CN105612119A - 在表面上形成沉积的图案的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于在具有多个腔室(11)的基底的表面的选定部分上形成材料的涂层的方法，包括：提供在其上具有脱模剂(18)的结构(16)；使晶片(10)的顶表面(17)与脱模剂接触以使脱模剂的一部分转移到晶片的顶表面，同时腔室的底部部分与脱模剂保持隔开，以产生中间结构(24)，脱模剂设置在晶片的顶表面上并且腔室的底部部分没有脱模剂；使中间结构暴露到材料(27)，以将所述材料毯式涂覆在脱模剂和腔室的底部部分两者上；选择地去除脱模剂以及涂层材料同时在腔室的底部部分上留下涂层材料。
Description
技术领域
本发明通常涉及用于在表面上形成沉积图案的方法，更具体地，涉及用于在光学元件的晶片级封装中使用的光学窗口晶片的选定区域上形成防反射涂层的方法。
背景技术
如本领域已知，通常需要在光学元件的晶片级封装中使用的光学窗口晶片的选定区域上形成防反射涂层。在红外线(IR)辐射热测量仪的一种应用，例如晶片级封装中，光学窗口晶片(有时称为帽晶片)具有形成在其表面中的多个腔室或者凹槽，每个凹槽被形成用于提供与多个IR检测器(例如，辐射热测量仪)阵列中的相应的一个关联(与其隔开并且设置在其上方)的腔室(具有竖直延伸壁)，所述IR检测器阵列形成在粘附到帽晶片的第二下部晶片中。除了凹槽之外，帽晶片也包括图案化的防反射涂层(ARC)、薄膜吸气剂(getter)和粘结结构(如果需要)。
在本领域中也已知，现在通过经由遮光掩膜涂覆光学窗口，或者通过涂覆整个表面(顶表面和腔表面)并且抛光掉上表面，来进行用于晶片级封装的IR辐射热测量仪检测器的用防反射涂层涂覆窗口帽晶片。也可以使用光刻抵制剥离法，但是需要昂贵的资本设备。遮光掩膜增加了掩膜(通常仅对于单一用途而言是好的)和对齐工具的成本。抛光需要精密的抛光设备和熟练的操作者。在光学工业中这两者都需要比通常更高级别的清洁。因此，采用传统的方法在表面上图案化防反射涂层可能是困难的，这些传统的方法是：1.遮光掩膜(受到对齐公差、边缘锐度的限制)。2.光刻剥离(ARC对于容易的光阻剥离通常太厚，并且需要固定设备。剥离在半导体工业中是不理想的麻烦的工艺)。3.如果在要涂覆凹入表面并且要去除上表面的情况下过度拓扑，那么可能使用上表面的抛光掉(需要精密的光学抛光设备)。所有这些当被应用到特别是具有清洁度和微粒控制的半导体领域时都具有问题。
基本的晶片级封装工艺可概括为：在帽晶片中蚀刻腔室；在腔室的底部上沉积ARC，对帽晶片的围绕腔室的顶表面上金属处理密封环图案；如果需要，在顶表面的另一部分上沉积吸气剂材料；将焊料应用到密封环区域；将晶片粘附到IR检测器装置；并且切割成单个的检测器阵列。
发明内容
根据本发明，提供了一种用于在基底的选定部分上形成材料的涂层的方法，所述基底具有形成在所述基底的表面的选定部分中的多个腔室，每个腔室具有从所述腔室底部向外延伸的外周侧壁。所述方法包括：提供在其上具有脱模剂的结构；使侧壁的顶表面与接触的脱模剂的一部分接触，接触的脱模剂的部分转移到基底的所述顶表面，同时腔室的底部部分与所述脱模剂保持隔开，以产生中间结构表面，所述中间结构表面包括：在所述基底的所述顶表面上设置脱模剂并且所述腔室的底部部分没有脱模剂；使所述中间结构的所述表面暴露到所述材料，以将所述材料毯式涂覆在设置在所述基底的顶表面上的脱模剂和所述腔室的底部部分两者上；使具有已涂覆的脱模剂和所述底部部分的所述中间结构暴露到从所述基底的顶表面选择地去除脱模剂以及其上的涂层材料同时在所述腔室的底部部分上留下所述涂层材料的工艺。
在一个实施例中，提供了一种用于在光能透明晶片的选定部分上形成防反射涂层的方法，所述光能透明晶片具有形成在所述晶片的表面的选定部分中的多个腔室，每个腔室具有从腔室底部向外延伸的外周侧壁。所述方法包括：提供在其上具有脱模剂的结构；使晶片的顶表面与所述脱模剂的一部分接触，以使所述脱模剂转移到所述晶片的所述顶表面，同时所述腔室的底部部分与所述脱模剂保持隔开，以产生中间结构表面，所述中间结构表面包括：在所述晶片的顶表面上设置所述脱模剂并且所述腔室的底部部分没有脱模剂；使所述中间结构的表面暴露到防反射涂层材料，以将所述防反射涂层材料毯式涂覆在设置在顶表面上的脱模剂和所述腔室的底部部分两者上；并且使在所述晶片的顶表面上设置脱模剂并且所述腔室的底部部分没有脱模剂的所述中间结构暴露到选择地去除脱模剂以及其上的所述防反射涂层材料同时在所述腔室的底部部分上留下所述防反射涂层材料的工艺。
在一个实施例中，该方法包括：提供具有多个检测器阵列的第二晶片，所述阵列中的每个阵列与所述腔室中的相应的一个腔室关联；使所述每个阵列与所述腔室中的所述相应的一个腔室对齐；并且使光学透明晶片粘附到所述第二晶片，所述腔室中的每个腔室在其上具有从所述相应的阵列移位的防反射涂层，并且所述顶表面的第二部分粘附到所述第二晶片。
采用这样的方法，在沉积AR膜或者涂层之前，通过受控制的接触转移，稀薄的水或者溶剂可溶层(脱模剂)仅可被施加到暴露的表面。当脱模层在超声波清洁器中在水或者溶剂中被去除时，然后容易去除脱模层的ARC膜部分。如果脱模剂仅是单层的或者有点厚，那么ARC粘附被这种层弱化，并且在超声波清洁器中容易被去除。该方法不需要遮光掩膜、抛光设备和用于这些以及任何传统的可选设备的固定设备，例如光阻喷雾器、紫外线曝光和显影以及剥离设备。用于高的批量生产的设备节省可能是几百万美元。
在下面所附的附图和说明书中说明了本发明的一个或者更多实施例的细节。从说明书和附图中，并且从权利要求书中，本发明的其它特征、目的和优势会显而易见。
附图说明
图1A-1E是根据本发明的用于在光能透明晶片的选定部分上形成防反射涂层的工艺的简化截面图。
在各个附图中相同的参考标记表示相同的元件。
具体实施方式
现在参照图1A，示出了光学透明窗口晶片10(帽晶片)的一部分，此处例如为硅。晶片10的内侧表面形成有多个腔室11，多个腔室11形成在内侧表面的选定部分中，每个腔室11具有从内表面向外延伸的外周侧壁13，如图所示。侧壁13如图所示具有顶表面17。晶片10的外侧表面12临时地附接到真空吸盘14。具有非常平的表面的第二结构16(此处例如为抛光的花岗岩表面板)或者另一硅晶片涂覆有脱模剂18，如图所示。此处，例如脱模剂18是聚乙烯醇，或者其它合适的材料，其具有的一个分子层到多层的厚度达到一毫米的一小部分的厚度。晶片的顶表面17即刻接触一部分脱模剂18，以使脱模剂18的一部分转移到晶片的顶表面17，同时腔室11的底部部分20与脱模剂18保持间隔，以产生具有这样的表面的中间结构24(图1B)，该表面包括：脱模剂18设置在晶片的顶表面17上，并且腔室11的底部部分20没有脱模剂18。
现在参照图1C，中间结构24被暴露到防反射涂层材料27，以毯式涂覆防反射材料27到设置在晶片的顶表面17上的脱模剂18和腔室11的底部部分20两者上，以产生结构24’，如图1C所示。
现在参照图1D，使在晶片的顶表面17上设置脱模剂18并且腔室11的底部部分20没有脱模剂18的结构24’到此处例如为浸没水(或者如果脱模剂是光阻层，则例如为溶剂)中的工艺，以选择性地去除脱模剂18以及其上的防反射涂层材料27，同时在腔室11的底部部分20上留下防反射涂层材料27，如图1D的上部中所示。
此处，晶片10是粘附到第二晶片32的晶片(在图1D的下部示出)，第二晶片32具有连接到晶片32中的读出电路的多个辐射热测量仪34，晶片32包括晶片级封装(WLP)检测器装置36，每个检测器装置36关联相应的一个腔室11。每个检测器装置36与相应的一个腔室11对齐。因此，如图1E所示，光学透明晶片10被粘附到第二晶片32，腔室11上的每个在腔室11的底部部分上具有从相应的阵列34移位的防反射涂层24，并且壁的远端17(顶表面)的第二部分粘附到第二晶片32。如图1E所示的粘结的晶片对(晶片10和晶片32)然后被单数化为单个的完工的WLP检测器装置。
现在应当理解的是，一种用于在基底的选定部分上形成材料的涂层的方法，所述基底具有形成在所述基底的表面的选定部分中的多个腔室，每个腔室具有从所述腔室底部向外延伸的外周侧壁，所述方法包括：提供在其上具有脱模剂的结构；使晶片的顶表面与所述脱模剂接触以使所述脱模剂的一部分转移到所述晶片的所述顶表面，同时所述腔室的底部部分与所述脱模剂保持隔开，以产生具有如下表面的中间结构，所述表面包括：所述脱模剂设置在所述晶片的所述顶表面上并且所述腔室的底部部分没有脱模剂；使所述中间结构的所述表面暴露到所述材料，以将所述材料毯式涂覆在设置在所述晶片的顶表面上的脱模剂和所述腔室的底部部分两者上；使具有已涂覆的脱模剂和所述底部部分的所述中间结构暴露到从所述晶片的顶表面选择地去除脱模剂以及其上的涂层材料同时在所述腔室的底部部分上留下所述涂层材料的工艺。
现在也应当理解的是，一种用于在光能透明晶片的选定部分上形成防反射涂层的方法，所述光能透明晶片具有形成在所述晶片的表面的选定部分中的多个腔室，每个腔室具有从所述表面(腔室底部)向外延伸的外周侧壁，所述方法包括：提供在其上具有脱模剂的结构；使晶片的顶表面与所述脱模剂的一部分接触以使所述脱模剂转移到所述晶片的所述顶表面，同时所述腔室的底部部分与所述脱模剂保持隔开，以产生具有如下表面的中间结构，所述表面包括：所述脱模剂设置在所述晶片的顶表面上并且所述腔室的底部部分没有脱模剂；使所述中间结构的所述表面暴露到防反射涂层材料，以将所述防反射涂层材料毯式涂覆在设置在所述晶片的顶表面上的脱模剂和所述腔室的底部部分两者上；使在所述晶片的顶表面上设置脱模剂并且所述腔室的底部部分没有脱模剂的所述中间结构暴露到选择地去除脱模剂以及其上的所述防反射涂层材料同时在所述腔室的底部部分上留下所述防反射涂层材料的工艺。该方法也包括：提供具有多个检测器阵列的第二晶片，所述阵列中的每个阵列与所述腔室中的相应的一个腔室关联；使所述阵列中的每个阵列与所述腔室中的所述相应的一个腔室对齐；使光学透明晶片粘附到所述第二晶片，所述腔室中的每个腔室在其上具有从所述相应的阵列移位的防反射涂层，并且所述晶片的顶表面的第二部分粘附到所述第二晶片。
已经说明了本发明的多个实施例。但是，要理解，不脱离本发明的精神和范围的情况下可进行各种变型。因此，其它实施例落入下面的权利要求书的范围内。
Claims (3)
1.一种用于在基底的选定部分上形成材料的涂层的方法，所述基底具有形成在所述基底的表面的选定部分中的多个腔室，每个腔室具有从所述腔室底部向外延伸的外周侧壁，所述方法包括：
提供在其上具有脱模剂的结构；
使晶片的顶表面与所述脱模剂接触以使所述脱模剂的一部分转移到所述晶片的所述顶表面，同时所述腔室的底部部分与所述脱模剂保持隔开，以产生具有如下表面的中间结构，所述表面包括：所述脱模剂设置在所述晶片的所述顶表面上并且所述腔室的底部部分没有脱模剂；
使所述中间结构的所述表面暴露到所述材料，以将所述材料毯式涂覆在设置在所述晶片的顶表面上的脱模剂和所述腔室的底部部分两者上；
使具有已涂覆的脱模剂和所述底部部分的所述中间结构暴露到从所述晶片的顶表面选择地去除脱模剂以及其上的涂层材料同时在所述腔室的底部部分上留下所述涂层材料的工艺。
2.一种用于在光能透明晶片的选定部分上形成防反射涂层的方法，所述光能透明晶片具有形成在所述晶片的表面的选定部分中的多个腔室，每个腔室具有从所述表面(腔室底部)向外延伸的外周侧壁，所述方法包括：
提供在其上具有脱模剂的结构；
使所述晶片的顶表面与所述脱模剂的一部分接触，以使所述脱模剂转移到所述晶片的所述顶表面，同时所述腔室的底部部分与所述脱模剂保持隔开，以产生具有如下表面的中间结构，所述表面包括：所述脱模剂设置在所述晶片的顶表面上并且所述腔室的底部部分没有脱模剂；
使所述中间结构的所述表面暴露到防反射涂层材料，以将所述防反射涂层材料毯式涂覆在设置在所述晶片的顶表面上的脱模剂和所述腔室的底部部分两者上；
使在所述晶片的顶表面上设置脱模剂并且所述腔室的底部部分没有脱模剂的所述中间结构暴露到选择地去除脱模剂以及其上的所述防反射涂层材料同时在所述腔室的底部部分上留下所述防反射涂层材料的工艺。
3.根据权利要求2所述的方法，包括：
提供具有多个检测器阵列的第二晶片，所述阵列中的每个阵列与所述腔室中的相应的一个腔室关联；
使所述阵列中的每个阵列与所述腔室中的所述相应的一个腔室对齐；
使光学透明晶片粘附到所述第二晶片，所述腔室中的每个腔室在其上具有从所述相应的阵列移位的防反射涂层，并且所述晶片的顶表面的第二部分被粘附到所述第二晶片。
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