JP6128566B2 - 材料層を互いに接合する方法および生じるデバイス - Google Patents
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Description
102、302 前面ガラス材料層
104A、104B 介在ガラス材料層
106 アパーチャ
108A、108B 接合材
210 半導体層
214A、214B ダイパッド
304 介在ガラス材料層
306A、306B、306C アパーチャ
308A、308B、308C、308D 接合材原料
310 半導体ウエハ
400 スクリーン
404、504 セル
404A、404D、404E スクリーン開口部
504A 接合材の連続した長方形外周
504D、504E タイバー
Claims (9)
- 方法において、
第1ガラス材料層および第2ガラス材料層のうちの一方または両方の、第1表面に、接合材原料を配置するステップであって、(i)前記配置が、前記第1ガラス材料層および/または前記第2ガラス材料層に前記接合材原料のパターンを生成する、スクリーンプリントを用いて実行され、さらに(ii)前記接合材原料が、ガラスフリット材料と、セラミックフリット材料と、ガラスセラミックフリット材料と、金属ペーストとのうちの、1つから形成されたものであるステップ、
前記パターンが配置された前記第1ガラス材料層および/または前記第2ガラス材料層を、存在し得る有機材料を焼き尽くすのに十分な温度まで加熱するステップ、
前記接合材原料が溶融しかつ前記第1ガラス材料層および/または前記第2ガラス材料層に対して滑らかな状態になるように、前記第1ガラス材料層および/または前記第2ガラス材料層を、前記接合材原料の溶融温度を超えてさらに加熱するステップ、
前記第1ガラス材料層および前記第2ガラス材料層を一緒に押し付けるステップであって、このとき(i)1以上の前記パターンの接合材が、前記第1ガラス材料層および前記第2ガラス材料層の間に配置されるようにし、また(ii)前記第1ガラス材料層および前記第2ガラス材料層に、溶融した前記接合材の夫々の前記パターンが配置されるときには、溶融した前記接合材の夫々の前記パターンを、該押し付けるステップの前に互いに位置合わせして並べる、ステップ、および、
押し付ける動作を維持しながら、前記第1ガラス材料層および前記第2ガラス材料層をさらに加熱して前記接合材を再溶融させ、前記第1ガラス材料層および前記第2ガラス材料層を一緒に接合するステップ、
を含み、
前記パターンが、前記接合材原料の連続した長方形外周によって夫々が特徴付けられるセルの、X−Y方向アレイを含み、
X方向に隣接する前記セルが前記接合材原料の少なくとも1つの線(タイバー)によって分離されていることを特徴とする方法。 - 前記接合材原料の前記パターンが、約10μm以下の厚さ均一性を有する、
接合された前記第1ガラス材料層および前記第2ガラス材料層の得られた平坦度が、(i)1mm当たり約0.75μm以下、および(ii)1mm当たり約0.4μm以下、のうちの1つである、および、
前記第1ガラス材料層および前記第2ガラス材料層の間の前記接合が密封である、
のうちの少なくとも1つであることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 前記第2ガラス材料層が、該第2ガラス材料層を貫通するアパーチャのアレイを含み、
(i)前記第1ガラス材料層および前記第2ガラス材料層が一緒に押し付けられるとき、および(ii)前記接合材原料がスクリーンプリントを用いて前記第2ガラス材料層に配置されるとき、のうちの少なくとも1つで、前記セル夫々の前記接合材原料の前記連続した長方形外周が、前記第2ガラス材料層の前記アパーチャの夫々の1つと位置合わせされ、
前記パターンが、各隣接する前記セル間に、2つの平行な前記接合材原料のタイバーを含み、さらに、
前記パターンが、Y方向に隣接する前記セル間には、前記接合材原料のタイバーを1つも含んでいないことを特徴とする請求項1記載の方法。 - 前記第2ガラス材料層の前記第1表面とは反対側の第2表面を、半導体ダイのアレイを含む半導体ウエハに、前記第2ガラス材料層の前記アパーチャの夫々が前記半導体ダイの夫々の1つの上に位置合わせされるようにして接合させることによって、ウエハレベル構造を生成するステップ、および、
前記ウエハレベル構造を複数のダイにダイシングするステップであって、該ダイの夫々が、前記半導体ダイの夫々の1つと、介在層を形成する、前記第2ガラス材料層の夫々の一部と該第2ガラス材料層を貫通する夫々の前記アパーチャと、さらに前記第2ガラス材料層の前記アパーチャを覆うカバーガラスを形成する、前記第1ガラス材料層の夫々の一部とを有する、層状構造を含む、ステップ、
をさらに含むことを特徴とする請求項3記載の方法。 - 前記ダイシングするステップが、
(a)前記第1ガラス材料層を通るが前記第2ガラス材料層または前記半導体ウエハを通らずに、前記タイバー夫々と隣接する前記接合材の長方形外周の一部との間の線に沿って、タイバーを1つも切断することのないようにソー切断するステップ、
(b)ステップ(a)の後に、前記第1ガラス材料層を通るが前記第2ガラス材料層または前記半導体ウエハを通らずに、隣接する前記タイバーの対夫々の間の線に沿って、該タイバーを1つもソー切断することなくソー切断するステップ、および、
前記第2ガラス材料層を通りかつ前記半導体ウエハを通って切断することによって、各ダイを単体化するステップ、
を含むことを特徴とする請求項4記載の方法。 - 装置であって、
第1ガラス材料層と、さらに、
前記第1ガラス材料層に接合材を介して接合された第2ガラス材料層と、
を備え、前記接合材が、溶融しかつ硬化された、ガラスフリット材料、セラミックフリット材料、ガラスセラミックフリット材料、および金属ペースト、のうちの1つから形成されたものであり、
前記第2ガラス材料層が、該第2ガラス材料層を貫通するアパーチャのアレイを含み、
前記接合材が、前記第2ガラス材料層の前記アパーチャの夫々の周りに連続した外周を形成する、パターン化されたものであり、
前記接合材の前記パターンと前記アパーチャの夫々とがセルのX−Y方向アレイを形成し、該セルの夫々が、前記接合材の連続した外周の夫々の1つに包囲された、前記アパーチャの1つを含み、
X方向に隣接する前記セルが、該セル間に、少なくとも1つの前記接合材の線(タイバー)を含むことを特徴とする装置。 - 接合された前記第1ガラス材料層および前記第2ガラス材料層の平坦度が、(i)1mm当たり約0.75μm以下、および(ii)1mm当たり約0.4μm以下、のうちの1つである、および、
前記第1ガラス材料層および前記第2ガラス材料層の間の前記接合が密封である、
のうちの少なくとも1つであることを特徴とする請求項6記載の装置。 - X方向に隣接する前記セルが、該セル間に、少なくとも2つの前記接合材の平行な線(タイバー)を含み、
Y方向に隣接する前記セルが、該セル間に、前記接合材の線(タイバー)を1つも含んでいないことを特徴とする請求項6または7記載の装置。 - 前記アパーチャの夫々の1つと位置合わせされて夫々が配置された、複数のMEMS構造をさらに備えていることを特徴とする請求項6から8いずれか1項記載の装置。
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