JP2015529394A - ウエハーレベルパッケージングされる赤外線フォーカルプレーンアレイの反射防止コーティングされるキャップウエハーにおける応力緩和方法 - Google Patents

Abstract

キャップウエハーの反射防止コーティングによって誘起されるウエハー反りを低減する方法が提供される。当該方法は、キャップウエハーの凹部領域の反対側に位置付けられる少なくとも１つの開口を有するシャドーマスクを利用し得る。当該方法は更に、該シャドーマスクを介してキャップウエハーの平面側の上に少なくとも一層の反射防止コーティング材料を堆積して、該平面側の上に不連続なコーティングを配設することを含み得る。

Description

態様及び実施形態は、概して、ウエハー反りを低減する方法に関し、より具体的には、キャップウエハーの反射防止コーティングによって誘起されるウエハー反りを低減することに関する。

微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、微細加工技術を用いて作製される小型化された機械的及び電気機械的な素子として一般的に記述され得るテクノロジーである。ＭＥＭＳデバイスの限界物理寸法は、１マイクロメートル（μｍ）の遥か下から数ミリメートルまで様々であり得る。同様に、ＭＥＭＳデバイスの種類は、如何なる可動要素も有しない比較的単純な構造から、集積されたマイクロエレクトロニクス回路の制御下にある複数の可動要素を有する極めて複雑な電気機械システムまで様々であり得る。ＭＥＭＳデバイスの非限定的な例は、例えばシングルバンド（単一周波数帯）若しくはマルチバンド（多周波数帯）の検出器フォーカルプレーンアレイ（焦点面アレイ；ＦＰＡ）、又はマイクロボロメータなどの、センサ及び光デバイスを含む。ＦＰＡデバイスは、シングルバンド又はマルチバンドの集積ＦＰＡ（例えば、シングルバンド可視ＦＰＡデバイス、又は近赤外（ＩＲ）スペクトル及び可視スペクトルの双方の放射線を検出することが可能な集積デュアルバンドＦＰＡデバイス）を含み得る。

マイクロボロメータは、ＦＰＡにて使用されることができるＭＥＭＳデバイスの一例である。マイクロボロメータは、温度に依存する電気抵抗を有する材料を加熱することによって入射電磁放射線の電力を測定するデバイスである。得られる温度上昇は、吸収される放射線のエネルギーと相関があり、ボロメータのサーミスタ材料の電気抵抗の変化によって測定される。この測定は、熱電法、焦電法又は抵抗法を含む多数の温度センシング技術のうちの何れかの技術によって為されてもよい。用語“非冷却赤外線ボロメータ”は通常、抵抗の変化によって温度上昇が測定される抵抗式のマイクロボロメータを意味する。これらの種類のマイクロボロメータは、民生及び軍事のＩＲ撮像用途で使用され得る。

マイクロボロメータは、集積回路製造技術を用いて製造されることが多い。基本的な構造は、それぞれの画素に対応する複数の検出器素子を有するＦＰＡを含んだ基板を含んでいる。この基板は、検出器素子に電気的に結合された、一般的に読み出し（リードアウト）集積回路（ＲＯＩＣ）として知られる集積回路を収容する。製造後、マイクロボロメータは一般的に、当該デバイスに隔離環境を提供するよう、真空パッケージ内に配置される。気体の存在は性能を妨げ得るので、真空パッケージによって、センシングデバイスに最適な環境が提供される。それに代えて、ボロメータは、１つ以上の気体を有する特定の雰囲気内にパッケージングされることもある。

１つ以上の実施形態によれば、キャップウエハー上の反射防止コーティングによって誘起されるウエハー反りを低減する方法が提供される。

当該方法は、平面側と、反対側のキャビティ側とを有する前記キャップウエハーを用意し、該キャビティ側は、少なくとも１つの凹部領域と、該少なくとも１つの凹部領域の何れかの側の分離領域とを含み、前記キャップウエハーの前記平面側の上に、少なくとも１つの開口を有する第１のシャドーマスクを位置付け、前記少なくとも１つの開口が前記少なくとも１つの凹部領域の反対側に位置するように、前記第１のシャドーマスクをアライメントし、且つ前記第１のシャドーマスクを介して、前記キャップウエハーの前記平面側の上に、少なくとも一層の反射防止コーティング材料を堆積して、前記平面側の上に不連続なコーティングを配設することを有する。

更なる一態様において、前記不連続なコーティングは、前記反射防止コーティングによって誘起されるウエハー反りが直径８インチのキャップウエハーで３０ミクロン未満であるように、寸法決めされて構成される。一部の態様において、前記ウエハー反りは２０ミクロン未満である。

少なくとも１つの態様において、前記第１のシャドーマスクの前記少なくとも１つの開口は、前記キャップウエハーの前記少なくとも１つの凹部領域のかなり外側まで延在する寸法にされる。更なる一態様において、前記少なくとも１つの凹部領域は、対応するデバイスウエハー上の少なくとも１つの微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスの位置に対応する。

特定の態様において、前記不連続なコーティングは前記キャップウエハーのソーストリートに対応する。他の一態様において、当該方法は更に、前記キャップウエハーの前記キャビティ側の上に、少なくとも１つの開口を有する第２のシャドーマスクを位置付け、且つ該少なくとも１つの開口が前記少なくとも１つの凹部領域の上に位置するように、前記第２のシャドーマスクをアライメントすることを有する。更なる一態様において、当該方法は更に、前記第２のシャドーマスクの前記少なくとも１つの開口を介して、前記キャップウエハーの前記キャビティ側の上に、少なくとも一層の反射防止コーティング材料を堆積して、前記キャビティ側の上に不連続なコーティングを配設することを有する。様々な態様において、前記平面側の上の前記不連続なコーティングは、前記反射防止コーティングによって誘起されるウエハー反りが直径８インチのキャップウエハーで３０ミクロン未満であるように、寸法決めされて構成される。一部の態様において、前記平面側の上の前記不連続なコーティングは、前記反射防止コーティングによって誘起されるウエハー反りが、前記キャビティ側の前記反射防止コーティングによって誘起されるウエハー反りと均衡するように、寸法決めされて構成される。更なる一態様において、当該方法は更に、少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスが上に形成されたデバイスウエハーを用意することを有する。

更なる一態様によれば、当該方法は更に、前記キャップウエハーの前記キャビティ側が前記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスと面するように、前記キャップウエハーを前記デバイスウエハーの上に位置付け、前記少なくとも１つの凹部領域が前記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスの上に位置するように、前記キャップウエハーを前記デバイスウエハーにアライメントし、且つ前記キャップウエハーを前記デバイスウエハーに接合して接合構造を作り出すことを有する。

少なくとも１つの態様において、当該方法は更に、前記キャップウエハーの前記平面側の上の前記不連続なコーティングによって設けられる検査領域を通して、前記接合構造を検査することを有する。特定の態様において、前記検査は、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）を用いて実行される。

これら例示の態様及び実施形態の更なる他の態様、実施形態及び利点が、詳細に後述される。ここに開示される実施形態は、ここに開示される原理のうちの少なくとも１つに矛盾しない手法で、他の実施形態と組み合わされ得るものであり、“或る実施形態”、“一部の実施形態”、“他の実施形態”、“様々な実施形態”、“一実施形態”、又はこれらに類するものへの言及は、必ずしも相互に排他的なものではなく、記載される特定の特徴、構造、又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれ得ることを指し示すことを意図したものである。本明細書中にこのような用語が複数現れることは、必ずしも全てが同じ実施形態について言及するものではない。

以下、少なくとも１つの実施形態の様々な態様を、添付の図面を参照して説明する。図面は、縮尺通りに描くことを意図していない。図面は、様々な態様及び実施形態の例示及び更なる理解を提供するために含められたものであり、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成するが、本発明の限定を規定するものとしては意図していない。図面において、同じあるいは略同じ各構成要素は、様々な図において、似通った参照符号で表している。明瞭さの目的で、全ての構成要素に全ての図で参照符号を付すことはしないことがある。図面は以下の図を含む。
本発明の態様に従ったデバイスウエハーの一部に接合されるキャップウエハーの一部の側断面図を例示する図である。 本発明の態様に従った構成における未コーティングのキャップウエハーの側断面図である。 伝統的な方法を用いてコーティングされたキャップウエハーの側断面図である。 本発明の態様に従った方法を用いてコーティングされたキャップウエハーの側断面図である。 一部の実施形態に従ったウエハー反りを低減する方法のフローチャートである。 本発明の態様に従ったキャップウエハーの一例を例示する図である。 本発明の態様に従ったデバイスウエハーの一部に接合されるキャップウエハーの一部の側断面図を例示する図である。

態様及び実施形態は、反射防止コーティングによって誘起されるウエハー反りを低減する方法を提供することに向けられる。特に、態様及び実施形態は、キャップウエハーにおけるウエハー反りを低減することに向けられる。

上述のように、マイクロボロメータを含め、ＭＥＭＳデバイスはしばしば、当該デバイスに隔離環境を提供するよう、真空パッケージ内に配置される。例えば、キャップウエハーがＲＯＩＣデバイスウエハーに接合されて、センサデバイス（例えば、１つ以上のマイクロボロメータ）を包囲することで、センサデバイスを取り囲む保護され且つ封止された環境を提供し得る。キャップウエハーの製造は、反射防止（ＡＲ）コーティングでキャップウエハーの表面を覆うことを含み得る。特定の用途において、ＡＲコーティングは、キャップウエハーの両面に含められ得る。更に後述するように、ＡＲコーティングはウエハーの両面で異なる寸法にされることがあり、それがキャップウエハーに内部応力を誘起し得る。内部応力はキャップウエハーを屈曲あるいは湾曲させるが、これは処理上の複数の懸念につながる。従って、態様及び実施形態は、更に詳細に後述するように、ＡＲコーティングを選択的に塗布することによって、キャップウエハーの反りを低減あるいは排除することに向けられる。センサ素子を有した、完全にパッケージングされたＭＥＭＳデバイスを図１に例示する。ここで使用されるとき、用語“微小電気機械システム”及び“ＭＥＭＳ”は、相互に交換可能に使用されるとともに、多様なＭＥＭＳデバイスのうちの何れのデバイスをも意味し得る。以下の説明において、用語“ＭＥＭＳデバイス”は、電気機械デバイスを意味する総括的な用語として使用され、別段の具体的な断りのない限り、何らかの特定のスケールの電気機械デバイスを意味することを意図するものではない。少なくとも１つの実施形態において、ＭＥＭＳデバイスは非冷却赤外線マイクロボロメータＦＰＡである。

図１を参照するに、ＲＯＩＣウエハー１２０上に形成された画素アレイ１１０を含んだ例えばＦＰＡなどのＭＥＭＳデバイスの一例が示されている。性能に関する目的で、デバイスは、信頼性ある気密封止及び一体化された赤外線（ＩＲ）窓（ウィンドウ）構造１３０を含む真空内にパッケージングされる必要があり得る。窓１３０は、赤外線放射に対して透過性であるキャップウエハー１４０の少なくとも一部を含み得る。ＭＥＭＳベースのマイクロボロメータでは、このパッケージングはウエハーレベルで実行され得る。そのようなデバイスの製造プロセスの一例において、センサ素子の覆いとなるキャップウエハー１４０は半導体ウエハーから形成される。ＲＯＩＣウエハー１２０へのキャップウエハー１４０の固定は、ＲＯＩＣウエハー１２０上にセンサ素子（例えば、画素アレイ１１０）が形成された後に実行され得る。キャップがウエハーに固定された後に、個々のデバイスを作り出すよう、ダイシングプロセスが実行され得る。図１は、そのような個々のデバイスの一例を示している。

図１に示すように、キャップウエハー１４０は、反射防止（ＡＲ）コーティング１５０で被覆され得る。窓領域は、キャップウエハー１４０内にエッチングされた凹部（リセス）１６０から形成されるとともに、キャップウエハー１４０のうちのＡＲコーティング１５０で覆われた領域と一致している。キャップウエハー１４０の凹部領域１６０は、画素アレイ１１０を覆うように位置付けられるとともに、包囲された封止環境を作り出すよう、例えばはんだボンド１７０を用いて、ＲＯＩＣウエハー１２０に接合されている。

ここで使用されるとき、用語“蓋ウエハー”及び“キャップウエハー”は、相互に交換可能に使用されるとともに、例えばＭＥＭＳデバイスなどの１つ以上のデバイスを有するデバイスウエハーとともに使用されるのに好適な、少なくとも１つの凹部を有するウエハーを意味する。ここで使用されるとき、用語“凹部”は、実際にはウエハーを貫いて延在していないウエハー材料内の孔（キャビティ）として記述されることが可能な構造を意味する。一部の例において、キャップウエハー１４０は、画素アレイ１１０を覆う凹部１６０内に気密封止された環境を形成するように、デバイスウエハー１２０に取り付けられる。凹部領域１６０は、光透過材料の１つ以上の層を含み得る。そのような一構成において、キャップウエハー１４０は、画素アレイ１１０の上方に光透過窓１３０を提供する。

光透過窓１３０は、電磁スペクトルの１つ以上の波長のエネルギーが当該窓を通過することを可能にする光透過材料から構築され、あるいはそれでコーティングされ得る。例えば、その材料は、可視スペクトル、ＩＲスペクトル、又はこれら双方で光を透過する。可視スペクトル及びＩＲスペクトルの双方で光を透過する非シリコンベースの材料の例は、以下に限られないが、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、サファイア材料などを含む。このような材料は、ＩＲスペクトル放射及び可視スペクトル放射の双方を検出することが可能なマルチバンド集積ＦＰＡデバイスをパッケージングあるいは真空パッケージングするキャップウエハー材料として、開示のシステム及び方法の実施に際して使用され得る。

上述のように、キャップウエハー１４０の少なくとも一部は、ＡＲコーティング１５０によってコーティングされ得る。ＡＲコーティングは、当該コーティング内の干渉効果が、当該ＡＲコーティングの頂面から反射された波を、下地の半導体表面から反射された波と位相不一致にさせる、ように選定された厚さを有する誘電体材料の薄層を含み得る。位相がずれたこれらの反射波は、互いに相殺的に干渉し、実質的にゼロのネット（正味）反射エネルギーをもたらす。ＡＲコーティング１５０は、ここに開示される方法及びシステムに記載される反射防止機能を実行する目的に適した如何なる材料ともし得る。例えば、ＡＲコーティングはゲルマニウム又はＺｎＳを有し得る。特定の実施形態において、ＡＲコーティング１５０は、ＩＲ透過材料とし得る。ＡＲコーティング１５０の厚さは、具体的な用途で所望される波長及び帯域に依存し得る。例えば、ＡＲコーティング１５０の厚さは、誘電体材料内での波長が、入射波の波長の１／４であるように選定され得る。用途に応じて、ＡＲコーティング１５０の厚さは、数百オングストロームから数千オングストロームまでの範囲となり得る。特定の実施形態において、ＡＲコーティングは、複数の別個の層として堆積されてもよく、各層を厚さにおいて数百オングストロームから数千オングストロームまでの範囲とし得る。

図２Ａは、平面側２１０と、反対側のキャビティ側２２０とを有する未コーティングのキャップウエハー１４０の一例を示している。図２に示すように、キャビティ側２２０は、１つ以上の凹部１６０を含んでいる。多くの用途において、キャビティ側２２０の凹部１６０とキャップウエハー１４０の平面側２１０とを、ＡＲ材料からなる薄膜を含む１つ以上の薄膜でコーティングすることが望ましい。薄膜内の応力は、熱膨張の差（熱応力）、又は堆積された膜の微細構造（固有応力）から生じ得る。ここで使用されるとき、薄膜を参照して使用されるときの用語“内部応力”は、熱応力、固有応力、引張応力、及び圧縮応力のうちの何れかの応力をも意味し得る。熱応力は、膜の堆積が通常は室温より高くで行われるために発生し得る。堆積温度から室温へと冷却されると、基板と膜との熱膨張係数の差が熱応力を引き起こす。固有応力は、原子が基板上に堆積されるときに膜内に作り出される微細構造に起因する。引張応力は、ボイドを横切っての原子の引力相互作用による薄膜内の微小空洞（マイクロボイド）に起因する。膜がフィットするように“伸張”されているため、膜は、基板よりも、“小さく”なることを欲する。圧縮応力は、堆積中に膜に重イオン又はエネルギー粒子が突き当たるときに生じる。その衝撃は、ハンマーで膜を叩くようなものであり、いっそう密に原子を詰め込むことになる。膜がフィットするように“圧縮”されているため、膜は、基板よりも、“大きく”なることを欲する。

図２Ｂは、伝統的なコーティング方法を用いて例えばＡＲコーティング１５０などの薄膜で、キャビティ側及び平面側をコーティングされたキャップウエハー１４０の一例を示している。図２Ｂに示すように、平面側は、連続したＡＲ材料のコーティング１５０ａを含んでおり、キャビティ側は、凹部１６０の中にのみ材料のコーティングを含んでいる。この構成は、ＡＲコーティング内に内部応力が不均衡になることをもたらし、図２Ｂに示すように、この不均衡がウエハーを屈曲させる。

特定の例において、ＡＲコーティング１５０の内部応力は、約６０ミクロンから１００ミクロン超までの反りを誘起し得る。反りは、複数の処理工程を妨げ得る。例えば、反りは、キャビティ側のＡＲコーティングの不均一な研磨除去（研磨除去プロセスが使用される場合）を生じさせ、キャップウエハーとデバイスウエハーとの間の適切なアライメントを妨げ、ヒータチャック又はその他の関連構造との完全な熱接触を阻止し、また、ウエハーレベルでの接合プロセスを妨げ得る。

少なくとも１つの実施形態によれば、ＡＲコーティングによって誘起されるウエハー反りの問題は、図２Ｃに示すように、キャップウエハーの平面側２１０に不連続なＡＲコーティングを設けることによって解決され得る。図示した例において、平面側２１０のコーティング２３０は不連続、すなわち、分割（セグメント化）されている。キャップウエハー１４０のキャビティ側２２０では、凹部１６０内にコーティング２４０が配設されている。キャップウエハー１４０のキャビティ側２２０は、コーティングされていない分離領域２７０によって互いに分離された凹部領域１６０を含んでいる。平面側２１０でのコーティング２３０の分割は、コーティングの内部応力を軽減し、そしてひいては、ウエハー反りを低減あるいは排除する。不連続コーティング２３０は、例えば、コーティング材料の１つ以上の層によって画成される領域が、コーティング材料によって覆われない領域によって互いに分離された、パターンを形成し得る。一実施形態において、不連続なコーティング２３０のパターンは、キャップウエハーの双方の側のコーティングの部分が互いに覆い合うように、キャップウエハー１４０のキャビティ側２２０の凹部についてのパターンに対応する。図２Ｃはこれを例示している。上述のように、コーティング２３０及び２４０の少なくとも一方はＡＲコーティングとし得る。図２Ｃは、キャップウエハー１４０の双方の側にコーティング２３０及び２４０を示しているが、理解されるべきことには、他の実施形態において、不連続なコーティング２３０は、キャビティ側２２０のコーティングなしに、キャップウエハーの平面側２１０に形成されてもよい。

少なくとも１つの実施形態において、キャップウエハー１４０のウエハー反りを低減する方法は、シャドーマスクを用いて不連続なコーティング２３０を堆積することを含む。図３を参照するに、少なくとも１つの実施形態において、この方法は、キャップウエハーの平面側の上にシャドーマスクを位置付けることを有する（ステップ３１０）。シャドーマスクは、少なくとも１つの開口を有することができ、該少なくとも１つの開口がキャップウエハー１４０のキャビティ側２２０の少なくとも１つの凹部領域の反対側に位置するようにアライメントされ得る。この方法は更に、シャドーマスクを介してキャップウエハー１４０の平面側２１０上に少なくとも一層のコーティング材料を堆積することを有し得る（ステップ３２０）。上述のように、特定の例において、コーティング材料はＡＲコーティング材料である。シャドーマスクを介したこの堆積は、図２Ｃに示されるように、キャップウエハー１４０の平面側２１０に不連続なコーティング２３０を作り出す。不連続なコーティング２３０の結果として、キャップウエハーの平面側２１０は、露出領域２６０（コーティング材料によって覆われる）と、コーティング材料が堆積されないマスク領域２５０とを含む。上述のように、特定の実施形態において、平面側２１０の露出領域２６０は、キャビティ側２２０の凹部領域１６０に対応し、あるいは少なくとも部分的に凹部領域１６０と揃えられる。従って、平面側２１０のマスク領域２５０は、少なくとも部分的にキャビティ側２２０の分離領域２７０と揃えられ得る。

ここで使用されるとき、用語“シャドーマスク”は、１つ以上の基板の所望の特定領域への暴露を可能にする所定パターンの１つ以上の穴を有する平面材料を意味する。特定の実施形態において、シャドーマスクは、複数の穴又は開口部を有する薄い金属板とし得る。複数の穴は、如何なる形状又はサイズともし得る。例えば、穴は、各辺が約１ｃｍの長さの正方形の形状とし得る。正方形の穴同士の間の間隔は、約１ｍｍから約５ｍｍとし得る。シャドーマスクを構築するのに使用される材料は、ここに開示される方法に記載されるマスク機能を実行する目的に適した如何なる材料ともし得る。例えば、シャドーマスクは、ステンレス鋼から、あるいは例えばコバール（ペンシルベニア州ワイオミッシングにあるカーペンターテクノロジー社の登録商標）などの、ステンレス鋼のファミリーのうちのその他の材料から構築され得る。特定の実施形態において、シャドーマスクは、格子状のワイヤから構築されてもよい。シャドーマスクは、約０．１ｍｍから約１．０ｍｍの厚さとし得る。シャドーマスクは、基板の表面に接して置かれ、あるいは、基板の表面から所定の距離に支持して位置付けられ得る。

少なくとも１つの実施形態によれば、シャドーマスクの開口は、キャップウエハー１４０の凹部領域１６０のかなり外側まで延在する寸法にされ得る。従って、不連続なコーティング２３０によって覆われることになるキャップウエハーの平面側２１０の露出領域２６０は、図２Ｃに示されるように、分離領域２７０と少なくとも部分的に重なり合う。斯くして、不連続なコーティング２３０に対応する露出領域２６０は、キャップウエハー１４０の平面側２１０の全域にわたって、コーティング２３０の“間隙”２８０に対応するマスク領域２５０によって互いに離隔された繰り返しパターンを形成する。一実施形態によれば、間隙２８０は、ウエハーのソーストリート（切断路）（ウエハーは、これに沿って、例えば図１に示したもののような個々のデバイスを生み出すように切断あるいは“ダイシング”され得る）に対応し得る。

図４を参照するに、個別の正方形によって表された複数のデバイス４００を含むウエハー４０の一例が示されている。複数のデバイス４００は、ウエハー４０の表面の全域にわたる繰り返しパターンを形成することができ、ソーストリート４０１によって互いに離隔され得る。ダイシングプロセスにおいて、ソーストリート４０１は、ウエハーが個々のデバイスへと切断される箇所を規定する。典型的に、ソーストリート４０１は、デバイス４００を損傷することなくウエハー４０の安全な切断を可能にするのに十分に幅にされる。ウエハー４０が上述のキャップウエハー１４０である例において、個々のデバイスは凹部１６０に対応し得る。上述のように、ソーストリートは、少なくとも部分的に、キャップウエハーの不連続なコーティング２３０の間隙２８０及び分離領域２７０に対応し得る。

少なくとも１つの実施形態において、少なくとも１つの凹部領域に対応する不連続なコーティングは、コーティングによって誘起されるウエハー反りが、直径８インチのキャップウエハーで３０ミクロン未満であるように、寸法決めされて構成される。更なる一実施形態によれば、ウエハー反りは２０ミクロン未満とし得る。

再び図３を参照するに、特定の実施形態において、この方法は更に、やはり図２Ｃに示して上述したように、キャップウエハー１４０のキャビティ側２２０の凹部領域内に例えばＡＲコーティングなどのコーティング材料を堆積するステップ３３０を有し得る。一部の例において、堆積ステップ３３０も、シャドーマスクを用いて遂行されることができ、このシャドーマスクは、凹部１６０に揃えられた開口を有し、キャビティ側２２０の上に位置付けられる。これは、この図のステップ３２５に例示されている。他の例において、堆積ステップ３３０は、シャドーマスクを用いずに行われてもよい。キャビティ側のコーティングされた表面が、その後、ＡＲ材料が凹部領域１６０内のみに存在するように研磨除去（ここでは、ポリッシュオフと称する）され得る。特定の実施形態において、キャップウエハー１４０の平面側２１０の不連続なコーティング２３０は、コーティングによって誘起されそうなウエハー反りが、キャビティ側２２０のコーティング２４０によって誘起されそうなウエハー反りによって反作用されるように、寸法決めされて構成される。結果として、誘起される全体の正味のウエハー反りが実質的にゼロになることもある。

この開示の恩恵を受けた当業者によって理解されるように、上述の方法は、最初にキャップウエハー１４０の平面側２１０が不連続なコーティング２３０でコーティングされることを示しているが、他の実施形態においては、平面側２１０に不連続なコーティング２３０が塗布される前にキャビティ側２２０にコーティング２４０が塗布され得る。これらに代えて、キャップウエハー１４０のキャビティ側２２０及び平面側２１０の双方が同時にコーティングされてもよい。

特定の態様において、この方法は更に、デバイスウエハーを用意することを有し得る（ステップ３４０）。様々な態様において、この方法は、少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスが上に形成されるデバイスウエハーを用意することを有し得る。ＭＥＭＳデバイスは、上述のように設けられ得る。キャップウエハーのキャビティ側が上記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスに面し、且つ凹部領域が上記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスの上に位置するように、キャップウエハーが、デバイスウエハーの上に位置付けられて、それとアライメントされ得る（ステップ３５０）。そして、キャップウエハーがデバイスウエハーに接合（ボンディング）されて、例えば図１に示した画素アレイ１１０などのデバイスを包囲する空洞（キャビティ）が実現され得る（ステップ３６０）。ボンディングは、ここに開示される方法の目的に適した、当業者によって認識される方法のうちの何れの方法によって実行されてもよい。

上述のように、図１は、例えばＦＰＡなどのＭＥＭＳデバイスが、ＲＯＩＣウエハー１２０上に形成され、且つＲＯＩＣウエハーの表面に接合されるキャップウエハー１４０でカバーされるものを例示している。図１に示して上述したように、一実施形態において、キャップウエハー１４０のキャビティ側の凹部領域１６０、及びキャップウエハーの平面側のシャドーマスク処理ステップからの露出領域は、各々、ＡＲコーティングを含んでいる。少なくとも１つの例において、キャップウエハーの平面側のＡＲコーティングの寸法は、キャップウエハーのキャビティ側の凹部領域、及びＲＯＩＣウエハー上のＭＥＭＳデバイスの画素アレイの何れにも一致する。

図５を参照するに、一部の実施形態において、キャップウエハー１４０をデバイスウエハー１２０に接合することは、接合構造５１０を作り出す。特定の実施形態において、接合構造５１０はボンドラインとし得る。少なくとも１つの実施形態によれば、キャップウエハー１４０の平面側の不連続なコーティング２３０によって提供される間隙２８０を通して、接合構造５１０が検査され得る。様々な実施形態において、接合構造５１０は光学的に検査され得る。光学検査はデジタルカメラによって行われてもよい。少なくとも１つの実施形態において、この検査は、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）を用いて実行され得る。他の一実施形態において、検査は、近赤外（ＮＩＲ）顕微鏡検査を用いて実行され得る。更なる実施形態において、接合構造５１０は、その場（インサイチュ）プロセスステップとして光学的に検査され得る。

少なくとも１つの実施形態の幾つかの態様を上述したが、理解されるように、当業者は様々な改変、変更及び改良に容易に想到し得るであろう。そのような改変、変更及び改良は、この開示の一部であって、本発明の範囲内にあることが意図される。理解されるように、ここに記載された方法及び装置の実施形態は適用において、以上の説明に記載され、あるいは添付の図面に示された、構造の細部及びコンポーネントの構成に限定されるものではない。これらの方法及び装置は、他の実施形態での実装が可能であり、様々なように実施あるいは実行されることができる。ここでは、限定の意図なく、単に例示の目的で、具体的な実装例を提示している。また、ここで使用されている表現及び用語は、説明のためのものであり、限定と見なされるべきではない。“含む”、“有する”、“持つ”、“含有する”、“伴う”、及びこれらの変形の、ここでの使用は、その後に列挙されるアイテム、それらに均等なもの、及び更なるアイテムを包含することを意図したものである。“又は”への言及は、“又は”を用いて記載される言い回しが、記載される用語群のうちの１つ、２つ以上、及び全て、の何れをも指し示し得るという両立的なものとして解釈され得る。従って、以上の説明及び図面は単なる例であり、本発明の範囲は、添付の請求項の適正解釈及びその均等範囲から決定されるべきである。

Claims (14)

1. キャップウエハー上の反射防止コーティングによって誘起されるウエハー反りを低減する方法であって、
   平面側と、反対側のキャビティ側とを有する前記キャップウエハーを用意し、該キャビティ側は、少なくとも１つの凹部領域と、該少なくとも１つの凹部領域の何れかの側の分離領域とを含み、
   前記キャップウエハーの前記平面側の上に、少なくとも１つの開口を有する第１のシャドーマスクを位置付け、
   前記少なくとも１つの開口が前記少なくとも１つの凹部領域の反対側に位置するように、前記第１のシャドーマスクをアライメントし、且つ
   前記第１のシャドーマスクを介して、前記キャップウエハーの前記平面側の上に、少なくとも一層の反射防止コーティング材料を堆積して、前記平面側の上に不連続なコーティングを配設する、
   ことを有する方法。
2. 前記不連続なコーティングは、前記反射防止コーティングによって誘起されるウエハー反りが直径８インチのキャップウエハーで３０ミクロン未満であるように、寸法決めされて構成される、請求項１に記載の方法。
3. 前記ウエハー反りは２０ミクロン未満である、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１のシャドーマスクの前記少なくとも１つの開口は、前記キャップウエハーの前記少なくとも１つの凹部領域の外側まで延在する寸法にされる、請求項１に記載の方法。
5. 前記少なくとも１つの凹部領域は、対応するデバイスウエハー上の少なくとも１つの微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスの位置に対応する、請求項４に記載の方法。
6. 前記不連続なコーティングは前記キャップウエハーのソーストリートに対応する、請求項１に記載の方法。
7. 前記キャップウエハーの前記キャビティ側の上に、少なくとも１つの開口を有する第２のシャドーマスクを位置付け、且つ該少なくとも１つの開口が前記少なくとも１つの凹部領域の上に位置するように、前記第２のシャドーマスクをアライメントする、ことを更に有する請求項１に記載の方法。
8. 前記第２のシャドーマスクの前記少なくとも１つの開口を介して、前記キャップウエハーの前記キャビティ側の上に、少なくとも一層の反射防止コーティング材料を堆積して、前記キャビティ側の上に不連続なコーティングを配設する、ことを更に有する請求項７に記載の方法。
9. 前記平面側の上の前記不連続なコーティングは、前記反射防止コーティングによって誘起されるウエハー反りが直径８インチのキャップウエハーで３０ミクロン未満であるように、寸法決めされて構成される、請求項８に記載の方法。
10. 前記平面側の上の前記不連続なコーティングは、前記反射防止コーティングによって誘起されるウエハー反りが、前記キャビティ側の前記反射防止コーティングによって誘起されるウエハー反りと均衡するように、寸法決めされて構成される、請求項８に記載の方法。
11. 少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスが上に形成されたデバイスウエハーを用意することを更に有する請求項１０に記載の方法。
12. 前記キャップウエハーの前記キャビティ側が前記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスと面するように、前記キャップウエハーを前記デバイスウエハーの上に位置付け、
    前記少なくとも１つの凹部領域が前記少なくとも１つのＭＥＭＳデバイスの上に位置するように、前記キャップウエハーを前記デバイスウエハーにアライメントし、且つ
    前記キャップウエハーを前記デバイスウエハーに接合して接合構造を作り出す、
    ことを更に有する請求項１１に記載の方法。
13. 前記キャップウエハーの前記平面側の上の前記不連続なコーティングによって設けられる検査領域を通して、前記接合構造を検査することを更に有する請求項１２に記載の方法。
14. 前記検査は、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）を用いて実行される、請求項１３に記載の方法。