TW200826722A - Large area integration of quartz resonators with electronics - Google Patents

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200826722 九、發明說明： c号务明戶斤屬^_才支<标冷員士或;j 關於聯邦資助研發之聲明 此說明書所揭露的主體物係由國防先進研究專案局 5 (Defense Advanced Research Projects Agency)頒布的政府令 號DAAB07-02-C-P613至少部份地支持，且接受特定的政府 權利及利益。 發明領域 本揭示係有關奈米共振器及石英共振器且特別是石英 10奈米共振器與電子器材之大尺度結合之方法。 發明背景 在一微機電系統(MEMS)製程中使用石英基材係可供 製造南品質（Q)因數及熱補償共振器。對於厚度剪模式共振 15器，基材的厚度決定共振器的共振頻率。石英基材愈薄， 共振頻率愈高。因此，藉由使基材厚度變動於一廣泛範圍， 共振頻率可於一廣泛範圍被調整。具有10微米或更小級數 的厚度之石英基材可導致大於100 MHz的共振頻率，其為 高頻率應用所想要的情形。 20 藉由在相同晶片上合併數個具有不同共振頻率之以石 英為基礎的共振器與一射頻(RF) MEMS開關，跳頻及過濾 重組會以微秒時間尺度發生。跳頻及過濾重組中，利用rF Μ E M S開關來啟動具有一等於所想要頻率的共振頻率之石 英共振器藉以選擇一頻帶中的所想要頻率。對於大部份射 5 200826722 頻跳頻及過濾重組應用之頻帶為2〇 MHz至3 GHz。因為電 容性基礎式濾器具有較大尺寸，該頻帶的低頻部分極難以 習知電容性基礎式濾、器來覆蓋。跳頻及過濾重組應用將獲 盈自經溫度補償、穩定、高(約為1〇,〇〇〇的量）、陣列之共 5振器及濾器。 然而’本用於振盪件或濾器之石英製造技術並未容許 石英共振裔與其他電子器材被結合在一晶片上。石英共振 為右無法與其他電子器材結合在一晶片上則由於需使用分 離的晶片外組件而成為裝置尺寸及成本的一項顯著歸責因 10 素。 已製作以矽為基礎的奈米共振器所組成之MEms裝置 藉以忒圖結合奈米共振器或微共振器與其他電子器材。奈 米共振器及微共振器係分別為具有奈米及微米（或micr〇n) 、及數的線性維度之共振器。這些以矽為基礎的奈米共振器 15已顯示出高達1 GHz的共振頻率，及位於1000至2000範圍中 之叩質因數。然而，以矽為基礎的奈米共振器之問題在於 其具有高電性阻抗及高溫度漂移。 已知一替代性解決方案係利用非MEMS石英共振器。 此等共振器通常由在約1〇 MHz至約250 MHz範圍中運作之 2〇男條個別共振器所組成。這些共振器係封裝成為離散的裝 置且女裝為對於其他1^電路之複合物。非MEMS石英共振 之問喊在於其不可結合、具有較高成本、較低頻率，且 其實體上尺寸較大。 以2004/0211052 A1公開的“以石英為基礎的奈米共振 6 200826722 器及其製造方法”的美國專利申过 、闼寻π曱明案唬11/426,931係與現今 申請案共同擁有且身為i一母宏m 八母案。杲國專利申請案號 2004/0211052的揭示以法律盥指 戍佯興規軏所容許之所有目的被 併於此說明書中以供參考。此申过 可此曱4案係針對一用以製造一 可與其他電子輯被結合於—基材上之石英共振器之方 法。其教導-用以在-用於經結合信號處理的高速基材上 製造及結合以石英輕礎的共振社方法，其·新賴結 合及#刻步驟之-組合來形成超薄之以石英為基礎的共振 器。在石英共振器中使石箪其 10 定夬基材溥化將可提供所想要的共 振頻率。此製程所製作的石箪丘挺 、 7夬共振态可達成超過1 GHz的頻 率。 / % “用⑽成美國專利申請公開__11G52所揭露的 石央共振為之衣私的第一實施例係以概括輪廓顯示於該專 利申明a開案的第1至13圖中。現在參照本說明書的圖式， 15第1至8圖U匕製私。第i圖所示的步驟係顯示起始材料的 提供，亦即單晶石英2及何‘雜柄，，)之晶圓或基材。石英 晶圓2具有一第一表面3及一第二表面5。 下個步驟顯示於第2圖中，其用以在雜柄晶 圓4中界 定及餘刻腔穴7。第3圖所示之第三步驟係利用已知的圖 2〇案化及金屬化方法將頂側電極1〇及互連接合金屬8沉積在 石央晶圓2上。因為第一表面3終將身為頂表面且電極10將 位於頂上’電極為一“頂側，，電極。 第4圖所不之第四步驟中，石英晶圓2被逆轉且隨後利 用一直接接合製程與矽握柄晶圓4合在一起。 7 200826722 第5圖所示之第五步驟係使用研磨及反應性離子蝕刻 來薄化及抛光至少部份的石英晶圓2成為適合所想要的共 振頻率之一經精密測量的厚度。將可瞭解第二表面5此時由 於石英晶圓2的薄化而較接近於第一表面3。接下來，如第6 5圖所示之第六步驟中，使用光微影術技術來圖案化及金屬 化石英晶圓中的導縫孔12。第7圖所示之第七步驟中，沉積 底側接合塾14及底側電極16。 接觸導縫12將從底側接合墊14至共振器的頂側電極提 供電性近接，底側接合墊14將接觸於用以支撐石英共振器 10之基材或寄主晶圓6上的探針墊。寄主晶圓6可含有高速RF 電子器材，故不需要冗長的接合導線且利於晶片上結合。 第8圖所示之第八步驟中，石英晶圓2被圖案化且蝕刻 成一經修改石英基材2a，故形成最後的共振器2〇。共振器 20仍附接至;ε夕握柄4。 15 美國專利申請公開案2004/0211052中所顯示但此申請 案中未圖示之一稍後步驟中，石英共振器稍後轉移且附接 至一約有相同直徑的基底基材。因為石英晶圓一般生長尺 寸最高達到四至五吋（10.2至12.7公分），一四吋石英晶圓接 合至一十二吋(3〇·5公分）CMOS (互補性金屬-氧化物-石夕）晶 20圓將未利用該CMOS晶圓上的所有電子組件。偏好將一十二 吋石英晶圓接合至一十二吋c Μ Ο S晶圓，但無法取得十二吋 石英晶圓。美國專利申請公開案2004/0211052的第10及11 圖顯示出探針墊對於基底基材之定形及添加，而該公開案 的第12圖顯示石英共振器對於基底基材上的探針墊之附 200826722 接。另一稍後步驟（顯示於美國專利申請公開案 2004/0211052的第13圖）中，矽握柄晶圓4自石英共振器2〇 移除。 弟一及弟一接合金屬8及14之目的係在於從探針墊接 5收一電信號，其可以一電場來偏壓或驅動共振器20。電信 號較佳為AC“號。當電信號被第一及第二電極及μ接收 時，一應力被置於經修改石英基材2a上。此應力藉由壓電 效應來刺激經修改石英基材2a的機械共振頻率，故造成經 修改石央基材2a以其共振頻率作振盪。此外，亦可能使用 10第一及第二電極1〇及16來感測經修改石英基材2&相對於一 指定平面（未圖示）之運動。一旦經修改石英基材2&以其共振 頻率作振盪，其可用來以一等於其共振頻率的頻率驅動其 他電性組件。 共振器20在第8圖中完全可運作並可測試。藉由燒|虫底 15電極16的一部分，可在與CMOS基材最後結合之前調整石英 共振器20的共振頻率。可以諸如經聚焦離子束打薄或雷射 燒钱等已知技術來進行此燒蝕。最後，晶圓被切分以最後 組裝至電子基材上。 美國專利公開案2004/0211052係討論石英裝置對於電 20子态材之直接晶圓至晶圓接合且只適用於具有約四对或更 小直徑之電子器材晶圓。因為對於大石英晶圓具有低需 求’無法取得大於約四至五吋直徑之晶性石英的晶圓。此 外，最後的CMOS晶圓上之石英共振器的封裝密度一般將未 提供石英晶圓的最佳使用且會導致浪費的石英。 9 200826722 目前用於Μ件或濾H之石英製造技料容許共振器 &相關聯電子H材被結合在晶片上。只可購得個別振盈件 以與用於無線應用的RF電路作複合結合。美國專利申請案 號2004/0211052描述一將石英裝置結合在電子基材上之製 5程，但只對於四至五忖直徑的晶圓如此。因為大部份高電 壓CMOS製造係在較大晶圓上騎，這限制了 CM〇s晶圓上 的大量生產。現今只有族III-V電+器材的化合物半導體處 理以四吋晶圓製造。精密的晶圓至晶圓接合只可以類似尺 寸的晶圓在現今的對準機中進行。此外，發明人尚未知曉 10用於結合石英裝置或預測試及篩選個別共振器以具有最佳 化良率之解決方案。 結果，希望具有一用於在一大範圍晶圓上結合以石英 為基礎的共振器與電子器材之新製程藉以解決上述問題。 C發明内容]1 15 發明概要 此處所揭i备及主張的方法係可供將諸如石英共振器等 以石英為基礎的裝置附接至任何尺寸的寄主電子器材晶 圓。可經由直接揀取與放置及倒裝晶片接合或握柄晶圓接 合來達成此作用。 20 此處所揭露及主張之用於將諸如石英共振器等以石英 為基礎的裝置結合至大範圍電子晶圓之方法係具有下列優 點： I一可經由直接揀取及放置及倒裝晶片接合或握柄晶 圓接合來容許諸如石英共振器等以石英為基礎的裝置與製 10 200826722 作在大範圍基材（直徑大於四吋）上的電子器材作晶片上結 合之製程； 2·從以石英為基礎的裝置晶圓來預測試及選擇已知的 良好晶粒且將類似效能的裝置倉置在一起之能力；及 5 3·將具有諸如頻率等不同特徵之以石英為基礎的裝置 結合至相同電子晶圓上之能力。這對於頻率選擇應用為有 用。 4·藉由最佳化石英基材上之石英共振器的封裝密度同 時谷a午任思放置在CMOS晶圓上來降低製造成本之能力。 1〇 該方法導致以石英為基礎的裝置與任何尺寸的電子器 材晶圓或基材之結合。以石英為基礎的裝置可為任何頻率 的共振器。 此處所揭露方法的一態樣中，提供一用於以石英為基 礎的裝置與一電子器材寄主晶圓之大尺度結合之方法，其 15包含下列步驟··根據其擁有所想要的特徵來選擇複數個以 石英為基礎的裝置，其中各經選擇以石英為基礎的裝置係 附接至一各別握柄晶圓；以石英為基礎的裝置附接至電子 為、材寄主晶圓以在電子器材寄主晶圓上形成一陣列之以石 英為基礎的裝置；將以石英為基礎的裝置接合至電子器材 2〇寄主晶圓；及從以石英為基礎的裝置移除個別握柄晶圓。 以石英為基礎的裝置可利用揀取與放置及倒裝晶片技術串 列地附接至電子器材寄主晶圓。或者，以石英為基礎的裝 置可附接至一群組握柄。群組握柄可移動使得以石英為基 礎的裝置處於定位以被附接至電子器材寄主晶圓。群組握 11 200826722 柄可在其後移除。 該方法可進 步包含在選擇複數個以石英為基礎的 置之步驟前切分及雷把 ^ 之步驟 眭特徵化及調整以石英為基礎的裝 5肖此處所提供方法配合使狀以石英為基礎的裝置可 為共振器，且根據其擁有所想要的特徵來選擇複數個以石

英為基礎的裝置之步驟係包含根據其共振頻率或均等電路 參數來選擇共振器之步驟。 該方法之附接步驟可包含揀取及放置。 10 w接步驟可包含串舰放置以石英為基_裝置接觸 於電子器材寄主晶圓以在電子器材寄主晶圓上形成_陣列 之以石英為基礎的裝置。 附接步驟可包含將複數個以石英為基礎的裝置附接至 一群組握柄且隨後移動群組握柄以使以石英為基礎的裝置 15接觸至電子器材寄主晶圓以在電子器材寄主晶圓上形成_ 預定陣列之以石英為基礎的裝置之步驟。 附接步驟可包含將複數個以石英為基礎的裝置各者之 個別握柄各者附接至一群組握柄且隨後移動群組握柄藉以 使以石英為基礎的裝置接觸至電子器材寄主晶圓以在電子 20 器材寄主晶圓上形成一預定陣列之以石英為基礎的裳置之 步驟。 該方法可進一步包含在將以石英為基礎的裝置接合至 電子器材寄主晶圓之步驟後移除群組握柄之步驟。 該方法可進一步包含將以石英為基礎的裝置接合至電 12 200826722 子器材寄主晶圓之步驟後移除群組握柄之步驟。 附接及接合之步驟可以一多晶片晶粒接合器進行。 接合之步驟可包含將一傳導性環氧樹脂施加至接合位 址及固化。 σ 5 #合之步驟可包含將電子ϋ材寄主晶圓加熱至_預, 溫度。 、迭 接合之步驟可進一步包含將以石英為基礎的裝置 地壓縮至電子器材寄主晶圓。 以石英為基礎的裝置可各具有一含有至少—電極之表 10面’且接合之步驟可包含造成該電極與電子器材寄主晶圓 上的一電極之間的一低溫壓縮結合。 、 低溫屋縮接合可選自由下列各物所組成的群組： Au/Iii，Aii/Sn，及 Cu/Sn接合。 此處所揭露方法的另一態樣中，一用於以石英為基礎 15的共振器與一電子器材寄主晶圓的大尺度結合之方法係包 含下列步驟：提供複數個擁有所想要的共振頻率之以石英 為f礎的舰器，各共振器具有形成於以石英為基礎的共 之f表面上之至少―電極且被附接至—個別握柄 晶圓；放置複數個以石英為基礎的共振器，其各附接至一 個^握柄曰曰圓’接觸於電子器材寄主晶圓以在電子器材寄 ” Ώ的表面上域—預定陣列之以石英為基礎的共振 :中各以石英為基礎的電極之電極係電性導通於一配 置在电子器材寄主晶圓的表面上之電極"字複數個以石英 為基礎的共振器接合至電子器材寄主晶圓；及從複數個以 13 200826722 石英為基礎的共振器移除個別握柄晶圓。以石英為基礎的 共振器可利用揀取與放置及倒裝晶片技術串列地附接至電 子器材寄主晶圓。或者，以石英為基礎的共振器可附接至 一群組握柄。群組握柄可移動使得以石英為基礎的共振器 5 處於定位以附接至電子器材寄主晶圓。群組握柄可在其後 移除。 接合之步驟可包含將共振器的至少一電極接合至一配 置於電子器材寄主晶圓的表面上之電極。 以石英為基礎的共振器附接至電子器材寄主晶圓之步 10 驟可以一揀取及放置裝置串列地達成。 该方法可在放置複數個以石英為基礎的共振器且直各 附接至一個別握柄晶圓、接觸於電子器材寄主晶圓之前進 一步包含下列步驟： 使一群組握柄設有經預先配置之凹陷以接收複數個以 15 石英為基礎的共振器；及 將複數個以石英為基礎的共振器放置於群組握柄上的 凹陷内。 放置以石英為基礎的共振器接觸於電子器材寄主晶圓 以在電子器材寄主晶圓上形成-陣列之以石英為基礎的^ 20振器之步驟可包含與群組握柄合作使用一楝取及放置f 置。 ^ 該方法可進-步包含從以石英為基礎的共振器移除群 組握柄之步驟。 個別握柄晶圓可由砍製造。 14 200826722 群組握柄可為一晶圓。 群組握柄晶圓可由石夕製造。 個別握柄晶圓中可形成有一腔穴以接收以石英為基礎 的共振器之至少一部份。 5 個別握柄晶圓可被接合以在電子器材寄主晶圓上棟起 及放置以石英為基礎的共振器。 該方法可進一步包含在位居接合至電子器材寄主晶圓 之步驟後移除個別握柄晶圓之步驟。 從群組握柄拆離各個以石英為基礎的共振器的各個個 10別握柄晶圓係可位居接合至電子器材寄主晶圓之步驟後。 此處所揭露的裝置之一態樣中，提供接合至一電子器 材寄主晶圓的一表面之複數個以石英為基礎的裝置之一複 合物。 此處所揭露裝置之其他態樣中，提供此處所揭露方法 15形成之以石英為基礎的裝置與一電子器材寄主晶圓之大尺 度結合。 · 圖式簡單說明 將連同圖式從下文詳細描述更完整地暸解及得知本發 明，其中： 20 帛1SI顯不將根據—用於製造-石英共振器之已知製 程所使用之一石英基材及一矽基材； 第2圖顯示使用於已知製程中之具有一腔穴之矽基材； 第3圖顯不使用於已知製程中之電極及一形成於石英 基材上之接合金屬； 15 200826722 第4圖顯示已知製程中接合至石夕個別握柄晶圓之石英 基材； 第5圖顯示被附接至石夕個別晶圓握柄時受到薄化後之 已知製程的石英基材； 、第6圖顯不已知製程的石英基材中之圖案化及金屬化 導縫孔； 第7圖顯不已知製程的石英基材上之電極及接合金屬 的圖案化及金屬化； ㈣圖顯示已知製程的石英基材之圖案化及钱刻； 1〇 ^ 9圖顯示根據本發明的製程之-實施例將以石英為 基礎的共振器陣列棟取與放置及倒裝晶片接合至一電子器 材寄主晶圓； 第10圖顯不如第9圖所示已發生揀取與放置及倒裝晶 片接合之步驟後之電子器材寄主晶圓上之經釋放以石英為 15基礎的共振器陣列； 第11圖顯不一其中利用矽深反應性離子蝕刻形成有容 槽之暫時矽群組握柄晶圓； 第12(a)圖顯示利用一揀取及放置系統之具有以石英為 基礎的共振器之暫時矽群組握柄晶圓的插佈； 2〇 第12(b)圖顯示完整地插佈以石英為基礎的共振器之暫 時矽群組握柄晶圓； 第13圖顯示利用晶圓至晶圓接合之藉由暫時石夕群組握 柄晶圓固持在電子器材寄主晶圓上之以石英為基礎的共振 器陣列之組裝件； 16 200826722 第14圖顯示暫時矽群組握柄晶圓從以石英為基礎的共 振器被移除’將以石英為基礎的共振器留下於電子哭材寄 主晶圓上；及 第15圖顯示電子器材寄主晶圓上之經釋放以石英為美 5 礎的共振器陣列。 & 【實施方式】 較佳實施例之詳細說明 現在將參照圖式在下文中更完整地描述本發明，其中 顯示本發明的較佳實施例。本發明可以許多不同形式實施 10且不應視為限於此處所提出的實施例。 在一初步步驟中，形成以石英為基礎的裝置。實施例 的此詳細描述中，以石英為基礎的裝置係為以石英為基礎 的共振器20，其諸如由美國專利申請公開案2004/0211052 所教導方法等方法形成且連同第1至8®在背景段落中描述 15於上文。就像第㈤圖中，以石英為基礎的共振器麻有 —化導縫12連接至電子電教設有第-及第二接合 金屬8及14之第—電極1G及第二電極16。在此點，以石英為 基礎的共振器20附接至其石夕握柄晶圓4，將其標$“個別握 柄曰曰圓4以將其與下述群組握柄晶圓4〇作區分。 〇 u ^-步驟(未圖示）中，共振㈣在附接至其個別握柄晶 ' 、皮刀刀及電性特徵化且調整。已知的良好晶粒根據 /、:員率被分颉及倉置。在此點，個別以石英為基礎的 、振為G已就緒可轉移至大範圍電子器材寄主晶圓30。 下個或第二 驟係為將以石英為基礎的共振器2〇附接 17 200826722 至電子器材寄主晶圓。 此處所揭露方法的第一實施例中，所想要頻率之以石 英為基礎的共振器係被串列式精密地放置及接合至電子器 材寄主晶圓30以形成共振器陣列如第9圖所示。一諸如 5 Datacon的“2200 apm”多晶片晶粒接合器等倒裝晶片接合器 具有一可供此目的使用之揀取及放置工具5〇。 第9圖所示的步驟中，電子器材寄主晶圓3〇被加熱至所 想要溫度且以石英為基礎的共振器20之金屬接合墊14利用 一諸如Au/In、Aix/Sn或Cu/Sn等低溫熱性壓縮接合以銲料凸 10塊32形式被個別地壓縮及接合至電子器材晶圓3〇上的電 極。或者，可使用晶粒接合器以將少量的傳導環氧樹脂施 加至金屬接合墊或電子器材寄主晶圓且此傳導環氧樹脂在 固化之後形成對於電子器材寄主晶圓之電性接觸。 此處所揭路方法的弟一實施例中，一旦電子器材寄主 15晶圓30完全地插佈有計晝數量之以石英為基礎的共振器 20，個別握柄晶圓4可被一諸如電漿乾蝕刻等製程移除來釋 放以石央為基礎的共振器2〇，如第圖所示。 此處所揭露方法具有能夠譬如建造具有需要製作在不 同晶圓上料_率之以石英為基礎的共㈣歡灯滤器 2〇陣列之優點。其亦能夠將不同頻率之以石英為基礎的共振 器20組裝在相同的電子器材寄主晶圓3〇上。 該方法的第二實施例提供用於將石英共振器組裝在電 子器材寄主晶圓30上之變異步驟。一較佳為石夕製的暫時群 組握柄晶圓4〇具有經職刻的容槽45。可利用石夕深反應性 18 200826722 離子餘刻（DRIE)來製造群組握柄晶圓中的容槽45。 利用揀取及放置工具50將以石英為基礎的共振器20放 置在群組握柄晶圓40之經預蝕刻的容槽45中，如第12a及 12b圖所示。 、 5 附接有以石英為基礎的共振為20之群組握柄晶圓40係 對準於電子器材寄主晶圓30。以石英為基礎的共振器20隨 後利用一晶圓至晶圓接合被接合至電子器材寄主晶圓30， 如第13圖所示。可對於此目的採用一諸如EV集團（EV Group)的“EVG520”半自動化晶圓接合系統等結合器（未圖 10 示）。 因為個別握柄晶圓4與群組握柄晶圓4 0之間未形成強 固接合，群組握柄晶圓40隨後藉由簡單地揚升而被移除， 如第14圖所示。群組握柄晶圓40可重新使用，而第2圖中的 個別握柄晶圓4在最後釋放期間被消耗。 15 最後，較佳藉由乾電漿蝕刻來移除個別以石英為基礎 \ 的共振器20上之個別握柄晶圓4,只留下附接至電子器材寄 主晶圓30之以石英為基礎的共振器2〇，如第15圖所示。 第二實施例具有將所有以石英為基礎的共振器2〇同時 地接合至電子器材寄主晶圓3〇以改良產出率之優點。其亦 2〇能夠當需要一製程氣體的回填或真空以供組装時在一受控 制環境(一晶圓接合器）中接合以石英為基礎的共振器2〇。缺 點在於附接有個別握柄晶圓4之所有以石英為基礎的共振 器20必須有相同的整體厚度，故需要使用熟知的台面設計 技術來界定以石英為基礎的共振器2〇的一主動部份之^度 19 200826722 同時料接合區具有相同或㈣的厚度。 /述用於利用握柄晶圓經由楝取與放置及倒裝晶片接 口或曰曰圓至日日圓接合在—大範圍晶圓上結合以石英為基礎 的共振器與電子姑古 裔W之方法。以石英為基礎的共振器及大 範圍私子讀晶圓之所產生的組合係解決了石英電子器 材基材直k不匹配之問題且能夠結合不同頻率之陣列的石 英裝置與相同的電子器材。

雖;」上文祸述中已經顯示及描述本發明的數項示範性 貝施例$亥技術者可得知許多變異及替代性實施例， ίο且瞭解在申明專利範圍的範圍内，本發明可以特定描述外 的方式來貝施。此等變異及替代性實施例係被想見且可被 製造而不脫離申請專利範圍所界定之本發明的範圍。 【圖式簡單言兒明】 第1圖顯不將根據一用於製造一石英共振器之已知製 15程所使用之一石英基材及一矽基材； 第2圖顯示使用於已知製程中之具有一腔穴之矽基材； 第3圖顯不使用於已知製程中之電極及一形成於石英 基材上之接合金屬； 第4圖顯不已知製程中接合至矽個別握柄晶圓之石英 20 基材； 第5圖顯不被附接至矽個別晶圓握柄時受到薄化後之 已知製程的石英基材； 第6圖顯示已知製程的石英基材中之圖案化及金屬化 導縫孔； 20 200826722 第7圖顯示已知製程的石英基材上之電極及接合金屬 的圖案化及金屬化； 弟8圖顯不已知製程的石英基材之圖案化及餘刻； 第9圖顯示根據本發明的製程之一實施例將以石英為 5 基礎的共振器陣列揀取與放置及倒裝晶片接合至—電子器 材寄主晶圓； 第10圖顯示如第9圖所示已發生揀取與放置及倒裂晶 片接合之步驟後之電子器材寄主晶圓上之經釋放以石英為 基礎的共振器陣列； 10 第11圖顯示一其中利用矽深反應性離子蝕刻形成有容 槽之暫時矽群組握柄晶圓； 第12(a)圖顯示利用一揀取及放置系統之具有以石英為 基礎的共振器之暫時矽群組握柄晶圓的插佈； 第12(b)圖顯示完整地插佈以石英為基礎的共振器之暫 15時矽群組握柄晶圓； 第13圖顯示利用晶圓至晶圓接合之藉由暫時矽群組握 ^晶圓固持在電子H材寄主晶圓上之以石英為基礎的共振 器陣列之組裝件； 2 ^第14目顯7F暫時料組握柄晶圓從以石英為基礎的共 器被移除，將以石英為基礎的共振器留下於電子器材寄 主晶圓上；及 第囷員示電子為材寄主晶圓上之經釋放以石英為基 礎的共振器陣列。 21 200826722 【主要元件符號說明】 2…石英晶圓 12···導缝孔 2a…經修改石英基材 14…底側接合墊 3···第一表面 16…底側電極 4…石夕握柄晶圓 20…石英共振器 5···第二表面 30···大範圍電子器材寄主晶圓 6···基材或寄主晶圓 32…鲜料凸塊 7···腔穴 40…群組握柄晶圓 8···互連接合金屬 45…容槽 10…頂側電極 50…揀取及放置工具 22

Claims (1)

1. 200826722 十、申請專利範圍： 1. 一種用於以石英為基礎的裝置與一電子器材寄主晶圓 之大尺度結合之方法，包含下列步驟： 根據其擁有所想要的特徵來選擇複數個以石英為 基礎的裝置，其中各經選擇以石英為基礎的裝置係附接 至一個別握柄晶圓； 將該等以石英為基礎的裝置附接至該電子器材寄 主晶圓以在該電子器材寄主晶圓上形成一陣列之以石 英為基礎的裝置； 將該等以石英為基礎的裝置接合至該電子器材寄 主晶圓，及 從該等以石英為基礎的裝置移除該等個別握柄晶 圓。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含在該選擇複 數個以石英為基礎的裝置之步驟前切分及電性特徵化 及調整該等以石英為基礎的裝置之步驟。 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等以石英為基礎 的裝置係為共振且該根據其擁有所想要的特徵來選 擇複數個以石英為基礎的裝置之步驟係包含根據其共 振頻率或均等電路參數來選擇共振器之步驟。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該附接之步驟包含 揀取及放置。 5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該附接之步驟包含 串列地放置該等以石英為基礎的裝置接觸於該電子器 23 200826722 材寄主晶圓以在該電子器材寄主晶圓上形成一陣列之 以石英為基礎的裝置。 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該附接之步驟包含 將該複數個以石英為基礎的裝置各者附接至一群組握 柄且隨後移動該群組握柄藉以使該等以石英為基礎的 裝置接觸至該電子器材寄主晶圓以在該電子器材寄主 晶圓上形成一預定陣列之以石英為基礎的裝置之步驟。 7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該附接之步驟包含 將該複數個以石英為基礎的裝置各者之個別握柄各者 附接至一群組握柄且隨後移動該群組握柄藉以使該等 以石英為基礎的裝置接觸至該電子器材寄主晶圓以在 該電子器材寄主晶圓上形成一預定陣列之以石英為基 礎的裝置之步驟。 8. 如申請專利範圍第6項之方法，進一步包含在該將以石 英為基礎的裝置接合至電子器材寄主晶圓之步驟後移 除該群組握柄之步驟。 9. 如申請專利範圍第7項之方法，進一步包含在該將以石 英為基礎的裝置接合至電子器材寄主晶圓之步驟後移 除該群組握柄之步驟。 10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等附接及接合之 步驟以一多晶片晶粒接合器進行。 11. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該接合之步驟包含 將一傳導性環氧樹脂施加至接合位址及固化。 12. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該接合之步驟包含 24 200826722 將該電子晶圓加熱至一預選溫度。 13. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該接合之步驟進一 步包含將該等以石英為基礎的裝置個別地壓縮至該電 子器材寄主晶圓。 14. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等以石英為基礎 的裝置各具有一含有至少一電極之表面且該接合之步 驟包含造成該電極與該電子器材寄主晶圓上的一電極 之間的一低溫壓縮結合。 15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該低溫壓縮接合選 自由下列各物所組成的群組：Au/In，Au/Sn，及Cu/Sn 接合。 16. —種用於以石英為基礎的共振器與一電子器材寄主晶 圓的大尺度結合之方法，包含下列步驟： 提供複數個擁有所想要的共振頻率之以石英為基 礎的共振器，各該共振器具有形成於該以石英為基礎的 共振器之一第一表面上之至少一電極且被附接至一個 別握柄晶圓； 放置該複數個以石英為基礎的共振接觸於該電 子器材寄主晶圓以在該電子器材寄主晶圓的一表面上 形成一預定陣列之以石英為基礎的共振器，其中各該以 石英為基礎的電極之電極係電性導通於一配置在該電 子器材寄主晶圓的表面上之電極； 將該複數個石英共振器接合至該電子器材寄主晶 圓；及 25 200826722 從該複數個以石英為基礎的共振器移除該等個別 握柄晶圓。 17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該接合之步驟包含 將該共振器的至少一電極接合至一配置於該電子器材 寄主晶圓的表面上之電極。 18. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該將以石英為基礎 的共振器附接至電子器材寄主晶圓之步驟係以一揀取 及放置裝置串列地達成。 19. 如申請專利範圍第16項之方法，在放置該複數個以石英 為基礎的共振器且其各附接至一個別握柄晶圓、接觸於 該電子器材寄主晶圓之前進一步包含下列步驟： 使一群組握柄設有經預先配置之凹陷以接收該複 數個以石英為基礎的共振器；及 將該複數個以石英為基礎的共振器放置於該群組 握柄上的凹陷内。 20. 如申請專利範圍第19項之方法，其中該放置以石英為基 礎的共振器接觸於電子器材寄主晶圓以在電子器材寄 主晶圓上形成一陣列之以石英為基礎的共振器之步驟 係包含與該群組握柄合作使用一揀取及放置裝置。 21·如申請專利範圍第20項之方法，進一步包含從該等以石 英為基礎的共振器移除該群組握柄之步驟。 22. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該等個別握柄晶圓 由石夕製造。 23. 如申請專利範圍第19項之方法，其中該群組握柄為一晶 26 200826722 圓。 24. 如申請專利範圍第23項之方法，其中該群組握柄由石夕製 造。 25. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該個職柄晶圓中 形成有-腔穴以接收該以石英為基礎的共振器之至少 一部份。 26. 如申請專利範圍第闕之方法，其中該個別握柄晶圓被 接a以在„亥電子器材寄主晶圓上揀起及放置該以石英 為基礎的共振器。 27. ^申請專利範圍第25項之方法，進—步包含在位居該接 合至電子器材寄主晶圓之步驟後移除該等個別握柄晶 圓之步驟。 28·如申請專利範圍第21項之方法，其中在該接合至電子器 材可主日日圓之步驟後從該群組握柄拆離各個該以石英 為基礎的共振器的各個個別握柄晶圓。 29· 一種藉由根據申請專利範圍第丨項之方法所形成之以石 英為基礎的震置與一電子器材寄主晶圓之大尺度結合。 30· 一種藉由根據申請專利範圍第16項之方法所形成之以 石英為基礎的共振器與一電子器材寄主晶圓之大尺度 結合。 31·—種接合至一電子器材寄主晶圓的一表面之複數個以 石英為基礎的裝置之複合物。 32·如申請專利範圍第31項之複合物，其中該等以石英為基 礎的裝置之至少一者為一共振器。 27