JP2002510863A - 蒸着層で密封されたチャンバを有するウエハー対 - Google Patents
蒸着層で密封されたチャンバを有するウエハー対Info
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Abstract
(57)【要約】
一方のウエハーに少なくとも一のくぼみ部を有するウエハー対は、他方のウエハーの少なくとも一のポートをその外面の蒸着層で閉鎖することにより、少なくとも一のチャンバを形成する。蒸着層の蒸着は極めて低い圧力環境で実行可能であるので、密封されたチャンバ内で同一の環境が保証される。チャンバは熱電センサ、ボロメータ、エミッタあるいは他の種類の装置のような少なくとも一の装置を囲む。ウエハー対は通常多くのチャンバを有し且つチップに分割可能である。
Description
【０００１】 （技術分野） この発明は、真空包封された微細構造装置に関する。この発明は２ウエハー間
の空洞部の真空密封、特に空洞部からガスを排出する止栓の可能な穴を有する２
枚のウエハーに関する。
の空洞部の真空密封、特に空洞部からガスを排出する止栓の可能な穴を有する２
枚のウエハーに関する。
【０００２】 微細構造赤外（ＩＲ）装置のような各種の装置においては最適化のため真空包
封が必要である。従来の真空包装は複雑でコスト高になっていた。ウエハーレベ
ルの真空封入の周知の従来法では十分に低い圧力が得られず、高々０．５トルの
範囲に限られている。この圧力の状態では、例えば熱電（ＴＥ）装置では５０％
の信号損失が生じる。
封が必要である。従来の真空包装は複雑でコスト高になっていた。ウエハーレベ
ルの真空封入の周知の従来法では十分に低い圧力が得られず、高々０．５トルの
範囲に限られている。この圧力の状態では、例えば熱電（ＴＥ）装置では５０％
の信号損失が生じる。
【０００３】 （発明の開示） 本発明は止栓可能な穴を有する２枚のウエハーを密封しその間に空洞部を形成
し、空洞部から止栓可能な穴を通してガスを排出する構成を得る。空洞部からガ
スを排出した後この穴は蒸着した金属で止栓される（塞がれる）。この結果一体
の真空包装（ＩＶＰ）が得られる。この方法では同時に真空密封を行う要がなく
２枚のウエハーを密封可能である。最終に真空密封は金属の厚い層を蒸着あるい
はスパッタリングして小さなガス排出穴を塞ぐことにより高真空下で実行可能で
ある。この方法によれば、最終の真空密封の前にウエハー間の密封部及び内面を
完全に焼き付け可能である。この方法は２機能を分離し、焼き付けを半田処理法
に限定されない。密封及び焼き付けに対し独立的に制御され、ボンド出来高が最
大にされ残留圧力が最小にされる。またこの方法によれば、各真空空洞部に直接
接近可能であるので、ウエハーの周部から内側へポンプする必要がない。この方
法が実施されその結果、空洞部内の圧力センサにより測定して残留圧力の真空レ
ベルが１０ミリトルより小さかった。この密封により基板形態が効果的にカバー
される。０．２５ミクロンの形態に対する密封が実証された。必要な処理温度は
３００℃より低い。このチップは周知のチップ処理装置で処理可能である。この
処理により９０％を超える作業が行われる。この真空密封されたチップのコスト
は周知の真空密封チップのコストより低く８０〜９０％である。この方法によれ
ば、１００ミリトルより低い圧力に対し１０年（最高１５０℃の外気温度でのテ
ストデータにより示される）の高温寿命を有する密封されたＴＥ装置が得られる
。
し、空洞部から止栓可能な穴を通してガスを排出する構成を得る。空洞部からガ
スを排出した後この穴は蒸着した金属で止栓される（塞がれる）。この結果一体
の真空包装（ＩＶＰ）が得られる。この方法では同時に真空密封を行う要がなく
２枚のウエハーを密封可能である。最終に真空密封は金属の厚い層を蒸着あるい
はスパッタリングして小さなガス排出穴を塞ぐことにより高真空下で実行可能で
ある。この方法によれば、最終の真空密封の前にウエハー間の密封部及び内面を
完全に焼き付け可能である。この方法は２機能を分離し、焼き付けを半田処理法
に限定されない。密封及び焼き付けに対し独立的に制御され、ボンド出来高が最
大にされ残留圧力が最小にされる。またこの方法によれば、各真空空洞部に直接
接近可能であるので、ウエハーの周部から内側へポンプする必要がない。この方
法が実施されその結果、空洞部内の圧力センサにより測定して残留圧力の真空レ
ベルが１０ミリトルより小さかった。この密封により基板形態が効果的にカバー
される。０．２５ミクロンの形態に対する密封が実証された。必要な処理温度は
３００℃より低い。このチップは周知のチップ処理装置で処理可能である。この
処理により９０％を超える作業が行われる。この真空密封されたチップのコスト
は周知の真空密封チップのコストより低く８０〜９０％である。この方法によれ
ば、１００ミリトルより低い圧力に対し１０年（最高１５０℃の外気温度でのテ
ストデータにより示される）の高温寿命を有する密封されたＴＥ装置が得られる
。
【０００４】 （発明を実施するための最良の形態） 図１ａ、図１ｂ及び図２は真空排出ポート１１及び蒸着されたプラグの最終の
真空密封部１２を有する装置１０を示す。蒸着層１２によりプラグ１１が密封さ
れチャンバ１６が気密に密封される。ウエハー１３、１４はシリコンのような同
一の材料で作られ、従って同一の熱膨張率を有している。ウエハー１３、１４は
半田密封リング１５で共に接着される。ウエハー１３は検出器ウエハーであり、
一方ウエハー１４はトップキャップウエハーである。チヤンバ１６はウエハー１
３の表面の検出器からなるアレイ１７を含み、トップキャップウエハー１４の反
射防止被覆されたシリコン窓を通して入射される放射線を検出するチャンバであ
る。
真空密封部１２を有する装置１０を示す。蒸着層１２によりプラグ１１が密封さ
れチャンバ１６が気密に密封される。ウエハー１３、１４はシリコンのような同
一の材料で作られ、従って同一の熱膨張率を有している。ウエハー１３、１４は
半田密封リング１５で共に接着される。ウエハー１３は検出器ウエハーであり、
一方ウエハー１４はトップキャップウエハーである。チヤンバ１６はウエハー１
３の表面の検出器からなるアレイ１７を含み、トップキャップウエハー１４の反
射防止被覆されたシリコン窓を通して入射される放射線を検出するチャンバであ
る。
【０００５】 チヤンバ１６は境界部１８を有するウエハー１４内の約１２５ミクロンのく
ぼみ部により区画される。後でガスを排出して真空空洞部になるのはこのチヤン
バである。トップキャップウエハー１４の厚さは約４３０ミクロンであり、チッ
プウエハー１３の厚さは約５００ミクロンである。密封リング１５は９０％の鉛
と１０％のインジウムからなる配合物である。プラグ１２の厚さは約２０ミクロ
ンであり、５０％の鉛と５０％のインジウムからなる配合物である。
ぼみ部により区画される。後でガスを排出して真空空洞部になるのはこのチヤン
バである。トップキャップウエハー１４の厚さは約４３０ミクロンであり、チッ
プウエハー１３の厚さは約５００ミクロンである。密封リング１５は９０％の鉛
と１０％のインジウムからなる配合物である。プラグ１２の厚さは約２０ミクロ
ンであり、５０％の鉛と５０％のインジウムからなる配合物である。
【０００６】 図３は同一の材料のウエハーからなり、ウエハーを密封し複数の空洞部を形成
する複数のチップ１０からなるウエハー２０を示す。各チャンバ１６は開口ポー
ト１１を有しており、チャンバ１６は焼き付けされガス抜きされる。次に真空の
環境下でポート１１を有するウエハー１３の表面に金属１２を蒸着し、こあれに
よりポート１１が閉鎖されチャンバ１６が閉鎖されて内部が真空状態にされる。
閉鎖されたポートを密封するための半田ボールが試みられたが、空洞部内を低圧
あるいは真空に維持することが殆どできなかった。密封されたトップキャップウ
エハーによりもろい微細構造装置１７が保護できるので、接着され密封された後
、このウエハー１３、１４は破断することなく個々のチップに分断できる。更に
プラグは変位可能な半田ボール若しくはプラグではなく蒸着層１２であるので、
プラグは変位されることはない。
する複数のチップ１０からなるウエハー２０を示す。各チャンバ１６は開口ポー
ト１１を有しており、チャンバ１６は焼き付けされガス抜きされる。次に真空の
環境下でポート１１を有するウエハー１３の表面に金属１２を蒸着し、こあれに
よりポート１１が閉鎖されチャンバ１６が閉鎖されて内部が真空状態にされる。
閉鎖されたポートを密封するための半田ボールが試みられたが、空洞部内を低圧
あるいは真空に維持することが殆どできなかった。密封されたトップキャップウ
エハーによりもろい微細構造装置１７が保護できるので、接着され密封された後
、このウエハー１３、１４は破断することなく個々のチップに分断できる。更に
プラグは変位可能な半田ボール若しくはプラグではなく蒸着層１２であるので、
プラグは変位されることはない。
【０００７】 チップ１０を形成する方法が図４ａ〜図４ｍに示される。検出器ウエハー１３
の作成方法は２度研磨された（１００）シリコンウエハー１３から開始される。
図４ａでは、ＳｉＯ２で作られた１−ミクロン層２２ａ、２３ａがウエハー１３
上に成長され、低圧化学蒸着法（ＬＰＣＶＤ）によりＳｉ３Ｎ４で作られた０．
３−ミクロン層２２ｂ、２３ｂが蒸着される。Ｓｉ３Ｎ４層２２ｂ及びＳｉＯ２
層２２ａはウエハー１３の「正面」から除去される。１０００−オングストロー
ムの熱ＳｉＯ２層２４は図４ｂのウエハー１３の正面上で成長される。図４ｃで
はＳｉ３Ｎ４（ボトムブリッジ窒化物）の２０００オングストロームの層２５が
層２４上に蒸着される。熱電対の第１の金属ＮｉＦｅ（６０：４０）が層２５上
の１１００−オングストローム層２６として蒸着され、次に第１の金属層２６が
イオンミリングにより第１のマスクを用いてパターン化処理されて図４ｄの如き
配列になる。
の作成方法は２度研磨された（１００）シリコンウエハー１３から開始される。
図４ａでは、ＳｉＯ２で作られた１−ミクロン層２２ａ、２３ａがウエハー１３
上に成長され、低圧化学蒸着法（ＬＰＣＶＤ）によりＳｉ３Ｎ４で作られた０．
３−ミクロン層２２ｂ、２３ｂが蒸着される。Ｓｉ３Ｎ４層２２ｂ及びＳｉＯ２
層２２ａはウエハー１３の「正面」から除去される。１０００−オングストロー
ムの熱ＳｉＯ２層２４は図４ｂのウエハー１３の正面上で成長される。図４ｃで
はＳｉ３Ｎ４（ボトムブリッジ窒化物）の２０００オングストロームの層２５が
層２４上に蒸着される。熱電対の第１の金属ＮｉＦｅ（６０：４０）が層２５上
の１１００−オングストローム層２６として蒸着され、次に第１の金属層２６が
イオンミリングにより第１のマスクを用いてパターン化処理されて図４ｄの如き
配列になる。
【０００８】 熱電対検出器の第２の金属の場合、クロムで作成された千−オングストローム
層２７が層２５、２６上に蒸着される。図４ｅの層２７はイオンミリング及び湿
潤エッチングにより第２のマスクを用いてパターンイング処理される。図４ｆで
はトップブリッジ窒化物として６０００オングストロームのＳｉ３Ｎ４からなる
層２８が金属層２６、２７及び層２５上に蒸着される。吸収材２９が図４ｇの層
２８上に蒸着され第３のマスクを用いてパターンイング処理される。吸収材２９
はＳｉ３Ｎ４の層３０でキャップ処理（ｃａｐ）される。図４ｈに示すのように
、金属層２７に対しプラズマエッチング処理されたバイア穴３１はパターンイン
グ処理され第４のマスクを用いて形成される。図４ｉで最終エッチングのためプ
ラズマエッチング処理されたバイア穴３２はパターンイング処理され第５のマス
クを用いて掘り形成される。５０００オングストロームのＣｒ、２０００オング
ストロームのＮｉ、及び５０００オングストロームのＡｕが蒸着され、パターン
化処理され、リフトオフ処理されて図４ｊのパッド・半田フレーム金属３３が形
成される。第１の金属２６あるいは第２の金属２７内の活性導出部４０は図４ｊ
の密封リング金属３３の下部を延びている。図４ｋではプラズマエッチング処理
されたガス排出ポートバイア穴１１はウエハー１３の背部の層２３ｂ、２３ａ上
でパターンイング処理され掘り形成される。図４１ではウエハー１３の背部がウ
エハー１３の９０％ＫＯＨエッチングされてポート１１が形成される。図４ｍに
示すように、ポート１１が完成されると、エッチングバイア穴３２がウエハー１
３の正面へ向かって貫通される。
層２７が層２５、２６上に蒸着される。図４ｅの層２７はイオンミリング及び湿
潤エッチングにより第２のマスクを用いてパターンイング処理される。図４ｆで
はトップブリッジ窒化物として６０００オングストロームのＳｉ３Ｎ４からなる
層２８が金属層２６、２７及び層２５上に蒸着される。吸収材２９が図４ｇの層
２８上に蒸着され第３のマスクを用いてパターンイング処理される。吸収材２９
はＳｉ３Ｎ４の層３０でキャップ処理（ｃａｐ）される。図４ｈに示すのように
、金属層２７に対しプラズマエッチング処理されたバイア穴３１はパターンイン
グ処理され第４のマスクを用いて形成される。図４ｉで最終エッチングのためプ
ラズマエッチング処理されたバイア穴３２はパターンイング処理され第５のマス
クを用いて掘り形成される。５０００オングストロームのＣｒ、２０００オング
ストロームのＮｉ、及び５０００オングストロームのＡｕが蒸着され、パターン
化処理され、リフトオフ処理されて図４ｊのパッド・半田フレーム金属３３が形
成される。第１の金属２６あるいは第２の金属２７内の活性導出部４０は図４ｊ
の密封リング金属３３の下部を延びている。図４ｋではプラズマエッチング処理
されたガス排出ポートバイア穴１１はウエハー１３の背部の層２３ｂ、２３ａ上
でパターンイング処理され掘り形成される。図４１ではウエハー１３の背部がウ
エハー１３の９０％ＫＯＨエッチングされてポート１１が形成される。図４ｍに
示すように、ポート１１が完成されると、エッチングバイア穴３２がウエハー１
３の正面へ向かって貫通される。
【０００９】 検出器ウエハー１３と同様に、トップキャップウエハー１４が３００℃で焼き
付けし低いガス抜きに匹敵する膜で形成される。ウエハー１４は赤外装置１７の
窓として作用する。このとき付加構成の制限は、ウエハー１４が低酸素シリコン
（即ち、浮動ゾーンシリコン）から作られ、８−１４ミクロン波長窓でのＳｉＯ
２吸収ピークが最小にされる。トップキャップウエハー１４には反射防止被覆３
４が被覆される。ウエハー１４は半田接着金属・半田リング１５を有し、リング
１５は検出器ウエハー１３、検出器１７上のチャンバ１６を形成する境界部１８
、及びチップウエハー１３上のワイヤボンドパッドにアクセスするためのウエハ
ー１４を貫通する穴３５と整合される。
付けし低いガス抜きに匹敵する膜で形成される。ウエハー１４は赤外装置１７の
窓として作用する。このとき付加構成の制限は、ウエハー１４が低酸素シリコン
（即ち、浮動ゾーンシリコン）から作られ、８−１４ミクロン波長窓でのＳｉＯ
２吸収ピークが最小にされる。トップキャップウエハー１４には反射防止被覆３
４が被覆される。ウエハー１４は半田接着金属・半田リング１５を有し、リング
１５は検出器ウエハー１３、検出器１７上のチャンバ１６を形成する境界部１８
、及びチップウエハー１３上のワイヤボンドパッドにアクセスするためのウエハ
ー１４を貫通する穴３５と整合される。
【００１０】 図５ａ〜図５ｆはトップキャップウエハー１４を製造する工程を示す。開始材
料は２度研磨された（１００）シリコンウエハー１４であり、最小酸素成分の浮
動ゾーンにより成長される。図５ａで熱成長されたＳｉＯ２３６ａ、３７ａの１
．８ミクロン層が０．３ミクロンのＬＰＣＶＤ Ｓｉ３Ｎ４層３６ｂ、３７ｂに
よりカバーされてＫＯＨエッチングがマスクされる。図５ｂでは外側層３６ａ、
３６ｂをプラズマエッチング処理してパターンイング処理されてバイア穴３５が
形成され、Ｓｉ３Ｎ４の内側層３７ｂにくぼみ部が形成される。次に図４ｃに示
すように、ウエハー１４は固定装置に置かれ、外側表面３５、３６ｂがエッチン
グ処理され、内側１６、３７ｂがＫＯＨエッチングウエハー１４をトップキャッ
プウエハー１４の９０％貫通する穴３５に対し保護される。ウエハー１４はエッ
チング固定装置から外され、図５ｄの残りのＳｉＯ２層３７ａがバッファ酸化物
エッチングにより除去されて穴が形成される。また図５ｄはウエハー１４の内側
をエッチング処理してくぼみ部を形成した状態を示している。窒化物／酸化物マ
スク層３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂがウエハー１４から除去される。反射防
止被覆３８がウエハー１４上に塗布される。積層リストン法を用いリフトオフ処
理により半田リングパターンがくぼみ部を囲む内側表面に与えらえる。５百オン
グストロームのＴｉ、２０００オングストロームのＮｉ及び５００オングストロ
ームのＡｕの接着金属３９が電子ビーム蒸着装置内で蒸着される。ＩｎＰｂ（１
０：９０）半田からなる５ミクロン層４０が熱蒸着装置内で接着金属３９上に蒸
着される。リストンマスクがリフトオフ処理されＢＯＥ内の電界ＳｉＯ２がエッ
チオフ処理（ｅｔｃｈ ｏｆｆ）されて、図５ｆに示す半田リング１８が得られ
る。
料は２度研磨された（１００）シリコンウエハー１４であり、最小酸素成分の浮
動ゾーンにより成長される。図５ａで熱成長されたＳｉＯ２３６ａ、３７ａの１
．８ミクロン層が０．３ミクロンのＬＰＣＶＤ Ｓｉ３Ｎ４層３６ｂ、３７ｂに
よりカバーされてＫＯＨエッチングがマスクされる。図５ｂでは外側層３６ａ、
３６ｂをプラズマエッチング処理してパターンイング処理されてバイア穴３５が
形成され、Ｓｉ３Ｎ４の内側層３７ｂにくぼみ部が形成される。次に図４ｃに示
すように、ウエハー１４は固定装置に置かれ、外側表面３５、３６ｂがエッチン
グ処理され、内側１６、３７ｂがＫＯＨエッチングウエハー１４をトップキャッ
プウエハー１４の９０％貫通する穴３５に対し保護される。ウエハー１４はエッ
チング固定装置から外され、図５ｄの残りのＳｉＯ２層３７ａがバッファ酸化物
エッチングにより除去されて穴が形成される。また図５ｄはウエハー１４の内側
をエッチング処理してくぼみ部を形成した状態を示している。窒化物／酸化物マ
スク層３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂがウエハー１４から除去される。反射防
止被覆３８がウエハー１４上に塗布される。積層リストン法を用いリフトオフ処
理により半田リングパターンがくぼみ部を囲む内側表面に与えらえる。５百オン
グストロームのＴｉ、２０００オングストロームのＮｉ及び５００オングストロ
ームのＡｕの接着金属３９が電子ビーム蒸着装置内で蒸着される。ＩｎＰｂ（１
０：９０）半田からなる５ミクロン層４０が熱蒸着装置内で接着金属３９上に蒸
着される。リストンマスクがリフトオフ処理されＢＯＥ内の電界ＳｉＯ２がエッ
チオフ処理（ｅｔｃｈ ｏｆｆ）されて、図５ｆに示す半田リング１８が得られ
る。
【００１１】 検出器ウエハー１３及びトップキャップウエハー１４の接着および密封は清浄
な面で行われる。ウエハー１３、１４の面接着はウエハー接着を行う前にスパタ
リングにより清浄にされる。以下の一連の流れは図６ａ、図６ｂ及び図６ｃのウ
エハー対１３、１４を整合、接着及び密封する方法を示す。当初検出器ウエハー
１３のＡｕ半田リング面３３がスパタリングにより清浄にされる。トップキャッ
プウエハー１４のリング１８のＩｎＰｂ面は酸素プラズマにより清浄にされる。
図６ａのウエハー１３、１４はウエハー間に０．００２インチ（約０．００５ｃ
ｍ）スペーサを用いて接着カセット内で整合される。整合されたウエハー対は真
空プレス装置内に置かれ、プレス装置はターボポンプを用いて良好な真空度まで
排気される。図６ｂでウエハー１３、１４は約４００ポンドの圧力で共にプレス
処理される。ウエハーの温度は約１時間かけて最大３００℃まで変化させられる
。次にウエハー１３、１４はこの得られた温度及び圧力で５分間保持される。次
にウエハー１３、１４は室温まで冷却され真空チャンバは排気される。
な面で行われる。ウエハー１３、１４の面接着はウエハー接着を行う前にスパタ
リングにより清浄にされる。以下の一連の流れは図６ａ、図６ｂ及び図６ｃのウ
エハー対１３、１４を整合、接着及び密封する方法を示す。当初検出器ウエハー
１３のＡｕ半田リング面３３がスパタリングにより清浄にされる。トップキャッ
プウエハー１４のリング１８のＩｎＰｂ面は酸素プラズマにより清浄にされる。
図６ａのウエハー１３、１４はウエハー間に０．００２インチ（約０．００５ｃ
ｍ）スペーサを用いて接着カセット内で整合される。整合されたウエハー対は真
空プレス装置内に置かれ、プレス装置はターボポンプを用いて良好な真空度まで
排気される。図６ｂでウエハー１３、１４は約４００ポンドの圧力で共にプレス
処理される。ウエハーの温度は約１時間かけて最大３００℃まで変化させられる
。次にウエハー１３、１４はこの得られた温度及び圧力で５分間保持される。次
にウエハー１３、１４は室温まで冷却され真空チャンバは排気される。
【００１２】 接着されたウエハー対１３、１４は電子ビーム蒸着システム内に置かれ、排気
ポート１１の表面が、その後５００オングストロームのＴｉ、１０００オングス
トロームのＮｉ及び５００オングストロームのＡｕからなる接着層がスパタリン
グにより清浄にされる。ウエハー対１３、１４は熱蒸着システム内に置かれ、好
ましくは真空下で４時間の間２５０℃で焼き付けされる。ウエハー対１３、１４
は冷却されるが、ウエハー対の周囲の環境は所望の真空圧に維持される。２０ミ
クロンのＩｎＰｂ（５０：５０）１２が検出器ウエハー１３の背側上に蒸着され
、図６ｃのポート１１が閉鎖され、ウエハー対１３、１４の真空チャンバ１６が
密封される。ウエハー２０上で、複数のチップ内の複数のポート１１が閉鎖され
る。次にウエハー２０として組み合わされるウエハー１３、１４は真空に対し除
去される。ウエハー２０は個々のチップに切断され、各チップは検出器１７を囲
む密封チャンバ１６を有している。
ポート１１の表面が、その後５００オングストロームのＴｉ、１０００オングス
トロームのＮｉ及び５００オングストロームのＡｕからなる接着層がスパタリン
グにより清浄にされる。ウエハー対１３、１４は熱蒸着システム内に置かれ、好
ましくは真空下で４時間の間２５０℃で焼き付けされる。ウエハー対１３、１４
は冷却されるが、ウエハー対の周囲の環境は所望の真空圧に維持される。２０ミ
クロンのＩｎＰｂ（５０：５０）１２が検出器ウエハー１３の背側上に蒸着され
、図６ｃのポート１１が閉鎖され、ウエハー対１３、１４の真空チャンバ１６が
密封される。ウエハー２０上で、複数のチップ内の複数のポート１１が閉鎖され
る。次にウエハー２０として組み合わされるウエハー１３、１４は真空に対し除
去される。ウエハー２０は個々のチップに切断され、各チップは検出器１７を囲
む密封チャンバ１６を有している。
【００１３】 更に本発明の変更例は良好なＩＲ伝達を与えるゲルマニウム、広い伝達バンド
（即ち、可視光及びＩＲ）を与えるＺｎＳｅ、あるいは特定光バンドパス動作を
与える他の光学材料で作られるトップキャップウエハー１４を含む。トップキャ
ップウエハー１４は検出器ウエハー１３上の一体構成部品の外に、その表面上あ
るいはその内部に一体の構成部品を組込むことが可能である。ダイアフラム圧力
センサを有する検出器ウエハー１３はその内部に一体に形成され、次に密封され
たチャンバは規準真空圧を形成する。検出器ウエハー１３はウエハー内に一体に
形成された表示電子回路を有する赤外ボロメータアレイを持たせることができる
。検出器ウエハー１３は他の機能の目的のためチャンバ内に密封される可動部品
であることできる。図６ｃ内の接着されたウエハー対１３、１４はチャンバ内の
装置に対し単に排気されるのではなく、最適な熱的、機械的あるいは他の特性の
ため特定ガスタイプの残留圧力を調整することにより気密密封できる。
（即ち、可視光及びＩＲ）を与えるＺｎＳｅ、あるいは特定光バンドパス動作を
与える他の光学材料で作られるトップキャップウエハー１４を含む。トップキャ
ップウエハー１４は検出器ウエハー１３上の一体構成部品の外に、その表面上あ
るいはその内部に一体の構成部品を組込むことが可能である。ダイアフラム圧力
センサを有する検出器ウエハー１３はその内部に一体に形成され、次に密封され
たチャンバは規準真空圧を形成する。検出器ウエハー１３はウエハー内に一体に
形成された表示電子回路を有する赤外ボロメータアレイを持たせることができる
。検出器ウエハー１３は他の機能の目的のためチャンバ内に密封される可動部品
であることできる。図６ｃ内の接着されたウエハー対１３、１４はチャンバ内の
装置に対し単に排気されるのではなく、最適な熱的、機械的あるいは他の特性の
ため特定ガスタイプの残留圧力を調整することにより気密密封できる。
【図１ａ】 図１ａは蒸着されたプラグ真空密封部を有するチャンバを備えた検出チップの
平面図である。
平面図である。
【図１ｂ】 図１ｂは蒸着されたプラグ真空密封部を有するチャンバを備えた検出チップの
断面図である。
断面図である。
【図２】 図２は蒸着されたプラグ真空密封部を有する検出チップの斜視図である。
【図３】 図３は複数のプラグ上に蒸着された真空密封部を有する複数の検出器を備えた
ウエハーを示す図である。
ウエハーを示す図である。
【図４ａ】 図４ａは検出器ウエハーの製造工程を示す図である。
【図４ｂ】 図４ｂは検出器ウエハーの製造工程を示す図である。
【図４ｃ】 図４ｃは検出器ウエハーの製造工程を示す図である。
【図４ｄ】 図４ｄは検出器ウエハーの製造工程を示す図である。
【図４ｅ】 図４ｅは検出器ウエハーの製造工程を示す図である。
【図４ｆ】 図４ｆは検出器ウエハーの製造工程を示す図である。
【図４ｇ】 図４ｇは検出器ウエハーの製造工程を示す図である。
【図４ｈ】 図４ｈは検出器ウエハーの製造工程を示す図である。
【図４ｉ】 図４ｉは検出器ウエハーの製造工程を示す図である。
【図４ｊ】 図４ｊは検出器ウエハーの製造工程を示す図である。
【図４ｋ】 図４ｋは検出器ウエハーの製造工程を示す図である。
【図４ｌ】 図４ｌは検出器ウエハーの製造工程を示す図である。
【図４ｍ】 図４ｍは検出器ウエハーの製造工程を示す図である。
【図５ａ】 図５ａはトップキャップウエハーの製造工程を示す図である。
【図５ｂ】 図５ｂはトップキャップウエハーの製造工程を示す図である。
【図５ｃ】 図５ｃはトップキャップウエハーの製造工程を示す図である。
【図５ｄ】 図５ｄはトップキャップウエハーの製造工程を示す図である。
【図５ｅ】 図５ｅはトップキャップウエハーの製造工程を示す図である。
【図５ｆ】 図５ｆはトップキャップウエハーの製造工程を示す図である。
【図６ａ】 図６ａは検出器ウエハー及びトップキャップウエハーを整合し、接着し密封す
る工程を示す図である。
る工程を示す図である。
【図６ｂ】 図６ｂは検出器ウエハー及びトップキャップウエハーを整合し、接着し密封す
る工程を示す図である。
る工程を示す図である。
【図６ｃ】 図６ｃは検出器ウエハー及びトップキャップウエハーを整合し、接着し密封す
る工程を示す図である。
る工程を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヒガシ，ロバート イー． アメリカ合衆国 ミネソタ州 55331，シ ヨアーウツド，マナ ロード 20220 Ｆターム(参考） 4M112 AA01 BA10 CA03 CA04 CA06 DA03 DA04 DA05 DA18 EA03 EA06 EA07 EA11 FA20
Claims (30)
- 【請求項１】 くぼみ部を有する第１のウエハーと、くぼみ部の外周部を越
え第１のウエハー上に配置される密封リングと、密封リングの外周部内にポート
を有し密封リング上に配置されくぼみ部からチャンバを形成する第２のウエハー
と、第２のウエハー上に蒸着された金属でなりポートを閉鎖しチャンバを密封す
る層とを備える密封されたチャンバを有するウエハー対。 - 【請求項２】 密封リングが半田から作られる請求項１記載のウエハー対。
- 【請求項３】 蒸着された金属で作られる層が半田で作られる請求項２記載
のウエハー対。 - 【請求項４】 チャンバには少なくとも一の装置が内蔵される請求項１記載
のウエハー対。 - 【請求項５】 少なくとも一の装置が熱電装置である請求項４記載のウエハ
ー対。 - 【請求項６】 少なくとも一装置がバロメータである請求項４記載のウエハ
ー対。 - 【請求項７】 複数のくぼみ部を有する第１のウエハーと、第１のウエハー
近傍の第２のウエハーと、複数のくぼみ部の各々の外周部で第１及び第２のウエ
ハー間に配置され第１及び第２のウエハーに付設される密封材料で作られるリン
グと、複数のポートを有する第２のウエハーと、第２のウエハー上に蒸着された
密封材料で作られ複数のポートを閉鎖して複数の気密密封された容積部を形成す
る層とを備え、複数のポートの少なくとも一が複数のくぼみ部の各くぼみ部の外
周部内にある、複数の気密密封された容積部を有したウエハー対。 - 【請求項８】 密封材料が金属である請求項７記載のウエハー対。
- 【請求項９】 ウエハー対が複数のチップに分割され、各チップが気密密封
された複数の容積部を持つスペーサを有する請求項８記載のウエハー対。 - 【請求項１０】 少なくとも一の気密密封された容積部が少なくとも一の装
置を内蔵する請求項９記載のウエハー対。 - 【請求項１１】 少なくとも一の装置が熱電検出器である請求項９記載のウ
エハー対。 - 【請求項１２】 少なくとも一の装置がボロメータである請求項９記載のウ
エハー対。 - 【請求項１３】 第１の側から第１のウエハーを貫通し第２の側へ延びるポ
ートを有した第１のシリコンウエハーと、第１の側にくぼみ部を有する第２のシ
リコンウエハーと、ポートを含む第１のウエハーの第１の側に形成される材料で
なる層とを備え、第２のウエハーの第１の側が第１のウエハーの第１の側と接着
され、くぼみ部は第１及び第２のウエハーの外気に対し密封されたチャンバを形
成する、密封されたチャンバを有したウエハー対。 - 【請求項１４】 第１のウエハーの第２の側に形成されチャンバ内に配置さ
れる検出器を備える請求項１３記載のウエハー対。 - 【請求項１５】 第２のウエハーが検出器と外気との間の窓である請求項１
４記載のウエハー対。 - 【請求項１６】 第１の側から第１のウエハーを貫通し第２の側へと延びる
複数のポートを有する第１のウエハーと、第１の側に複数のくぼみ部を有する第
２のウエハーとを備え、第２のウエハーの第１の側が第１のウエハーの第２の側
と接着され、複数のくぼみ部の各々の複数のポートのスペーサを有したチャンバ
を形成するウエハー対。 - 【請求項１７】 第１及び第２のウエハーが真空の外気内に配置され、各チ
ャンバ内の真空が複数のくぼみ部の各々により形成され、第１の側に形成される
材料層を備え、材料層は第１のウエハーの複数のポートを含み外気に対し各チャ
ンバを密封する請求項１６記載のウエハー対。 - 【請求項１８】 各チャンバ内に配置される少なくとも一の検出器を備え、
第２のウエハーが各チャンバナイン少なくとも一の検出器と第１の外気環境との
間の窓である請求項１７記載のウエハー対。 - 【請求項１９】 第１及び第２のウエハーがシリコンで作られる請求項１８
記載のウエハー対。 - 【請求項２０】 第１及び第２のウエハーが一以上の密封されたチャンバを
有する片に切断される請求項１９記載のウエハー対。 - 【請求項２１】 第１のシリコンウエハーと、第１のシリコンウエハーの第
１の側上に形成される複数のボロメータ装置と、第１のウエハーの第１及び第２
の側間で第１のシリコンウエハー内に形成される複数の排気ポートと、第２のウ
エハーの第１の側に形成される複数のくぼみ部及び複数の密封リングを有する第
２のシリコンウエハーと、第１のシリコンウエハーの第２の側の複数の排気ポー
ト上に蒸着される材料でなる層とを備え、第２のシリコンウエハーの第１の側は
密封リングを介し第１ののシリコンウエハーに対し接着され、複数の密封リング
と関連する複数のくぼみ部及び第１のシリコンウエハーの第１の側は複数のチャ
ンバを形成し、複数のチャンバの各々は複数のボロメータ装置の少なくとも一を
囲み、且つ複数の排気ポートの少なくとも一を囲むウエハー対。 - 【請求項２２】 複数のチャンバの各々が密封され０．５トルより小さな圧
力を有する請求項２１記載のウエハー対。 - 【請求項２３】 第１のウエハーがシリコンで作られる請求項２２記載のウ
エハー対。 - 【請求項２４】 検出器が密封リングの下部に延びる電気接続部を有する請
求項２３記載のウエハー対。 - 【請求項２５】 第１のシリコンウエハーと、第１のシリコンウエハーの第
１の側に形成される複数の装置と、第１のシリコンウエハーの第１及び第２の側
間で第１のシリコンウエハー内に形成される複数の排気ポートと、複数のくぼみ
部及び第２のシリコンウエハーの第１の側上に形成される複数の密封リングを有
する第２のシリコンウエハーと、第１のシリコンウエハーの第２の側の複数の排
気ポート上に蒸着される材料でなる層とを備え、第２のシリコンウエハーの第１
の側が密封リングを介し第１のシリコンウエハーの第１の側に対し接着され、複
数の密封リングと関連する複数のくぼみ部及び第１のシリコンウエハーの第１の
側は複数のチャンバを形成し、複数のチャンバの各々は複数の装置の少なくとも
一及び複数の排気ポートの少なくとも一を囲むウエハー対。 - 【請求項２６】 複数のチャンバの各々が密封される請求項２５記載のウエ
ハー対。 - 【請求項２７】 複数のチャンバの各々が０．５トルより低い圧力を有する
請求項２６記載のウエハー対。 - 【請求項２８】 複数の装置が熱電検出器である請求項２６記載のウエハー
対。 - 【請求項２９】 複数の装置がボロメータである請求項２６記載のウエハー
対。 - 【請求項３０】 複数の装置がエミッタである請求項２６記載のウエハー対
。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/052,630 | 1998-03-31 | ||
| US09/052,630 US6359333B1 (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Wafer-pair having deposited layer sealed chambers |
| PCT/US1999/006790 WO1999050905A1 (en) | 1998-03-31 | 1999-03-29 | Wafer-pair having deposited layer sealed chambers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002510863A true JP2002510863A (ja) | 2002-04-09 |
| JP4562285B2 JP4562285B2 (ja) | 2010-10-13 |
Family
ID=21978864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000541734A Expired - Fee Related JP4562285B2 (ja) | 1998-03-31 | 1999-03-29 | 蒸着層で密封されたチャンバを有するウエハー対 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6359333B1 (ja) |
| EP (1) | EP1068638B1 (ja) |
| JP (1) | JP4562285B2 (ja) |
| CA (1) | CA2326455C (ja) |
| WO (1) | WO1999050905A1 (ja) |
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