧形结构。所述指针端511与所述刻度标识601之间的距离不变，减小误读的概率，提高所述mems中的薄膜应力检测结构10的检测准确性。
在一个实施例中，所述刻度标识601为多个锯齿结构，所述多个锯齿结构设置于所述弧形结构的边缘。
请参见图2，本申请实施例提供一种如上述任意一个实施例所述的mems中的薄膜应力检测结构的制备方法，包括：
s100，在所述基板20上沉积薄膜层100。
s200，采用光刻法刻蚀所述薄膜层100，以使所述基板20的表面形成所述指针510、所述第一悬臂520、所述第二悬臂530、所述第一支撑体30和所述第二支撑体40。所述第一悬臂520和所述第二悬臂530分别错位设置于所述指针510的两侧。所述第一悬臂520包括相对的第一端521和第二端522。所述第二悬臂530包括相对的第三端531和第四端532。沿所述指针510的延伸方向，所述第一端521与所述第三端531交错连接于所述指针510的两侧。所述第二端522与所述第一支撑体30连接。所述第四端532与所述第二支撑体40连接。
s300，采用干法腐蚀所述基板20，以使所述指针510、所述第一悬臂520和所述第二悬臂530分别与所述基板20的表面间隔设置。
在一个实施例中，s200之后，所述制备方法还包括：
s210，将带有所述薄膜图形结构的所述基板20放置于反应室中，并抽真空，真空度为10-4mbar～10-5mbar。
在一个实施例中，所述基板20为硅片，在s300中采用xef2气体以0.8μm/s至1μm/s的横向刻蚀速率腐蚀所述基板20。
在一个实施例中，实施s300的时间为：
t＝(w/1.8)+2，其中t为腐蚀所述基板20的时间，单位为分钟。w为所述指针510的宽度。所述指针510的宽度、所述第一悬臂520的宽度和所述第二悬臂530的宽度相等。
采用上述公式进行所述基板腐蚀既能够保证所述指针510、所述第一悬臂520和所述第二悬臂530分别与所述基板20的表面间隔设置，又能保证所述第一支撑体30、所述第二支撑体40和第三支柱610不被腐蚀悬空。
在s300中，腐蚀气体同时沿三维方向腐蚀基板，即同时腐蚀基板的深度方向、宽度方向和长度方向。
在s300中，采用干法腐蚀，能够避免湿法腐蚀中腐蚀液体残留，又能保证所述薄膜层100不被腐蚀，提高检测的准确性。
本申请实施例提供的所述的mems中的薄膜应力检测结构的制备方法通过在所述基板20上沉积薄膜层100。采用光刻法刻蚀所述薄膜层100，以使所述基板20的表面形成所述指针510、所述第一悬臂520、所述第二悬臂530、所述第一支撑体30和所述第二支撑体40。所述第一悬臂520和所述第二悬臂530分别错位设置于所述指针510的两侧。所述第一悬臂520包括相对的第一端521和第二端522。所述第二悬臂530包括相对的第三端531和第四端532。沿所述指针510的延伸方向，所述第一端521与所述第三端531交错连接于所述指针510的两侧。所述第二端522与所述第一支撑体30连接。所述第四端532与所述第二支撑体40连接。采用干法腐蚀所述基板20，以使所述指针510、所述第一悬臂520和所述第二悬臂530分别与所述基板20的表面间隔设置。当所述第一悬臂520和所述第二悬臂530内部存在应力时，分别通过所述第一端521和所述第三端531对所述指针510施加转动力矩，所述转动力矩带动所述指针510转动。所述指针510的所述指针端511转动，所述指针端511的位置发生变化。所述刻度标识601用于标识所述指针端511的位置。通过所述刻度标识601获知所述指针端511的位置发生变化，进而获知所述第一悬臂520和所述第二悬臂530内部应力的变化。所述mems中的薄膜应力检测结构10的结构简单，通过直观的刻度标识即能辨识应力的变化。
在一个实施例中，在s100之前，所述制备方法还包括：
s010，清洗所述基板20。所述基板20经过rca标准清洗，出去表面残留颗粒物质，然后经过甩干机甩干
在一个实施例中，s200包括：
s201，在所述薄膜层100远离所述基板20层的表面铺设光刻胶层200。所述光刻胶层200的厚度为0.5μm至1μm，以保护所述图形化的薄膜层100不被腐蚀。
s202，在所述光刻胶层200远离所述薄膜层100的表面设置掩模板300。
s203，刻蚀未被所述掩模板300覆盖的所述光刻胶层200。
s204，去除所述掩模板300。
s205，刻蚀未被所述光刻胶层200覆盖的所述薄膜层100，以使所述基板20的表面形成所述指针510、所述第一悬臂520、所述第二悬臂530、所述第一支撑体30和所述第二支撑体40。所述第一悬臂520和所述第二悬臂530分别错位设置于所述指针510的两侧。所述第一悬臂520包括相对的第一端521和第二端522。所述第二悬臂530包括相对的第三端531和第四端532。沿所述指针510的延伸方向，所述第一端521与所述第三端531交错连接于所述指针510的两侧。所述第二端522与所述第一支撑体30连接。所述第四端532与所述第二支撑体40连接。
在一个实施例中，在s300之后，所述制备方法还包括：
s400，去除剩余的所述光刻胶层200，以形成悬空的待检测结构。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
技术特征：
1.一种mems中的薄膜应力检测结构，其特征在于，包括：
基板(20)；
指针(510)，与所述基板(20)的表面间隔设置，所述指针(510)包括指针端(511)；
第一悬臂(520)和第二悬臂(530)，分别与所述基板(20)的表面间隔设置，所述第一悬臂(520)和所述第二悬臂(530)分别错位设置于所述指针(510)的两侧，所述第一悬臂(520)包括相对的第一端(521)和第二端(522)，所述第二悬臂(530)包括相对的第三端(531)和第四端(532)，沿所述指针(510)的延伸方向，所述第一端(521)与所述第三端(531)交错连接于所述指针(510)的两侧；
第一支撑体(30)和第二支撑体(40)，所述第一支撑体(30)和所述第二支撑体(40)设置于所述基板(20)的表面，所述第二端(522)与所述第一支撑体(30)连接，所述第四端(532)与所述第二支撑体(40)连接；
标尺(60)，设置于所述基板(20)的表面，所述标尺(60)与所述指针端(511)间隔设置，所述标尺(60)包括刻度标识(601)，所述刻度标识(601)用于标识所述指针端(511)的位置。
2.如权利要求1所述的mems中的薄膜应力检测结构，其特征在于，所述第一端(521)连接于所述指针(510)的中部(512)。
3.如权利要求1所述的mems中的薄膜应力检测结构，其特征在于，所述第一支撑体(30)包括：
第一支柱(310)，设置于所述基板(20)的表面；
第一薄膜体(320)，设置于所述第一支柱(310)远离所述基板(20)的表面，且所述第一薄膜体(320)与所述第二端(522)连接。
4.如权利要求1所述的mems中的薄膜应力检测结构，其特征在于，所述第二支撑体(40)包括：
第二支柱(410)，设置于所述基板(20)的表面；
第二薄膜体(420)，设置于所述第二支柱(410)远离所述基板(20)的表面，且所述第二薄膜体(420)与所述第四端(532)连接。
5.如权利要求1所述的mems中的薄膜应力检测结构，其特征在于，所述指针(510)、所述第一悬臂(520)和所述第二悬臂(530)分别为直线结构，所述第一悬臂(520)与所述指针(510)的夹角为第一夹角，所述第二悬臂(530)与所述指针(510)的夹角为第二夹角，所述第一夹角与所述第二夹角相等。
6.如权利要求4所述的mems中的薄膜应力检测结构，其特征在于，所述第一夹角为直角。
7.如权利要求1所述的mems中的薄膜应力检测结构，其特征在于，所述标尺(60)包括：
第三支柱(610)，设置于所述基板(20)的表面，所述第三支柱(610)与所述指针端(511)间隔设置；
标尺薄膜体(620)，设置于所述第三支柱(610)远离所述基板(20)的表面，所述标尺薄膜体(620)靠近所述指针(510)的边缘为弧形结构，所述刻度标识(601)设置于所述弧形结构。
8.如权利要求7所述的mems中的薄膜应力检测结构，其特征在于，所述刻度标识(601)为多个锯齿结构，所述多个锯齿结构设置于所述弧形结构的边缘。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的mems中的薄膜应力检测结构的制备方法，其特征在于，包括：
s100，在所述基板(20)上沉积薄膜层(100)；
s200，采用光刻法刻蚀所述薄膜层(100)，以使所述基板(20)的表面形成所述指针(510)、所述第一悬臂(520)、所述第二悬臂(530)、所述第一支撑体(30)和所述第二支撑体(40)，所述第一悬臂(520)和所述第二悬臂(530)分别错位设置于所述指针(510)的两侧，所述第一悬臂(520)包括相对的第一端(521)和第二端(522)，所述第二悬臂(530)包括相对的第三端(531)和第四端(532)，沿所述指针(510)的延伸方向，所述第一端(521)与所述第三端(531)交错连接于所述指针(510)的两侧，所述第二端(522)与所述第一支撑体(30)连接，所述第四端(532)与所述第二支撑体(40)连接；
s300，采用干法腐蚀所述基板(20)，以使所述指针(510)、所述第一悬臂(520)和所述第二悬臂(530)分别与所述基板(20)的表面间隔设置。
10.如权利要求9所述的mems中的薄膜应力检测结构的制备方法，其特征在于，s200之后，所述制备方法还包括：
s210，将带有所述薄膜图形结构的所述基板(20)放置于反应室中，并抽真空。
11.如权利要求9所述的mems中的薄膜应力检测结构的制备方法，其特征在于，所述基板(20)为硅片，在s300中采用xef2气体以0.8μm/s至1μm/s的横向刻蚀速率腐蚀所述基板(20)。
12.如权利要求9所述的mems中的薄膜应力检测结构的制备方法，其特征在于，在s100之前，所述制备方法还包括：
s010，清洗所述基板(20)。
13.如权利要求9所述的mems中的薄膜应力检测结构的制备方法，其特征在于，s200包括：
s201，在所述薄膜层(100)远离所述基板(20)层的表面铺设光刻胶层(200)；
s202，在所述光刻胶层(200)远离所述薄膜层(100)的表面设置掩模板(300)；
s203，刻蚀未被所述掩模板(300)覆盖的所述光刻胶层(200)；
s204，去除所述掩模板(300)；
s205，刻蚀未被所述光刻胶层(200)覆盖的所述薄膜层(100)，以使所述基板(20)的表面形成所述指针(510)、所述第一悬臂(520)、所述第二悬臂(530)、所述第一支撑体(30)和所述第二支撑体(40)，所述第一悬臂(520)和所述第二悬臂(530)分别错位设置于所述指针(510)的两侧，所述第一悬臂(520)包括相对的第一端(521)和第二端(522)，所述第二悬臂(530)包括相对的第三端(531)和第四端(532)，沿所述指针(510)的延伸方向，所述第一端(521)与所述第三端(531)交错连接于所述指针(510)的两侧，所述第二端(522)与所述第一支撑体(30)连接，所述第四端(532)与所述第二支撑体(40)连接。
14.如权利要求13所述的mems中的薄膜应力检测结构的制备方法，其特征在于，在s300之后，还包括：
s400，去除剩余的所述光刻胶层(200)。
技术总结
本申请涉及一种MEMS中的薄膜应力检测结构。MEMS中的薄膜应力检测结构包括基板、指针、第一悬臂、第二悬臂、第一支撑体、第二支撑体和标尺。第一悬臂包括相对的第一端和第二端。第二悬臂包括相对的第三端和第四端。沿指针的延伸方向，第一端与第三端交错连接于指针的两侧。第二端与第一支撑体连接。第四端与第二支撑体连接。当第一悬臂和第二悬臂内部存在应力时，分别通过第一端和第三端对指针施加转动力矩，转动力矩带动指针转动。刻度标识用于标识指针端的位置。通过刻度标识获知指针端的位置发生变化，进而获知第一悬臂和第二悬臂内部应力的变化。MEMS中的薄膜应力检测结构的结构简单，通过直观的刻度标识即能辨识应力的变化。
技术研发人员：阮勇;尤政;宋志强;李浩
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：.11.20
技术公布日：.02.28
