TW201317622A - 模切穿透玻璃的通孔及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供用於提供穿透玻璃基板之電連接之系統、方法及裝置。在一態樣中，提供包括一周邊穿透玻璃的通孔洞及側壁金屬化之一穿透玻璃的通孔。側壁金屬化可包括多個導線，從而促進增加之互連密度。在另一態樣中，提供形成周邊穿透玻璃的通孔之一或多種方法。在一些實施中，該等方法包括用以在一玻璃基板中形成共同形成一穿透玻璃的通孔洞的經對準之通孔洞之雙側程序，隨後為側壁金屬化及穿透該穿透玻璃的通孔洞之切分。

Description

模切穿透玻璃的通孔及其形成方法
本發明係關於用於玻璃基板之結構及程序，且更具體而言係關於穿透該等玻璃基板之導電通孔。
機電系統(EMS)包括具有電及機械元件、致動器、傳感器、感測器、光學組件(例如，鏡面)及電子器件的器件。可按包括(但不限於)微尺度及奈米尺度之多種尺度來製造機電系統。舉例而言，微機電系統(MEMS)器件可包括具有範圍為約一微米至數百微米或更大之大小的結構。奈米機電系統(NEMS)器件可包括具有小於一微米之大小(包括(例如)小於數百奈米之大小)的結構。可使用沈積、蝕刻、微影及/或蝕刻掉基板及/或所沈積材料層之部分或添加層以形成電及機電器件的其他微機械加工程序來產生機電元件。
一種類型之機電系統器件被稱作干涉調變器(IMOD)。如在本文中所使用，術語干涉調變器或干涉光調變器係指使用光學干涉之原理來選擇性地吸收及/或反射光的器件。在一些實施中，干涉調變器可包括一對導電板，該對導電板中之一者或兩者可為整體或部分透明及/或反射的，且能夠在施加適當電信號時進行相對運動。在一實施中，一板可包括沈積於基板上之靜止層，且另一板可包括藉由氣隙而與靜止層分離之反射隔膜。一板相對於另一板之位置可改變入射於干涉調變器上之光的光學干涉。干涉 調變器器件具有廣泛範圍之應用，且預期在改良現有產品及產生新產品(尤其具有顯示能力之產品)中使用。
MEMS封裝保護系統之功能單元免受環境影響，提供用於系統組件之機械支撐，且提供用於電互連之介面。
本發明之系統、方法及器件各自具有若干發明態樣，該等態樣中之任何單一態樣皆不單獨負責本文中所揭示之所要屬性。
本發明中描述之標的之一發明態樣包括具有一或多個穿透基板的通孔之裝置。在一些實施中，一裝置包括一玻璃基板及一第一穿透玻璃的通孔，該玻璃基板具有頂部表面及底部表面以及實質上正交於該頂部表面及該底部表面且連接該頂部表面與該底部表面之複數個側表面。該第一穿透玻璃的通孔可包括在該玻璃基板之該頂部表面及該底部表面中之通孔開口、一側壁及一或多個導電通道，該一或多個導電通道沿著該側壁自該頂部表面延伸至該底部表面。在一些實施中，一穿透玻璃的通孔之側壁自玻璃基板之側表面中之一或多者凹入。在一些實施中，一穿透玻璃的通孔之側壁包括自該頂部表面延伸之第一表面及自該底部表面延伸之第二表面，其中該第一表面與該第二表面在一交叉點處交叉。該第一表面及該第二表面中之每一者可自一通孔開口彎曲至該交叉點。根據所要實施，該裝置可包括任何數目個穿透玻璃的通孔。
在一些實施中，該玻璃基板可接合至一第二基板。諸如 機電系統器件之器件可安置於該第二基板上且與該一或多個導電通道中之至少一些電連通。在一些實施中，該裝置包括在該玻璃基板與該第二基板之間的密封件。一機電系統器件或其他器件可密封於至少部分地藉由該玻璃基板、該第二基板及該密封件界定之區域內。該密封件可包括諸如焊料結合劑或環氧樹脂結合劑之結合劑。
在一些實施中，機電系統器件可安置於該玻璃基板上且與該一或多個導電通道中之至少一些電連通。在一些實施中，該裝置包括沿著該側壁自該玻璃基板之該頂部表面延伸至該底部表面之複數個導線，其中該複數個導電線中之至少一些與安置於該玻璃基板之該頂部表面或該底部表面上之結合襯墊電連通。在一些實施中，該等結合襯墊以一交錯構造配置。在一些實施中，該裝置包括複數個導線，該複數個導線具有不大於約300微米之間距，例如，不大於約40微米之間距。舉例而言，該等通孔開口可為半狹槽形的。
在一些實施中，一裝置包括：一顯示器；一處理器，其經組態以與該顯示器通信且經組態以處理影像資料；及一記憶體器件，其經組態以與該處理器通信。
本發明中描述之標的之另一發明態樣可實施於一裝置中，該裝置具有：一玻璃基板，其具有第一側及第二側；一器件，其安裝至該玻璃基板之該第一側；及用於將該器件電連接至該玻璃基板之該第二側之構件。舉例而言，該裝置可包括用於將一微機電系統器件連接至在該玻璃基板 之該第二側上之電組件的構件。
本發明中描述之標的之另一發明態樣可實施於形成一周邊穿透基板的通孔之方法中。在一些實施中，該等方法包括：提供具有第一及第二實質上平坦平行表面之玻璃基板；在該第一表面中形成具有側壁之第一通孔洞且在該第二表面中形成具有側壁之第二通孔洞。該第一通孔洞與該第二通孔洞交叉以形成一穿透玻璃的通孔洞，該穿透玻璃的通孔洞具有在該第一表面及該第二表面上之通孔開口及小於在每一通孔開口處之對應尺寸之交叉點尺寸。該等方法可進一步包括形成一或多個導電線，該一或多個導電線穿透該穿透玻璃的通孔洞自該第一表面至該第二表面而連續；及沿著穿過該穿透玻璃的通孔洞之線切分該玻璃基板。
在一些實施中，該等方法包括用以在一玻璃基板中形成共同形成一波狀穿透玻璃的通孔洞的經對準之通孔洞之雙側程序，隨後為一或多個導電線之形成。形成該穿透玻璃的通孔洞之雙側方法包括濕式蝕刻、乾式蝕刻、噴砂或此等技術之組合。形成一穿透玻璃的通孔洞可包括波狀化該洞以形成促進一連續導電薄膜經由該穿透玻璃的通孔洞之沈積的直接視線區。單側或雙側濺鍍或其他沈積技術可用以將一導電薄膜沈積於該穿透玻璃的通孔洞中。在一些實施中，形成一或多個導線包括使用一電泳抗蝕劑。在一些實施中，形成一或多個導線包括諸如金屬之加成式氣溶膠噴射之技術。通孔金屬厚度可使用鍍敷或無電極鍍敷來增大。在一些實施中，所形成之導電膜或線可在金屬化之後 電隔離。穿透玻璃的通孔可視情況(例如)使用導電材料、非導電材料或導熱材料加以填充。
在一些實施中，第一及第二通孔洞可各自具有一恆定或可變曲率半徑。在一些實施中，形成第一及第二通孔洞包括將第一表面及第二表面曝露至一濕式蝕刻劑。該方法可進一步涉及遮蔽第一表面及第二表面，遮罩具有至少一開口，該等開口中之最小者為dM。在一些實施中，該第一通孔洞及該第二通孔洞之一蝕刻半徑滿足RRMin，其中R為蝕刻半徑，且RMin=(2)(tS/2)/(1+((dM+RMin)/RMin)(1-(tS/2RMin)2)1/2)1/2，其中tS為基板之厚度。
在一些實施中，該等方法包括在切分該基板之前將該基板接合至一第二基板。亦在一些實施中，該等方法涉及金屬化第一及第二實質上平坦平行表面中之至少一者以形成與該一或多個連續導線電連通之一或多個結合襯墊。
本說明書中所描述之標的之一或多個實施的細節在隨附圖式及以下描述中予以闡述。其他特徵、態樣及優點將自該描述、該等圖式及申請專利範圍而變得顯而易見。應注意，以下諸圖之相對尺寸可能未按比例繪製。
各圖式中相同參考數字及編號指示相同元件。
以下詳細描述係針對達成描述發明態樣之目的之某些實施。然而，可以眾多不同方式來應用本文中之教示。可在經組態以顯示影像(無論是運動影像(例如，視訊)抑或靜止影像(例如，靜態影像)，且無論是文字影像、圖形影像抑 或圖片影像)之任何器件中實施該等所描述之實施。更特定而言，預期該等實施可實施於諸如(但不限於)以下各者之多種電子器件中或與該等電子器件相關聯：行動電話、具備多媒體網際網路功能之蜂巢式電話、行動電視接收器、無線器件、智慧型電話、藍芽器件、個人資料助理(PDA)、無線電子郵件接收器、手持型或攜帶型電腦、迷你筆記型電腦、筆記型電腦、智慧筆記型電腦(smartbook)、平板電腦、印表機、影印機、掃描儀、傳真器件、GPS接收器/導航器、相機、MP3播放器、攝錄影機、遊戲控制台、腕錶、時鐘、計算器、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀器件(例如，電子閱讀器)、電腦監視器、汽車顯示器(例如，里程錶顯示器等)、駕駛艙控制器及/或顯示器、攝影機視野顯示器(例如，車輛中之後視攝影機之顯示器)、電子照片、電子廣告牌或標牌、投影儀、建築結構、微波器件、冰箱、立體聲系統、卡式錄影機或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、無線電、攜帶型記憶體晶片、洗衣機、乾衣機、洗衣機/乾衣機、停車計時錶、封裝(例如，機電系統(EMS)、MEMS及非MEMS)、美學結構(例如，關於一件珠寶的影像之顯示)及多種機電系統器件。本文中之教示亦可用於非顯示應用中，諸如(但不限於)電子開關器件、射頻濾波器、感測器、加速度計、陀螺儀、運動感測器件、磁力計、用於消費型電子器件之慣性組件、消費型電子產品之零件、可變電抗器、液晶器件、電泳器件、驅動方案、製造程序及/ 或電子測試設備。因此，該等教示並不意欲限於僅在諸圖中描繪之實施，而實情為，具有如一般熟習此項技術者將易於顯而易見之廣泛適用性。
本文中描述之一些實施係關於MEMS器件及使用玻璃或其他基板之其他器件之封裝。雖然以下實施將聚焦於玻璃基板，但應理解，亦可使用其他基板。在本文中描述穿透基板的通孔及關於穿透基板的通孔之製造方法，穿透基板的通孔包括延伸穿過諸如玻璃面板之基板或其他玻璃基板的電連接。雖然製造方法及所得穿透基板的通孔之實施主要在MEMS及其他器件(包括其他機電系統器件(EMS)及積體電路(IC)器件)之玻璃封裝之情境中描述，但該等方法及通孔不限於此，且可在使用穿透諸如玻璃之任何電絕緣基板之導電路徑的其他情境中實施。
本文中描述之一些實施係關於具有周邊通孔之玻璃基板以及包括此等周邊通孔之裝置。在一些實施中，一玻璃基板包括一頂部表面及一底部表面及複數個周邊表面。一穿透玻璃的通孔可包括在頂部表面及底部表面中之通孔開口及自該等周邊表面中之一或多者凹入之側壁。一或多個導電通道沿著該側壁自頂部表面延伸至底部表面。該等導電通道可提供在玻璃基板之頂部表面上之一或多個跡線、襯墊、IC、EMS器件或其他電主動組件與玻璃基板之底部表面上之一或多個跡線、襯墊、IC、EMS器件或其他電主動組件之間的電連接。在一些實施中，一導電通道可包括塗佈通孔洞側壁之全部或一部分之薄膜。在一些實施中，穿 透玻璃的通孔(例如，周邊多跡線穿透玻璃的通孔或非周邊多跡線穿透玻璃的通孔)包括自玻璃基板之頂部表面延伸至底部表面之複數個導線。
在一些實施中，包括一或多個周邊或非周邊穿透玻璃的通孔之玻璃基板接合至一或多個額外基板。該等基板可(例如)藉由焊料結合劑或環氧樹脂結合劑來接合。在一些實施中，機電系統器件安置於接合至玻璃基板之額外基板上。機電系統器件可與玻璃基板之周邊或非周邊穿透玻璃的通孔之一或多個導電通道電連接。在一些實施中，玻璃基板可覆蓋機電器件。在一些實施中，周邊或非周邊穿透玻璃的通孔可為用於機電系統器件之背部互連件。
在一些實施中，玻璃基板中之周邊或非周邊穿透玻璃的通孔包括複數個導線。該複數個導線中之至少一些可與安置於玻璃基板之頂部表面或底部表面上之結合襯墊電連通。該等導線可間隔開，且具有(例如)約40微米與300微米之間的間距。該等結合襯墊可以交錯構造配置以促進增加之線密度。
本文中描述製造周邊及非周邊穿透玻璃的通孔之方法。在一些實施中，該等方法涉及在一玻璃基板中形成一穿透玻璃的通孔洞，隨後為金屬化該穿透玻璃的通孔洞之一側壁，及沿著穿過該穿透玻璃的通孔洞之線切分該玻璃基板。在一些實施中，形成穿透玻璃的通孔洞包括用以在玻璃基板之相對側上形成經對準之經蝕刻凹座的雙側程序，其中該等經蝕刻凹座共同形成一穿透玻璃的通孔洞。金屬 化一側壁可包括藉由諸如噴射或噴塗金屬或金屬粒子之適當技術來形成多個間隔開之導線。在一些實施中，使用一電泳抗蝕劑來圖案化一穿透玻璃的通孔洞中之導線。
可實施本發明中所描述之標的之特定實施以實現以下潛在優點中之一或多者。在一些實施中，可使用分批面板級處理方法來消除或減少晶粒級處理。在面板或子面板級下之分批程序中之囊封及封裝的優點包括在分批程序中並行地製造之較大數目個單元，因此如與個別晶粒級處理相比較減少每單元之成本。在一些實施中，諸如在較大基板上之微影、蝕刻及鍍敷之分批程序的使用允許較嚴格容差且減小晶粒之間的變化。在單一兩側鍍敷程序階段中的穿透玻璃的互連之形成可減少每封裝之成本。在一些實施中，可製造較小及/或更可靠地封裝之器件(包括MEMS器件)。較小器件可引起在分批程序中並行地製造之較大數目個單元。在一些實施中，可減小或消除在MEMS或其他器件上之封裝相關應力。舉例而言，在一些實施中，可藉由在無模製的情況下向覆蓋玻璃提供表面黏著襯墊來消除關於(例如)MEMS器件上之模製程序應力之擔心。
可應用所描述之實施之合適機電系統(EMS)或MEMS器件的實例為反射顯示器件。反射顯示器件可併有干涉調變器(IMOD)以使用光學干涉之原理選擇性地吸收及/或反射入射於其上之光。IMOD可包括吸收體、可相對於吸收體而移動之反射體，及界定於吸收體與反射體之間的光學諧振腔。可將反射體移動至兩個或兩個以上不同位置，此移 動可改變光學諧振腔之大小且藉此影響干涉調變器之反射。IMOD之反射光譜可產生相當寬之光譜帶，其可跨越可見波長而移位以產生不同色彩。可藉由改變光學諧振腔之厚度(亦即，藉由改變反射體之位置)來調整光譜帶之位置。
圖1展示描繪干涉調變器(IMOD)顯示器件之一系列像素中的兩個鄰近像素之等角視圖之實例。IMOD顯示器件包括一或多個干涉MEMS顯示元件。在此等器件中，MEMS顯示元件之像素可處於明亮狀態或黑暗狀態。在明亮(「鬆弛」、「開通」或「接通」)狀態下，顯示元件將大部分入射之可見光反射(例如)給使用者。相反地，在黑暗(「致動」、「關閉」或「關斷」)狀態下時，顯示元件幾乎不反射入射之可見光。在一些實施中，可顛倒接通與關斷狀態之光反射性質。MEMS像素可經組態以主要在特定波長下反射，從而允許除黑色及白色外之彩色顯示。
IMOD顯示器件可包括IMOD之列/行陣列。每一IMOD可包括彼此相距可變且可控制距離而定位以形成氣隙(亦稱為光學間隙或空腔)的一對反射層，亦即，可移動反射層及固定部分反射層。可移動反射層可在至少兩個位置之間移動。在第一位置(亦即，鬆弛位置)中，可移動反射層可定位於距固定部分反射層相對較遠之距離處。在第二位置(亦即，致動位置)中，可移動反射層可較接近於部分反射層而定位。自該兩個層反射之入射光可視可移動反射層之位置而相長或相消地干涉，從而針對每一像素產生總體反 射或非反射狀態。在一些實施中，IMOD可在未致動時處於反射狀態，從而反射可見光譜內之光，且可在未致動時處於黑暗狀態，從而反射可見範圍外之光(例如，紅外線光)。然而，在一些其他實施中，IMOD可在未致動時處於黑暗狀態，且在致動時處於反射狀態。在一些實施中，所施加之電壓的引入可驅動像素以改變狀態。在一些其他實施中，所施加之電荷可驅動像素以改變狀態。
像素陣列之圖1中之所描繪部分包括兩個鄰近干涉調變器12。在左側IMOD 12(如所說明)中，說明距光學堆疊16預定距離之處於鬆弛位置的可移動反射層14，該可移動反射層包括一部分反射層。跨越左側IMOD 12施加之電壓V0不足以致動可移動反射層14。在右側IMOD 12中，說明接近或鄰近光學堆疊16之處於致動位置的可移動反射層14。跨越右側IMOD 12施加之電壓Vbias足以將可移動反射層14維持於致動位置。
在圖1中，大體用指示入射於像素12上之光的箭頭13及自左側像素12反射之光15說明像素12之反射性質。儘管未詳細說明，但一般熟習此項技術者將理解，入射於像素12上之光13的大部分將朝向光學堆疊16透射通過透明基板20。入射於光學堆疊16上之光的一部分將透射通過光學堆疊16之部分反射層，且一部分將經由透明基板20反射回。光13之透射通過光學堆疊16之部分在可移動反射層14處將朝向(且經由)透明基板20反射回。自光學堆疊16之部分反射層反射之光與自可移動發射層14反射之光之間的干涉 (相長或相消)將判定自像素12反射之光15的波長。
光學堆疊16可包括單一層或若干層。該(等)層可包括電極層、部分反射且部分透射層及透明介電層中之一或多者。在一些實施中，光學堆疊16係導電的、部分透明的且部分反射的，且可(例如)藉由將上述層中之一或多者沈積至透明基板20上而製造。可由諸如各種金屬(例如，氧化銦錫(ITO))之多種材料形成電極層。部分反射層可由諸如各種金屬(例如，鉻(Cr))、半導體及介電質之部分反射之多種材料形成。部分反射層可由一或多個材料層形成，且該等層中之每一者可由單一材料或材料之組合形成。在一些實施中，光學堆疊16可包括單一半透明厚度之充當光學吸收體及導體的金屬或半導體，而不同之更多導電層或部分(例如，光學堆疊16或IMOD之其他結構的導電層或部分)可用以在IMOD像素之間用匯流排傳送(bus)信號。光學堆疊16亦可包括覆蓋一或多個導電層或一導電/吸收層之一或多個絕緣或介電層。
在一些實施中，光學堆疊16之該(等)層可經圖案化為平行條帶，且可形成顯示器件中之列電極，如下文進一步描述。如熟習此項技術者將理解，術語「圖案化」在本文中用以指代遮蔽以及蝕刻程序。在一些實施中，可將高度導電且反射之材料(諸如，鋁(Al))用於可移動反射層14，且此等條帶可形成顯示器件中之行電極。可移動反射層14可形成為所沈積金屬層之一系列平行條帶(正交於光學堆疊16之列電極)，以形成沈積於柱18及柱18之間所沈積之介 入犧牲材料之頂部上的行。當蝕刻掉該犧牲材料時，可在可移動反射層14與光學堆疊16之間形成所界定間隙19或光學空腔。在一些實施中，柱18之間的間隔可為大約1 μm至1000 μm，而間隙19可為大約小於10,000埃(Å)。
在一些實施中，IMOD之每一像素(不管在致動狀態抑或鬆弛狀態)本質上為由固定反射層及移動反射層形成之電容器。當未施加電壓時，可移動反射層14保持處於機械鬆弛狀態，如藉由圖1中左側之像素12所說明，其中間隙19處於可移動反射層14與光學堆疊16之間。然而，當將電位差(例如，電壓)施加至所選擇列及行中之至少一者時，在對應像素處形成於列電極與行電極之交叉點處的電容器變得充電，且靜電力將該等電極牽拉在一起。若所施加電壓超出臨限值，則可移動反射層14可變形且移動從而接近或抵靠光學堆疊16。如藉由圖1中之右側之致動像素12所說明，光學堆疊16內之介電層(圖中未示)可防止層14與16之間的分離距離縮短且控制該分離距離。該行為不因所施電位差之極性改變而改變。儘管陣列中之一系列像素可在一些例子被稱為「列」或「行」，但一般熟習此項技術者將易於理解，將一方向稱為「列」且將另一方向稱為「行」係任意的。重申，在一些定向上，可將列考慮為行，且將行考慮為列。此外，顯示元件可均勻地配置成正交之列及行(「陣列」)，或以非線性組態配置，例如，具有相對於彼此之某些位置偏移(「馬賽克」)。術語「陣列」及「馬賽克」可指代任何組態。因此，儘管將顯示器稱為包括 「陣列」或「馬賽克」，但元件自身不需要彼此正交地配置，或按均勻分佈安置，而是在任何例子中可包括具有不對稱形狀及不均勻分佈之元件的配置。
圖2展示說明併有3×3干涉調變器顯示器之電子器件的系統方塊圖之實例。該電子器件包括處理器21，該處理器21可經組態以執行一或多個軟體模組。除執行作業系統外，處理器21亦可經組態以執行一或多個軟體應用程式，該軟體應用程式包括網頁瀏覽器、電話應用程式、電子郵件程式或任何其他軟體應用程式。
處理器21可經組態以與陣列驅動器22通信。陣列驅動器22可包括將信號提供至(例如)顯示陣列或面板30之列驅動器電路24及行驅動器電路26。說明於圖1中之IMOD顯示器件之橫截面係藉由圖2中之線1-1來展示。儘管圖2出於清楚起見而說明IMOD之3×3陣列，但顯示陣列30可含有極大數目個IMOD，且可在列與行中具有不同數目個IMOD，且反之亦然。
圖3展示說明圖1之干涉調變器的可移動反射層位置對所施加之電壓的圖之實例。對於MEMS干涉調變器而言，列/行(亦即，共同/區段)寫入程序可利用此等器件之如說明於圖3中的滯後性質。干涉調變器可使用(例如)約10伏特之電位差以使得可移動反射層或鏡面自鬆弛狀態改變至致動狀態。當電壓自該值減小時，隨著電壓降回至低於(例如)10伏特，可移動反射層維持其狀態，然而，直至電壓降至低於2伏特，可移動反射層才會完全鬆弛。因此，存在一電 壓範圍(如在圖3中所展示，大約3伏特至7伏特)，在該情況下，存在一施加電壓窗，在該施加電壓窗內，器件穩定於鬆弛或致動狀態。此窗在本文中被稱為「滯後窗」或「穩定窗」。對於具有圖3之滯後特性之顯示陣列30而言，列/行寫入程序可經設計以一次定址一或多個列，使得在給定列之定址期間，經定址之列中的待致動之像素被曝露至約10伏特之電壓差，且待鬆弛之像素被曝露至接近零伏特之電壓差。在定址之後，使像素曝露至大約5伏特之穩定狀態或偏壓電壓差，使得其保持於先前選通狀態。在此實例中，在經定址之後，每一像素經歷約3伏特至7伏特之「穩定窗」內的電位差。此滯後性質特徵使像素設計(例如，在圖1中所說明)能夠在相同所施加之電壓條件下保持穩定於致動或鬆弛之預先存在的狀態。由於每一IMOD像素(無論處於致動狀態或鬆弛狀態)本質上為由固定及移動反射層形成之電容器，因此可在滯後窗內之一穩定電壓下保持此穩定狀態，而實質上不消耗或損耗功率。此外，若所施加之電壓電位保持實質上固定，則本質上極少或無電流流入IMOD像素中。
在一些實施中，可藉由根據給定列中之像素之狀態的所要改變(若存在)而沿著該組行電極以「區段」電壓之形式施加資料信號來產生影像之圖框。可依次定址陣列之每一列，使得一次一列地寫入圖框。為了將所要資料寫入至第一列中之像素，可將對應於第一列中之像素之所要狀態的區段電壓施加於行電極上，且可將呈特定「共同」電壓或 信號之形式的第一列脈衝施加至第一列電極。接著可改變該組區段電壓以對應於第二列中之像素之狀態的所要改變(若存在)，且可將第二共同電壓施加至第二列電極。在一些實施中，第一列中之像素不受沿著行電極施加之區段電壓之改變影響，且保持於其在第一共同電壓列脈衝期間所設定至之狀態。對於整個系列之列(或者，行)，可以順序方式重複此程序以產生影像圖框。可藉由以每秒某一所要數目個圖框不斷地重複此程序來用新影像資料再新及/或更新圖框。
在每一像素上施加之區段信號與共同信號之組合(亦即，跨越每一像素之電位差)判定每一像素之所得狀態。圖4展示說明當施加各種共同及區段電壓時干涉調變器之各種狀態的表之一實例。如一般熟習此項技術者將易於理解，可將「區段」電壓施加至行電極或列電極，且可將「共同」電壓施加至行電極或列電極中之另一者。
如圖4中(以及圖5B中所展示之時序圖中)所說明，當沿著共同線施加釋放電壓VCREL時，沿著共同線之所有干涉調變器元件將置於鬆弛狀態(或者稱為釋放或未致動狀態)，而與沿著區段線所施加之電壓(亦即，高區段電壓VSH及低區段電壓VSL)無關。詳言之，當沿著共同線施加釋放電壓VCREL時，跨越調變器之電位電壓(或者稱為像素電壓)在沿著用於彼像素之對應區段線施加高區段電壓VSH及施加低區段電壓VSL兩種情況時皆處於鬆弛窗(參見圖3，亦稱為釋放窗)內。
當在共同線上施加保持電壓(諸如，高保持電壓VCHOLD_H或低保持電壓VCHOLD_L)時，干涉調變器之狀態將保持恆定。舉例而言，鬆弛之IMOD將保持於鬆弛之位置中，且致動之IMOD將保持於致動之位置中。可選擇保持電壓，使得像素電壓在沿著對應區段線施加高區段電壓VSH及施加低區段電壓VSL兩種情況時皆將保持於穩定窗內。因此，區段電壓擺動(亦即，高區段電壓VSH與低區段電壓VSL之間的差)小於正或負穩定窗之寬度。
當在共同線上施加定址或致動電壓(諸如，高定址電壓VCADD_H或低定址電壓VCADD_L)時，可藉由沿著各別區段線施加區段電壓來沿著彼線將資料選擇性地寫入至調變器。可選擇區段電壓，使得致動視所施加之區段電壓而定。當沿著共同線施加定址電壓時，一區段電壓之施加將導致在穩定窗內之像素電壓，從而使像素保持未致動。相比之下，另一區段電壓之施加將導致在穩定窗外之像素電壓，從而導致像素之致動。引起致動之特定區段電壓可視使用哪一定址電壓而變化。在一些實施中，當沿著共同線施加高定址電壓VCADD_H時，高區段電壓VSH之施加可使調變器保持於其當前位置中，而低區段電壓VSL之施加可引起調變器之致動。作為推論，當施加低定址電壓VCADD_L時，區段電壓之效應可相反，其中高區段電壓VSH引起調變器之致動，且低區段電壓VSL不影響調變器之狀態(亦即，保持穩定)。
在一些實施中，可使用跨越調變器產生相同極性電位差 的保持電壓、定址電壓及區段電壓。在一些其他實施中，可使用使調變器之電位差之極性交替的信號。跨越調變器之極性之交替(亦即，寫入程序之極性之交替)可減少或抑制在單一極性之重複寫入操作之後可能發生之電荷積聚。
圖5A展示說明圖2之3×3干涉調變器顯示器中之顯示資料之圖框的圖之實例。圖5B展示可用以寫入圖5A中所說明之顯示資料之圖框的共同及區段信號之時序圖之實例。可將信號施加至(例如)圖2之3×3陣列，其將最終導致圖5A中所說明之線時間60e的顯示配置。圖5A中之致動之調變器處於黑暗狀態，亦即，反射光之大部分處於可見光譜外以便導致(例如)對檢視者而言黑暗之外觀。在寫入圖5A中所說明之圖框之前，像素可處於任何狀態，但在圖5B之時序圖中所說明之寫入程序假定每一調變器在第一線時間60a之前已釋放且駐留於未致動狀態中。
在第一線時間60a期間：將釋放電壓70施加於共同線1上；施加於共同線2上之電壓開始於高保持電壓72，且移動至釋放電壓70；且沿著共同線3施加低保持電壓76。因此，沿著共同線1之調變器(共同1，區段1)、(1,2)及(1,3)在第一線時間60a之持續時間內保持處於鬆弛或未致動狀態下，沿著共同線2之調變器(2,1)、(2,2)及(2,3)將移動至鬆弛狀態，且沿著共同線3之調變器(3,1)、(3,2)及(3,3)將保持處於其先前狀態下。參看圖4，沿著區段線1、2及3施加之區段電壓將不影響干涉調變器之狀態，此係因為在線時間60a期間(亦即，VCREL-鬆弛及VCHOLD_L-穩定)共同線 1、2或3中無一者正曝露至引起致動之電壓位準。
在第二線時間60b期間，共同線1上之電壓移動至高保持電壓72，且沿著共同線1之所有調變器保持於鬆弛狀態而無關於所施加之區段電壓，此係因為無定址或致動電壓施加於共同線1上。沿著共同線2之調變器歸因於施加釋放電壓70而保持於鬆弛狀態，且當沿著共同線3之電壓移動至釋放電壓70時，沿著共同線3之調變器(3,1)、(3,2)及(3,3)將鬆弛。
在第三線時間60c期間，共同線1藉由將高定址電壓74施加於共同線1上來定址。因為在此定址電壓之施加期間沿著區段線1及2施加低區段電壓64，所以調變器(1,1)及(1,2)上之像素電壓大於調變器之正穩定窗之高端(亦即，超出預定臨限值之電壓差)，且調變器(1,1)及(1,2)經致動。相反地，因為沿著區段線3施加高區段電壓62，所以跨越調變器(1,3)之像素電壓小於調變器(1,1)及(1,2)之像素電壓，且保持於調變器之正穩定窗內；調變器(1,3)因此保持鬆弛。亦在線時間60c期間，沿著共同線2之電壓減小至低保持電壓76，且沿著共同線3之電壓保持於釋放電壓70，從而使沿著共同線2及3之調變器處於鬆弛位置中。
在第四線時間60d期間，共同線1上之電壓返回至高保持電壓72，從而使沿著共同線1之調變器處於其各別經定址狀態。共同線2上之電壓降低至低定址電壓78。因為沿著區段線2施加高區段電壓62，所以跨越調變器(2,2)之像素電壓低於調變器之負穩定窗之下端，從而使得調變器(2,2) 致動。相反地，因為沿著區段線1及3施加低區段電壓64，所以調變器(2,1)及(2,3)保持於鬆弛位置中。共同線3上之電壓增加至高保持電壓72，從而使沿著共同線3之調變器處於鬆弛狀態。
最後，在第五線時間60e期間，共同線1上之電壓保持於高保持電壓72，且共同線2上之電壓保持於低保持電壓76，從而使沿著共同線1及2之調變器處於其各別經定址狀態。共同線3上之電壓增加至高定址電壓74以定址沿著共同線3之調變器。由於低區段電壓64施加於區段線2及3上，所以調變器(3,2)及(3,3)致動，同時沿著區段線1施加之高區段電壓62使得調變器(3,1)保持於鬆弛位置中。因此，在第五線時間60e之末尾，3×3像素陣列處於圖5A中所展示之狀態，且只要沿著共同線施加保持電壓即將保持於彼狀態，而與當正定址沿著其他共同線(圖中未示)之調變器時可發生的區段電壓之變化無關。
在圖5B之時序圖中，給定寫入程序(亦即，線時間60a至60e)可包括高保持及定址電壓或低保持及定址電壓之使用。一旦已完成針對給定共同線之寫入程序(且將共同電壓設定至具有與致動電壓相同極性之保持電壓)，則像素電壓保持於給定穩定窗內，且直至將釋放電壓施加於彼共同線上，才通過該鬆弛窗。此外，因為在定址調變器之前，作為寫入程序之部分釋放每一調變器，所以調變器之致動時間(而非釋放時間)可判定必要之線時間。具體而言，在調變器之釋放時間大於致動時間之實施中，可施加 釋放電壓持續長於單一線時間的時間，如圖5B中所描繪。在一些其他實施中，沿著共同線或區段線施加之電壓可變化以慮及不同調變器(諸如，不同色彩之調變器)之致動及釋放電壓的變化。
根據以上陳述的原理操作之干涉調變器之結構細節可廣泛地變化。舉例而言，圖6A至圖6E展示干涉調變器(包括可移動反射層14及其支撐結構)之變化實施之橫截面的實例。圖6A展示圖1之干涉調變器顯示器之局部橫截面的實例，其中金屬材料條帶(亦即，可移動反射層14)沈積於自基板20正交延伸之支撐件18上。在圖6B中，每一IMOD之可移動反射層14在形狀上大體為正方形或矩形，且在繫栓(tether)32上於隅角處或接近隅角而附接至支撐件。在圖6C中，可移動反射層14在形狀上大體為正方形或矩形，且自可變形層34垂下，該可變形層34可包括可撓性金屬。可變形層34在可移動反射層14之周界周圍可直接或間接地連接至基板20。此等連接在本文中稱為支撐柱。展示於圖6C中之實施具有自可移動反射層14之光學功能與可移動反射層14之機械功能解耦而導出的額外益處，該等機械功能藉由可變形層34進行。此解耦允許用於反射層14之結構設計及材料及用於可變形層34之結構設計及材料獨立於彼此而經最佳化。
圖6D展示IMOD之另一實例，其中可移動反射層14包括反射子層14a。可移動反射層14停置於諸如支撐柱18之支撐結構上。支撐柱18提供可移動反射層14與下部靜止電極 (亦即，所說明IMOD中之光學堆疊16的部分)之分離，使得(例如)當可移動反射層14處於鬆弛位置中時，間隙19形成於可移動反射層14與光學堆疊16之間。可移動反射層14亦可包括可經組態以充當電極之導電層14c，及支撐層14b。在此實例中，導電層14c安置於支撐層14b之遠離基板20之一側上，且反射子層14a安置於支撐層14b之接近基板20的另一側上。在一些實施中，反射子層14a可為導電的，且可安置於支撐層14b與光學堆疊16之間。支撐層14b可包括介電材料(例如，氮氧化矽(SiON)或二氧化矽(SiO2))之一或多個層。在一些實施中，支撐層14b可為層之堆疊，諸如，SiO2/SiON/SiO2三層堆疊。反射子層14a及導電層14c中任一者或其兩者可包括(例如)具有約0.5%銅(Cu)之鋁(Al)合金，或另一反射金屬材料。在介電支撐層14b之上及下方使用導電層14a、14c可平衡應力且提供增強之導電。在一些實施中，出於多種設計目的(諸如，達成可移動反射層14內之特定應力分佈)，反射子層14a及導電層14c可由不同材料形成。
如圖6D中所說明，一些實施亦可包括黑色遮罩結構23。黑色遮罩結構23可形成於光學非作用區中(例如，像素之間或柱18下方)以吸收周圍光或雜散光。黑色遮罩結構23亦可藉由抑制光自顯示器之非作用部分反射或透射穿過顯示器之非作用部分來改良顯示器件之光學性質，藉此增加對比率。另外，黑色遮罩結構23可導電且經組態以充當電匯流層(bussing layer)。在一些實施中，列電極可連接至 黑色遮罩結構23以減少連接之列電極的電阻。可使用包括沈積及圖案化技術之多種方法形成黑色遮罩結構23。黑色遮罩結構23可包括一或多個層。舉例而言，在一些實施中，黑色遮罩結構23包括充當光學吸收體之鉬鉻(MoCr)層、SiO2層及充當反射體及匯流層之鋁合金，其中厚度之範圍分別為約30 Å至80 Å、500 Å至1000 Å及500 Å至6000 Å。可使用包括光微影及乾式蝕刻之多種技術來圖案化該一或多個層，包括(例如)用於MoCr及SiO2層之四氟化碳(CF4)及/或氧氣(O2)及/或用於鋁合金層之氯氣(Cl2)及/或三氯化硼(BCl3)。在一些實施中，黑色遮罩23可為標準具(etalon)或干涉堆疊結構。在此等干涉堆疊黑色遮罩結構23中，可使用導電吸收體在每一列或行之光學堆疊16中的下部靜止電極之間傳輸或用匯流排傳送信號。在一些實施中，間隔層35可用以大體上將吸收層16a與黑色遮罩23中之導電層電隔離。
圖6E展示IMOD之另一實例，其中可移動反射層14為自支撐的。與圖6D相比，圖6E之實施並不包括支撐柱18。確切而言，可移動反射層14在多個位置處與下伏光學堆疊16接觸，且可移動反射層14之曲率提供足夠支撐，使得當跨越干涉調變器之電壓不足以引起致動時，可移動反射層14返回至圖6E之未經致動位置。此處為了清晰起見，展示可含有複數個若干不同層之光學堆疊16，該等不同層包括光學吸收體16a及介電質16b。在一些實施中，光學吸收體16a可充當固定電極及部分反射層兩者。
在諸如圖6A至圖6E中展示之實施的實施中，IMOD充當直視器件，其中自透明基板20之前側(亦即，與上面配置有調變器之側相對之側)觀察影像。在此等實施中，器件之背部部分(亦即，顯示器件之在可移動反射層14後方的任何部分，包括(例如)圖6C中所說明之可變形層34)可經組態及操作，而不影響或負面影響顯示器件之影像品質，此係因為反射層14光學屏蔽器件之彼等部分。舉例而言，在一些實施中，在可移動反射層14後方可包括匯流排結構(未說明)，其提供將調變器之光學性質與調變器之機電性質(諸如，電壓定址及由此定址產生之移動)分離之能力。另外，圖6A至圖6E之實施可簡化諸如圖案化之處理。
圖7展示說明干涉調變器之製造程序80之流程圖的實例，且圖8A至圖8E展示此製造程序80之對應階段之橫截面示意性說明的實例。在一些實施中，除圖7中未展示之其他區塊之外，製造程序80可經實施以製造(例如)說明於圖1及圖6中之一般類型之干涉調變器。參看圖1、圖6及圖7，程序80以區塊82開始，其中在基板20之上形成光學堆疊16。圖8A說明形成於基板20之上之此光學堆疊16。基板20可為諸如玻璃或塑膠之透明基板，該基板20可為可撓性的或相對剛性且不彎曲的，且可能已經受先前準備程序(例如，清潔)以促進光學堆疊16之有效形成。如上文論述，光學堆疊16可係導電的、部分透明的且部分反射的，且可(例如)藉由將具有所要性質之一或多個層沈積至透明基板20上而製造。在圖8A中，光學堆疊16包括具有子層 16a及16b之多層結構，但在一些其他實施中可包括更多或更少子層。在一些實施中，子層16a、16b中之一者可組態有光學吸收及導電性質兩者(諸如，組合之導體/吸收體子層16a)。另外，子層16a、16b中之一或多者可經圖案化為平行條帶，且可形成顯示器件中之列電極。此圖案化可藉由此項技術中已知之遮蔽及蝕刻程序或另一合適程序來執行。在一些實施中，子層16a、16b中之一者可為絕緣或介電層，諸如，沈積於一或多個金屬層(例如，一或多個反射及/或導電層)上之子層16b。另外，光學堆疊16可經圖案化為形成顯示器之列的個別及平行條帶。
程序80以區塊84繼續，其中在光學堆疊16之上形成犧牲層25。稍後移除(例如，在區塊90處)犧牲層25以形成空腔19，且因此犧牲層25並未展示於說明於圖1中之所得干涉調變器12中。圖8B說明包括形成於光學堆疊16之上之犧牲層25的部分製造器件。犧牲層25在光學堆疊16之上之形成可包括以經選擇以在後續移除之後提供具有所要設計大小之間隙或空腔19(亦參看圖1及圖8E)的厚度沈積諸如鉬(Mo)或非晶矽(Si)之二氟化氙(XeF2)可蝕刻材料。可使用諸如物理氣相沈積(PVD，例如濺鍍)、電漿增強型化學氣相沈積(PECVD)、熱化學氣相沈積(熱CVD)或旋塗之沈積技術來執行犧牲材料之沈積。
程序80以區塊86繼續，其中形成支撐結構(例如，如圖1、圖6及圖8C中所說明之柱18)。柱18之形成可包括圖案化犧牲層25以形成支撐結構孔，接著使用諸如PVD、 PECVD、熱CVD或旋塗之沈積方法將材料(例如，聚合物或無機材料，例如氧化矽)沈積至該孔中以形成柱18。在一些實施中，形成於犧牲層中之支撐結構孔可延伸穿過犧牲層25及光學堆疊16兩者至下伏基板20，使得柱18之下端接觸基板20，如圖6A中所說明。或者，如圖8C中所描繪，形成於犧牲層25中之孔可延伸穿過犧牲層25，但不穿透光學堆疊16。舉例而言，圖8E說明支撐柱18之下端與光學堆疊16之上表面接觸。柱18或其他支撐結構可藉由將支撐結構材料層沈積於犧牲層25之上及圖案化支撐結構材料之遠離犧牲層25中之孔而定位的部分來形成。支撐結構可定位於孔內(如圖8C中所說明)，但亦可至少部分在犧牲層25之一部分之上延伸。如上文所提及，犧牲層25及/或支撐柱18之圖案化可藉由圖案化及蝕刻程序來執行，但亦可藉由替代蝕刻方法來執行。
程序80以區塊88繼續，其中形成可移動反射層或膜(諸如，圖1、圖6及圖8D中所說明之可移動反射層14)。可藉由使用一或多個沈積步驟(例如，反射層(例如，鋁、鋁合金)沈積)連同一或多個圖案化、遮蔽及/或蝕刻步驟來形成可移動反射層14。可移動反射層14可導電，且被稱為導電層。在一些實施中，如圖8D中所展示，可移動反射層14可包括複數個子層14a、14b、14c。在一些實施中，該等子層中之一或多者(諸如，子層14a、14c)可包括針對其光學性質而選擇之高度反射子層，且另一子層14b可包括針對其機械性質而選擇之機械子層。由於犧牲層25仍存在於在 區塊88處形成的部分製造之干涉調變器中，因此可移動反射層14在此階段通常不可移動。含有犧牲層25之部分製造之IMOD在本文中亦可稱為「未釋放」IMOD。如上文結合圖1所描述，可移動反射層14可經圖案化為形成顯示器之行的個別及平行條帶。
程序80以區塊90繼續，其中形成空腔(例如，如圖1、圖6及圖8E中所說明之空腔19)。可藉由將犧牲材料25(在區塊84處沈積)曝露至蝕刻劑來形成空腔19。舉例而言，諸如Mo或非晶Si之可蝕刻犧牲材料可藉由乾式化學蝕刻來移除，例如，藉由將犧牲層25曝露至氣態或汽化蝕刻劑(諸如，自固態XeF2得到之蒸氣)歷時一段時間，此情形對於移除所要量之材料(通常相對於環繞空腔19之結構選擇性地移除)為有效的。亦可使用其他蝕刻方法(例如，濕式蝕刻及/或電漿蝕刻)。由於在區塊90期間移除犧牲層25，因此可移動反射層14在此階段之後通常可移動。在移除犧牲材料25之後，所得完全或部分製造之IMOD在本文中可稱為「釋放」IMOD。
本文中描述之實施係關於MEMS(包括IMOD)及其他器件之基板封裝。本文中描述之穿透基板的通孔可針對MEMS及非MEMS器件而實施，該等MEMS及非MEMS器件包括在晶粒單體化之前形成之晶圓上(或面板上)器件，諸如使用用於將器件連接至另一封裝、直接連接至一印刷線路板或鬆緊帶或用於達成經堆疊或多基板組態之引線或襯墊裝飾之晶粒。雖然製造方法及所得穿透基板的通孔之實施主 要在MEMS及IC器件之玻璃封裝之情境中描述，但該等方法及通孔不限於此且可在使用穿透絕緣基板之導電路徑的其他情境中應用。
圖9A及圖9B展示描繪包括周邊多跡線穿透玻璃的通孔之器件之等角視圖及仰視圖的實例。圖9A展示包括玻璃基板91之器件99之實例，玻璃基板91具有在其中形成之周邊穿透玻璃的通孔93。玻璃基板91為具有兩個主要實質上平行表面，即頂部表面92a及底部表面92b之大體平坦基板。玻璃基板91亦具有兩組平行周邊表面(亦稱為側表面)，即周邊表面89a及周邊表面89b。周邊表面89a及89b為實質上垂直於頂部表面92a及底部表面92b之次要表面。MEMS器件96附接至玻璃基板91之頂部表面92a或形成於玻璃基板91之頂部表面92a上。儘管在相關聯圖中將玻璃基板91描繪為透明的，但玻璃基板91可為透明或非透明的。如所說明，每一周邊穿透玻璃的通孔具有彎曲側壁且包括多個導線94(亦稱為跡線)，該多個導線94穿透玻璃基板91在頂部表面92a之部分與底部表面92b之部分之間延伸。周邊穿透玻璃的通孔93位於玻璃基板91之周邊上，其中每一者自一周邊表面89a凹入。每一周邊穿透玻璃的通孔93包括側壁102及沿著側壁102延伸之導線94。每一導線94提供穿透玻璃基板91在頂部表面92a之部分與底部表面92b之部分之間的導電通道。在圖9A中描繪之實例中，每一導線94提供自MEMS器件96至底部表面92b上之結合襯墊95之連接。具體而言，每一導線94自穿透玻璃的通孔93延伸以連接至頂 部表面92a上之MEMS器件96，且自穿透玻璃的通孔93延伸以連接至底部表面92b上之結合襯墊95。在所展示之實例中，結合襯墊95允許至印刷電路板或其他基板或器件(圖中未示)之連接。穿透玻璃的通孔93因此提供自玻璃基板91之一側上之一或多個跡線、襯墊、IC、MEMS器件或其他組件至相對側上之一或多個跡線、襯墊、IC、MEMS器件或其他組件之直接電連接。在所描繪之實例中，每一穿透玻璃的通孔包括多個導線94，但在其他實施中，可存在單一導電通道。在各種實施中，通孔側壁之全部或大部分可塗佈有導電材料，或可圖案化單一線。在所描繪之實例中，周邊穿透玻璃的通孔93係在玻璃基板91之兩個周邊相對側上，但在其他實施中，周邊穿透玻璃的通孔93可包括於任何數目之側上。又，多個穿透玻璃的通孔可包括於任一側上。
圖9B展示描繪於圖9A中之器件99之仰視圖的實例。導線94自周邊穿透玻璃的通孔93延伸至結合襯墊95。如所說明，結合襯墊95以允許周邊穿透玻璃的通孔93中之導線94之較大密度的兩列交錯構造配置。在替代實施中，該等結合襯墊不交錯，或為達成較高密度而在兩個以上列中交錯。結合襯墊95可為表面黏著器件(SMD)襯墊，其經組態以連接至(例如)印刷電路板(PCB)或可提供至PCB或其他器件之電介面。在一些實施中，結合襯墊95經組態以用於至「鬆緊帶」之附接，「鬆緊帶」亦即帶或其他可撓性基板材料，其支撐一或多個導體且提供至諸如IC、PCB及其類 似者之一或多個外部電組件之電連接。
在一些實施中，周邊穿透玻璃的通孔促進減小之封裝大小。圖9C展示在晶粒單體化之前包括多個晶粒及周邊及非周邊穿透玻璃的通孔的玻璃基板之俯視圖的實例。玻璃基板91包括晶粒302，其中每一晶粒包括組件304及兩個周邊穿透玻璃的通孔93。組件304可為機電系統器件、感測器、電路、接觸襯墊、SMD襯墊或其他電主動器件或導電材料。在一些實施中，組件304包括無線通信器件。指示水平切分道306a、306b、306c及306d及垂直切分道308a、308b、308c及308d。切分道為玻璃基板91將經切分成單體晶粒302所沿著之線。周邊穿透玻璃的通孔93各自位於垂直切分道308a、308b、308c或308d中之一者上之中心處。在晶粒單體化之前，每一周邊穿透玻璃的通孔93由兩個鄰近晶粒302共用。舉例而言，周邊穿透玻璃的通孔93a由晶粒302a及302b共用，且周邊穿透玻璃的通孔93b由晶粒302b及302c共用。在一些實施中，共用通孔促進減小晶粒大小。根據所要實施，一晶粒可包括在任何數目個側上的一或多個周邊穿透玻璃的通孔。在一些實施中，周邊穿透玻璃的通孔位於每隔一個之切分道上之中心處，使得在晶粒單體化之前每一晶粒包括一個經共用之穿透玻璃的通孔。在一些實施中，除了在相對側上之外或替代在相對側上，晶粒可在鄰近側上具有周邊穿透玻璃的通孔。
在一些實施中，非周邊穿透玻璃的通孔單獨地提供或除了周邊穿透玻璃的通孔之外又提供。在圖9C中說明一實 例，其中晶粒302各自視情況包括非周邊通孔。舉例而言，通孔93c位於內部且非晶粒302c之周邊上。圖9D及圖9E展示描繪包括非周邊多跡線穿透玻璃的通孔之器件之頂視圖及等角視圖的實例。詳言之，圖9D及圖9E展示形成於玻璃基板91中之穿透玻璃的通孔93c之特寫視圖(close up view)的實例。穿透玻璃的通孔93c位於玻璃基板91之內部而非周邊。每一穿透玻璃的通孔93c包括側壁102及沿著側壁102延伸之導電跡線94。導線94自玻璃基板91之一側上之MEMS器件96延伸至玻璃基板91之另一側上之結合襯墊95。導線94自MEMS器件96至結合襯墊95為連續的。(在圖9D中每一導線94之底側區段由頂側區段遮掩)。通孔相對於周邊表面之形狀及定向可根據所要實施變化。在圖9D及圖9E之實例中，穿透玻璃的通孔93c為狹槽形的，其中狹槽之長度不平行於玻璃基板91之周邊表面89。導線94亦成角度以自通孔93c延伸至MEMS器件96。
圖10A至圖10E展示具有周邊穿透玻璃的通孔之玻璃基板之簡化橫截面示意性說明的實例。在圖10A之實例中，周邊穿透玻璃的通孔93(包括側壁金屬化101)提供於玻璃基板91中。在此實施中，玻璃基板91為MEMS器件玻璃基板，亦即，上面形成或以其他方式附接有MEMS器件96之玻璃基板。穿透玻璃的通孔93提供MEMS器件玻璃基板91之一側上之MEMS器件96與MEMS器件玻璃基板91之另一側上之覆晶結合積體電路97之間的電連接。側壁金屬化101可為單一經圖案化導線、多個經圖案化導線(諸如圖9A 中描繪之導線94)，或側壁之所有或部分上之薄膜塗層。在圖10B之實例中，周邊穿透玻璃的通孔93亦提供於玻璃基板91中，玻璃基板91亦可為MEMS器件基板。在此實施中，在通孔93中具有側壁金屬化101之穿透玻璃的通孔93將MEMS器件玻璃基板91之一側上之MEMS器件96(諸如顯示器)連接至另一側上之電主動組件98。電主動組件98可為諸如驅動器或控制電路或晶片之電子器件或組件，或諸如MEMS感測器或其他MEMS器件之另一MEMS器件。電主動組件98可包括用於蜂巢式電話之無線通信晶片或無線資料通信晶片。在圖10C之實例中，玻璃基板91為SMD玻璃基板。周邊穿透玻璃的通孔93形成於玻璃基板91中，且提供在SMD玻璃基板91之一側上之結合襯墊95(在此處說明為SMD襯墊)與另一側上之導線94之間的導電路徑。在圖10D之實例中，周邊穿透玻璃的通孔93形成於MEMS器件玻璃基板91中，以提供在MEMS器件玻璃基板91之相對側上之MEMS器件96與結合襯墊95(在此處說明為SMD襯墊)之間的電連接。MEMS器件玻璃基板91可直接安裝(例如)於PCB上，其中結合襯墊95提供至PCB(圖中未示)之電介面。
在一些實施中，兩個或兩個以上基板接合在一起，其中至少一基板具有部分地或完全地經薄膜塗佈之穿透玻璃的通孔。舉例而言，在圖10E中，包括側壁金屬化101a之周邊穿透玻璃的通孔93a形成於MEMS器件玻璃基板91a中，且連接至另一周邊穿透玻璃的通孔93b，另一周邊穿透玻 璃的通孔93b包括形成於SMD玻璃基板91b中之側壁金屬化101b。MEMS器件玻璃基板91a與SMD玻璃基板91b(例如)使用金屬或諸如UV可固化聚合物之聚合物結合在一起。周邊穿透玻璃的通孔93a及93b將製造於MEMS器件玻璃基板91a上之MEMS器件96電連接至形成於SMD玻璃基板91b上之結合襯墊95。在特定實施中，一或多個接觸襯墊可形成於周邊穿透玻璃的通孔93a與93b之間。雖然在圖10E中周邊穿透玻璃的通孔93a及93b直接地對準，但在替代實施(圖中未示)中，周邊穿透玻璃的通孔未直接地對準，且可與一個或兩個基板上之導電跡線及接觸襯墊電互連。在替代實施中，周邊穿透玻璃的通孔連接至第二基板上之非周邊穿透玻璃的通孔。亦在替代實施中，該等結合襯墊經組態以連接至鬆緊帶連接器。
雖然圖9A至圖9E及圖10A至圖10E提供本文中描述之穿透玻璃的通孔之實施的實例，但該等穿透玻璃的通孔並不限於此等實施，而可用以提供穿透任何玻璃基板之導電路徑。根據各種實施，該等穿透玻璃的通孔可單獨地使用或結合接觸襯墊、金屬線或跡線及其類似者使用，以將玻璃基板之一側上之諸如電容器、電感器、電阻器、器件、感測器、電路、晶片、通孔、結合或接觸襯墊、SMD襯墊或導電材料之任何電被動或主動元件連接至玻璃基板之另一側上之諸如電容器、電感器、電阻器、器件、感測器、電路、晶片、通孔、結合或接觸襯墊、SMD襯墊或導電材料之任何其他電被動或主動元件。
根據各種實施，其中形成有穿透玻璃的通孔之玻璃基板為實質上平坦的，具有實質上平行主要表面(亦稱為頂部表面及底部表面)。一般熟習此項技術者將理解，每一表面亦可包括各種凹入或凸起特徵以容納(例如)MEMS組件、積體電路或其他器件。根據各種實施，玻璃基板之厚度通常在50微米與700微米之間。基板厚度可根據實施而變化。舉例而言，在玻璃基板為待進一步封裝之MEMS器件基板之特定實施中，厚度可在約50微米與300微米之間，諸如100微米或300微米。包括SMD襯墊且經組態以安裝至PCB上之基板可具有至少約300微米，諸如在300微米與500微米之間的厚度。包括一或多個玻璃基板或面板之組態可具有700微米或更大之厚度。
穿透玻璃的通孔之數目、形狀及置放可根據實施而變化。舉例而言，一或多個周邊通孔可位於玻璃基板之一側、兩側、三側或三個以上側之周邊上。在圖9A至圖9E中，通孔開口為狹長的，其中通孔開口形狀經特徵化為狹槽形狀或半狹槽形狀，其中半狹槽形狀在一些實施中指代已切分成兩個分離部分之狹槽形狀通孔之形狀。狹槽形通孔開口可經特徵化為具有磨圓隅角之狹長矩形，其具有較長尺寸即長度L，及較短尺寸即寬度W。在圖19A中描繪狹槽形通孔之一實例。在替代實施中，通孔開口可以其他方式塑形，包括半圓形。該等通孔開口亦可為橢圓形、半橢圓形、圓形、半圓形、矩形、正方形、半正方形、具有磨圓隅角之正方形、具有磨圓隅角之半正方形，等等。在一 些實施中，多個通孔配置成陣列。在一些實施中，通孔開口具有磨圓邊緣而無尖銳隅角。
圖11展示說明用於形成周邊穿透玻璃的通孔之程序之流程圖的實例。程序110在區塊111處開始，其中提供一玻璃基板。隨後之程序110(以及圖12之程序160及170)之描述將聚焦於使用玻璃基板之實施，但應理解，亦可使用其他基板，諸如非玻璃絕緣基板。在上文描述根據各種實施之玻璃基板之厚度。該等基板可為任何適當面積。在一些實施中，具有大約四平方公尺或更大之面積的玻璃基板(有時稱為玻璃板或面板)具備(例如)0.3、0.5或0.7毫米之厚度。或者，可提供具有100毫米、150毫米之直徑或其他直徑之圓形基板。在一些其他實施中，可提供自較大玻璃面板切割之正方形或矩形子面板。該玻璃基板可為或包括(例如)硼矽玻璃、鹼石灰玻璃、石英、派熱克斯玻璃(Pyrex)或其他合適玻璃材料。該玻璃基板可具備或無已製造於該基板之一側或兩側上之MEMS器件及/或其他組件(金屬跡線、接觸襯墊、電路等)。在一些實施中，MEMS器件及/或其他封裝組件在穿透玻璃的通孔之形成之後，或在穿透玻璃的通孔之形成期間之任何適當時刻形成。
程序110以區塊113繼續，其中形成穿透玻璃的通孔洞。穿透玻璃的通孔洞可藉由包括濕式蝕刻、乾式蝕刻及噴砂(亦稱為噴粉)之一或多個操作形成。在一些實施中，執行雙側程序以在玻璃基板中形成穿透玻璃的通孔洞。形成穿透玻璃的通孔洞之雙側程序涉及形成部分地蝕刻(亦即未 完全地蝕刻至玻璃基板之相對側)之兩個洞，在玻璃基板之每一側上有一個洞。在此等兩個部分地穿透的洞之形成期間或之後的某一時刻處，此等兩個部分地穿透的洞藉由蝕刻或以其他方式移除此等兩個部分地穿透的洞之間的玻璃材料來接合。該兩個部分地穿透的洞經對準，使得在接合時，該等經對準之穿透的洞在接近玻璃基板之中間段處重疊，從而形成穿透玻璃的通孔洞。根據所要實施，雙側程序可涉及經對準之部分地穿透的洞之同時濕式或乾式蝕刻、經對準之部分地穿透的洞之順序濕式或乾式蝕刻，及經對準之部分地穿透的洞之同時或順序噴砂中之一或多者。在一些實施中，雙側程序涉及雙側噴砂程序，隨後為用以進一步塑形及波狀化通孔洞之濕式蝕刻程序。在下文關於圖12描述雙側程序之進一步細節及實例。在一些實施中，通孔洞經塑形以促進通孔洞側壁自玻璃基板之一側或兩側之隨後金屬化。此在下文關於圖15至圖17進一步論述。
在形成穿透玻璃的通孔洞之後，程序110以區塊115繼續，其中金屬化穿透玻璃的通孔洞之側壁。金屬化該等側壁涉及使用連續導電膜塗佈該等側壁之全部或一部分。在一些實施中，形成多個導線。該多個導線可與彼此電隔離，使得每一金屬線提供穿透玻璃基板之相異導電通道。在一些實施中，形成單一導線或其他通道。若形成多個線，則間距可根據所要實施而變化。(如本文中所使用，間隔開之線之間距指代一線之寬度加上一間隔之寬度)。 舉例而言，根據所要實施，側壁線之間距可為自小於約10微米至大於約300微米之任何一點上。在各種實施中，線寬可(例如)自小於20微米寬至大約100微米寬而變化。在各種實施中，鄰近導線之間的間隔可自小於20微米變化至500微米或更大。
在一些實施中，側壁金屬化包括濺鍍沈積程序或其他物理氣相沈積(PVD)程序、化學氣相沈積(CVD)程序、原子層沈積(ALD)程序、蒸鍍程序、無電極鍍敷程序、電鍍程序、噴射程序及噴塗程序中之一或多者。在一些實施中，側壁金屬化包括使用抗蝕劑之圖案化及/或蝕刻。
在一些實施中，區塊115為一側沈積程序。舉例而言，在一些實施中，區塊115為一側濺鍍程序，其中定位於包括穿透玻璃的通孔洞之基板之一表面或另一表面上之靶材經濺鍍以將靶材材料沈積於基板之該表面上以及上部及下部通孔洞兩者之側壁上。導電薄膜材料僅穿透該表面上之通孔開口進入該穿透玻璃的通孔洞。在一些其他實施中，區塊115為兩側程序，其中材料同時地或順序地穿透每一通孔開口而沈積於一穿透玻璃的通孔洞中。在一些實施中，側壁金屬化可包括諸如噴射、施配、噴塗及使用電泳抗蝕劑之一或多個技術以形成經圖案化之金屬線。此等可為一側或兩側程序。如下文進一步描述，在區塊115中使用之技術可根據在所要實施中導線之間距而變化。在下文關於圖21A至圖21C描述側壁金屬化程序之進一步細節及實例。
除了金屬化通孔洞之內側表面之外，金屬或其他導電材料可形成於玻璃基板之頂部表面及底部表面中之一者或兩者上，環繞該表面上之通孔開口的區域之至少一部分中。形成於頂部表面及/或底部表面上之膜可經圖案化及蝕刻以形成電連接至完全地或部分地金屬化之通孔洞的電跡線及/或接觸襯墊。圖案化及蝕刻可在區塊115之前、之後或期間執行。舉例而言，在一些實施中，沈積遮罩在側壁上之薄膜之沈積之前形成於頂部表面及/或底部表面上，使得該等膜以所要圖案沈積。側壁金屬化亦可經沈積以連接至頂部表面及/或底部表面上之現存金屬跡線及其他特徵。
在一些實施中，在側壁金屬化之後，通孔洞藉由金屬、其他導電材料或非導電材料填充或部分地填充。在其他實施中，留下通孔洞之內部不填充。若使用填料材料，則填料材料可為金屬、金屬膏、焊料、焊料膏、一或多個焊球、玻璃-金屬材料、聚合物-金屬材料、導電聚合物、非導電聚合物、導電材料、非導電材料、導熱材料、散熱材料，或其組合。在一些實施中，填料材料減小在經沈積之薄膜及/或鍍敷層上之應力。在一些其他實施中，填料材料密封通孔洞以防止液體或氣體經由通孔洞之轉移。填料材料可充當導熱路徑以將熱自安裝於玻璃基板之一側上之器件轉移至另一側上之器件。根據各種實施，通孔洞可使用諸如鍍敷、基於刮漿板之程序、施配或直接寫入填料材料、網版印刷、噴塗塗佈或其他適當通孔填充程序之程序 填充或部分地填充。在將薄膜沈積於玻璃基板之頂部表面及/或底部表面上之實施中，該等薄膜可在填充通孔洞之前或之後加以圖案化及蝕刻。
在切分玻璃基板以形成個別晶粒之前，玻璃基板可藉由額外沈積、圖案化及蝕刻序列進一步處理以形成電連接、器件或其他特徵。各種其他操作可發生，包括將玻璃基板接合至一或多個額外基板或組件。舉例而言，一覆蓋玻璃基板可接合至一器件基板以囊封器件基板上之器件。
程序110以區塊117繼續，其中切分玻璃基板以形成多個封裝。切分可包括形成切割玻璃基板將沿著之切分道，及使用切分鋸或雷射沿著該等切分道切割。如上文關於圖9C所描述，切分道中之至少一些通過一穿透玻璃的通孔洞。在一些實施中，一切分道包括一或多個穿透玻璃的通孔洞之中心線。
圖12展示說明用於形成穿透玻璃的通孔洞之程序之流程圖的實例。該流程圖描繪根據各種實施形成穿透玻璃的通孔洞之替代雙側方法160及170的實例。兩個方法皆以在區塊171中在玻璃基板之頂部表面及底部表面上形成遮罩開始。該玻璃基板可具備或無已製造於該基板之一側或兩側上之機電系統器件及/或其他組件。在一些實施中，可在穿透玻璃的通孔之形成期間或之後形成機電系統及其他器件。形成一遮罩大體涉及在玻璃基板上塗覆光敏感層，將一圖案以微影方式曝露至該光敏感層中，及接著顯影該光敏感層。或者，沈積於玻璃基板上之抗蝕刻層可經圖案化 及蝕刻，且接著充當蝕刻遮罩。模版或其他遮蔽技術亦可用作用於濕式、乾式或噴砂操作之遮罩。該等遮罩經形成以對應於通孔洞之置放及大小。在一些實施中，頂部表面與底部表面上之遮罩為鏡像，其中在基板之任一側上之遮罩開口經對準以允許經對準之部分地穿透的通孔洞及隨後穿透玻璃的通孔洞之形成。為在基板之頂部側及底部側上形成具有大小不同之通孔開口之穿透玻璃的通孔洞，可形成在遮罩中之大小不同但對準之遮罩開口。
對於諸如各向同性濕式化學蝕刻之各向同性移除程序，遮罩開口可實質上小於最終所要通孔開口大小。舉例而言，對於具有100微米直徑之圓形通孔開口，遮罩開口可小至約1微米至20微米，諸如10微米；對於具有500微米直徑之圓形通孔開口，遮罩開口可為約10微米至100微米，等等。對於諸如噴砂或乾式蝕刻之各向異性移除程序，遮罩開口大體為最終所要通孔開口大小之大小。在一些實施中，最終通孔開口大小大約為基板厚度。
該等程序亦允許對準中之某些容差。在一些實施中，因為通孔開口相當大，其中直徑或長度為大約數百微米，所以對應遮罩開口可在數十微米或更小內對準。在一些其他實施中，頂部遮罩及底部遮罩中之一者或兩者亦可具有非對應遮罩開口以允許形成凹入特徵而非雙側通孔洞，或除了雙側洞之外又形成凹入特徵。
可視隨後玻璃移除操作(亦即，蝕刻或噴砂)而定來選擇遮罩材料。對於濕式蝕刻，遮罩材料可包括光阻、多晶矽 或氮化矽之經沈積層、碳化矽，或鉻、鉻與金，或其他抗蝕刻材料之薄金屬層。對於噴砂，遮罩材料包括光阻、經層壓乾抗蝕劑膜、順應式聚合物、聚矽氧橡膠、金屬遮罩或金屬或聚合篩網。
在適當地遮蔽頂部表面及底部表面之後，形成穿透玻璃的通孔洞。在程序160中，如區塊173中所展示，此涉及將基板置放於濕式蝕刻溶液中。濕式蝕刻溶液包括基於氟化氫之溶液，例如，濃氫氟酸(HF)、稀HF(HF：H2O)、經緩衝HF(HF：NH4F：H2O)，或與遮蔽材料相比較具有對玻璃基板之相當高蝕刻速率及針對玻璃之高蝕刻敏感性之其他合適蝕刻劑。該蝕刻劑亦可藉由噴塗、覆液或其他已知技術來塗覆。濕式蝕刻序列可在一側上且接著另一側上連續地執行，或在兩個側上同時執行。在程序160中，完全地藉由濕式蝕刻在玻璃中形成穿透玻璃的通孔洞，而無先前噴砂或其他遮蔽後玻璃移除操作。此可形成部分地穿透的通孔洞，其中彎曲側壁具有一大體恆定的曲率半徑。該程序繼續，至少直至形成於頂部表面及底部表面中之經對準之通孔洞貫穿以產生一穿透玻璃的通孔洞。在通孔開口為圓形且遮罩開口較小的一些實施中，所得穿透玻璃的通孔洞可特徵化為具有兩個交叉半球形通孔洞。與通孔開口形狀無關，波狀穿透玻璃的通孔洞之經對準洞中之每一者具有具一凹曲度之側壁，其自平坦玻璃基板表面延伸至玻璃之內部中經對準洞會合之一點。舉例而言，合適波狀側壁可允許穿透通孔之薄金屬層之視線濺鍍沈積，以提供穿透通孔 洞之連續電連接性，甚至在單側沈積之情況下亦如此。
圖13展示藉由雙側濕式蝕刻形成之穿透玻璃的通孔洞之橫截面示意性說明的實例。穿透玻璃的通孔洞122包括在玻璃基板91之內部中之一點處交叉的經對準之部分地穿透的通孔洞125a及125b。指示通孔洞125a及125b之交叉點185，且其經展示為具有小而有限之曲率半徑。玻璃基板91之頂部表面中之遮罩開口187係藉由遮罩189界定，其在底部表面中具有類似遮罩開口。通孔洞125a包括自玻璃基板91之頂部表面以凹進方式彎曲至交叉點185之側壁191。此曲率半徑沿著側壁191為實質上恆定的。通孔洞125b類似地具有自玻璃基板91之底部表面以凹進方式彎曲至交叉點185之側壁。上部通孔洞125a及下部通孔洞125b之接近玻璃基板91之中間平面的交叉點185處的尺寸(諸如直徑)小於頂部表面及底部表面處之通孔開口之尺寸(諸如直徑)。
返回至圖12，根據各種實施，執行濕式蝕刻區塊173以波狀化一穿透玻璃的通孔洞，以便促進連續導電薄膜之隨後沈積。舉例而言，在一些實施中，執行濕式蝕刻操作，使得經對準之通孔洞之交叉點為平滑且磨圓的而無尖銳邊緣，從而具有小而經定製之曲率半徑。交叉點處之曲率半徑可(例如)受蝕刻操作期間之強度或蝕刻劑攪拌之缺乏影響。在一些實施中，通孔洞為波狀的以准許連續薄膜自僅單一側之沈積。平滑、連續地彎曲之輪廓允許經曝露之側壁使用經沈積之薄膜之均勻、非掩蔽覆蓋。下文關於圖16及圖17進一步論述濕式蝕刻操作。
如上文所描述，濕式蝕刻區塊173涉及同時雙側蝕刻。在替代實施中，可順序地蝕刻玻璃基板之頂部及底部側。一旦蝕刻穿透玻璃的通孔，如區塊179所展示自玻璃基板之兩個側移除遮罩。接著在區塊181中清潔基板，以製備基板以用於將連續薄膜沈積於穿透玻璃的通孔洞中，及其他隨後處理。
程序170描述在形成穿透玻璃的通孔洞之替代實施中之操作。在區塊171中遮蔽玻璃基板之頂部表面及底部表面之後，在區塊175中對基板進行噴砂以形成穿透玻璃的通孔洞。可藉由對基板之每一側經由(例如)基板之一側或兩側上之經對準之模版圖案進行噴砂而形成穿透玻璃的通孔洞。可同時地或連續地執行對每一側之遮蔽及噴砂。圖14A至圖14F展示形成穿透玻璃的通孔洞之噴砂方法的各個階段之橫截面示意性說明之實例。
在一些實施中，噴砂操作繼續進行，至少直至形成於頂部表面及底部表面中之經對準之通孔洞貫穿以產生穿透玻璃的通孔洞。在噴砂操作藉由濕式蝕刻成功進行之一些實施中，經對準之通孔洞之雙側噴砂可在貫穿之前停止，其中貫穿在濕式蝕刻期間發生。舉例而言，可經由小直徑遮罩開口執行噴砂，小直徑遮罩開口自限制在濕式蝕刻之前自每一側噴砂之深度，如下文關於圖14A所描述。或者，噴砂可執行歷時預先指定或預先判定之時間且在貫穿之前停止，其中貫穿在濕式蝕刻期間發生，如下文關於圖14B所描述。在另一實施中，雙側噴砂可在貫穿之後執行以形 成穿透玻璃的通孔洞，隨後為濕式蝕刻以進一步波狀化該穿透玻璃的通孔洞，如下文關於圖14C所描述。在一些實施中，噴砂操作形成具有楔形、實質上線性側壁之通孔洞。在一些實施中，形成彎曲而非筆直楔形側壁涉及使用較高壓力噴砂以形成具有較陡峭楔形之每一通孔洞之頂部，隨後為較低壓力噴砂以形成具有較不陡峭楔形之每一洞之底部，該洞作為接近玻璃基板之中間平面之洞。在此等實施中，噴砂壓力可以逐步或連續方式變化。在下文關於圖14D描述逐步噴砂技術之實例。
在雙側噴砂之後，在區塊177中將所得穿透玻璃的通孔洞曝露至濕式蝕刻劑。在一些實施中，濕式蝕刻劑僅用以重紋理化該等側壁，從而平滑化該等側壁以用於隨後沈積。在一些其他實施中，允許濕式蝕刻繼續以波狀化穿透玻璃的通孔。在圖14A中描繪一實例，圖14A展示具有穿透玻璃的通孔洞122之玻璃基板91之橫截面的實例，穿透玻璃的通孔洞122係藉由順序雙側噴砂與自限制部分地穿透的通孔洞而形成。在所描繪之實施中，展示形成穿透玻璃的通孔洞122之三個階段。藉由噴砂玻璃基板91經由遮罩開口187a及187b來順序地形成兩個經對準之通孔洞125a及125b。在噴砂之後，通孔洞125a及125b為楔形，具有實質上筆直側壁。亦在噴砂之後，經對準之通孔洞125a與125b未連接，但在替代實施中，經對準之通孔洞125a與125b可連接。可接著執行濕式蝕刻，且允許其繼續進行歷時足以貫穿且形成具有波狀側壁之穿透玻璃的通孔洞122 之時間長度。在一些實施中，諸如當接近通孔洞125a及125b之交叉點形成直接視線區時，波狀側壁促進在恆定地成楔形之側壁之上的經改良薄膜沈積。可使用濕式蝕刻劑來移除噴砂對基板側壁之非想要損害，但其亦可以足以避免使用隨後沈積之薄膜之掩蔽效應的方式而應用。
在另一實施中，圖14B展示經遮蔽及噴砂以形成上部通孔洞125a，接著自相對側遮蔽及噴砂以形成下部通孔洞125b而未貫穿的玻璃基板91。上部通孔洞125a及下部通孔洞125b可具有實質上平的底部表面。若(例如)通孔洞開口足夠寬以使得此等表面之磨損速率為均勻的，則上部通孔洞及下部通孔洞可具有實質上平的底部表面(除了接近側壁處)。在濕式蝕刻操作之後，通孔洞125a與125b連接以形成穿透玻璃的通孔洞122。在另一實施中，玻璃基板91在第一側上遮蔽及噴砂以形成上部通孔洞125a，接著在另一側上遮蔽及噴砂以形成具有充分寬度以貫穿玻璃基板91之下部通孔洞125b，如圖14C中所展示。濕式蝕刻操作進一步波狀化通孔洞125a及125b之側壁以形成穿透玻璃的通孔洞122。
在逐步噴砂方法之實例中，圖14D展示具有諸如模版或篩網之上部及下部遮罩之玻璃基板91，上部及下部遮罩具有遮罩開口187a及187b，噴砂以逐步方式經由遮罩開口187a及187b而執行。首先形成上部通孔洞125a，其中其側壁具有兩個部分191a及191b，該兩個部分191a及191b具有藉由具有不同壓力之兩個噴砂步驟形成的具不同坡度之實 質上筆直側壁。在替代實施中，可執行兩個以上步驟。在形成上部通孔洞125a之後，類似地形成下部通孔洞125b，從而得到穿透玻璃的通孔洞122。可視情況隨後進行濕式蝕刻操作以進一步波狀化穿透玻璃的通孔洞122。
返回至圖12，在執行濕式蝕刻區塊177之後，方法170類似於方法160而結束，諸如藉由在區塊179中自玻璃基板之兩個側移除該等遮罩，及在區塊181中清潔基板。在替代實施中，濕式蝕刻或噴砂操作可由乾式蝕刻或乾式蝕刻與濕式蝕刻之組合替換。乾式蝕刻涉及將經遮蔽之基板曝露至電漿(諸如含氟電漿)。該電漿可為直接的(就地)或遠離的。可使用之電漿之實例包括電感性地耦合或電容性地耦合之RF電漿及微波電漿。圖14E及圖14F展示形成穿透玻璃的通孔洞之乾式蝕刻方法的各個階段之橫截面示意性說明之實例。在一實例中，圖14E展示具有部分地穿透的通孔洞125a及125b之經乾式蝕刻之玻璃基板91，部分地穿透的通孔洞125a及125b具有大體矩形橫截面輪廓。隨後濕式蝕刻部分地穿透的通孔洞125a及125b以形成穿透玻璃的通孔洞122。在圖14F中描繪之實例中，在一側上具有上部通孔洞125a之經乾式蝕刻之玻璃基板91可浸沒於濕式蝕刻劑中以放大通孔洞125a且同時形成下部通孔洞125b，上部通孔洞125a與下部通孔洞125b在充分蝕刻時間之後合併以形成穿透玻璃的通孔洞122。在此實例中，上部通孔洞125a與下部通孔洞125b在中點之外的一點處交叉。在一些實施中，如自基板之頂部表面或底部表面所量測，經對準之通 孔洞在基板之高度之50%與90%之間的一點處交叉。亦應注意，使用此程序，針對濕式蝕刻操作而言可使用較少時間，且用於乾式蝕刻操作之經曝露區域減小或為最小的。在另一變型(圖中未示)中，乾式蝕刻可自玻璃基板之一側形成小直徑通孔洞，且濕式蝕刻可自另一側形成半球形通孔洞以連接該兩個通孔洞，使得最小化藉由經乾式蝕刻之側上之通孔洞開口消耗之區域。
在一些實施中，穿透玻璃的通孔洞經波狀化(亦即，經塑形及定大小)以允許穿透該洞為連續的側壁金屬化。穿透玻璃的通孔洞可經波狀化以允許穿透該洞為連續的薄膜之單側沈積。如上文描述，一穿透玻璃的通孔洞包括在玻璃基板之相對側中形成的兩個經對準之通孔洞。在一些實施中，穿透玻璃的通孔洞經波狀化，使得自兩個部分地穿透的通孔洞的交叉點之一側或另一側上之彎曲表面延伸(而鄰近該交叉點)的切線延伸穿過對置洞之通孔開口。圖15展示金屬化波狀穿透玻璃的通孔洞之橫截面示意性說明的實例。如圖15中所描繪，穿透玻璃的通孔洞122包括在交叉點185處會合之經對準之半球形通孔洞125a及125b，其中經對準之通孔洞125a形成於頂部表面92a中，且經對準之通孔洞125b形成於玻璃基板91之底部表面92b中。描繪相切於接近交叉點185之經對準之通孔洞125b的側壁的切線190。在一些實施中，自交叉點185延伸至沿著通孔洞125b之側壁表面之一點的區192為自頂側沈積源接取之最具挑戰區。然而，因為切線190延伸穿過頂部表面92a中之 通孔洞125a之通孔開口，所以區192為用於頂層濺鍍靶材或其他沈積源(圖中未示)之直接視線區；相應地，區192及通孔洞125a及125b之所有其他側壁表面對於使用清楚視線曝露之頂側薄膜沈積為可接取的。結果，藉由濺鍍、電漿沈積或其他合適沈積技術之頂側薄膜沈積引起連續薄膜經由穿透玻璃的通孔洞122之沈積。增加切線190之角度可改良隨後沈積之薄膜之連續性，但過大之通孔洞可更難以填充且可使玻璃基板91變脆。
如圖15中描述而波狀化之穿透玻璃的通孔洞亦可使用諸如化學氣相沈積或低壓化學氣相沈積之雙側薄膜沈積技術來塗佈有一連續薄膜。穿透玻璃的通孔洞之每一半針對自玻璃基板之兩個側之沈積可為可接取的，從而得到如與單側沈積比較經改良之沈積。
在一些實施中，經由雙側各向同性濕式蝕刻形成如上文參看圖15所描述而波狀化之穿透玻璃的通孔洞。允許該蝕刻繼續進行，直至蝕刻半徑R(亦即，各向同性蝕刻自遮罩開口在任何方向上繼續進行之距離)為至少最小蝕刻半徑RMin。RMin為如下最小蝕刻半徑，即提供經波狀化之通孔洞，使得自兩個部分地穿透的通孔洞的交叉點之一側或另一側上之彎曲表面延伸(而鄰近該交叉點)的切線延伸穿過對置洞之通孔開口，如上文描述。在一些實施中，最小蝕刻半徑係藉由方程式1給出：RMin=(2)(tS/2)/(1+((dM+RMin)/RMin)(1-(tS/2RMin)2)1/2)1/2 (方程式1) 其中dM為遮罩開口尺寸，且tS為基板厚度。舉例而言，dM表示用於圓形通孔之遮罩開口直徑，及用於狹槽形遮罩開口之最小遮罩開口尺寸(諸如寬度)。圖16展示穿透玻璃的通孔洞之某些蝕刻參數之橫截面示意性說明的實例。在圖16中展示之實例中，蝕刻半徑等於最小蝕刻半徑，其滿足方程式1。描繪玻璃基板91中之穿透玻璃的通孔洞122及遮罩189。遮罩189允許蝕刻劑選擇性地接觸藉由遮罩開口187曝露之區域中的玻璃基板91之頂部表面。遮罩開口187可為圓、狹槽、矩形或其他形狀。對於圓形遮罩開口，dM為遮罩特徵之直徑。對於非圓形遮罩開口，dM為最小尺寸，諸如狹槽形遮罩開口之寬度。方程式1假設(i)在遮罩下方無蝕刻加速之均勻雙側各向同性蝕刻，(ii)類似遮罩及遮罩開口特徵在玻璃基板91之對置側上對準，及(iii)在薄膜沈積之前移除遮罩。在表1及表2中分別給出用於圓形通孔及狹槽通孔的針對各種遮罩開口尺寸及基板厚度之最小蝕刻半徑之實例。亦給出針對在支配方程式1之上文陳述之假設下的均勻雙側各向同性濕式蝕刻，在經對準之通孔洞之頂部表面及底部表面處及交叉點處的所得穿透玻璃的通孔大小。
雖然表1及表2提供用於不同大小之圓形及狹槽形通孔之實例的最小蝕刻半徑，但方程式1亦可藉由迭代或其他技術來求解，以判定針對給定基板厚度及遮罩開口大小之最小蝕刻半徑。在一些實施中，蝕刻半徑R為最小值上之某一因數，諸如1.1 RMin至1.4 RMin，以進一步改良薄膜沈積，從而得到具有為玻璃基板之厚度之大約1.1倍至1.5倍之尺寸的通孔開口。10%至15%之過度蝕刻比率為大體理想的，以致能隨後沈積之薄金屬膜之電連續性，同時保持通孔洞之所得直徑較小。穩健蝕刻序列可處置40%或更高之過度蝕刻比率。
圖17展示用以形成穿透玻璃的通孔洞的經對準之通孔洞之同時蝕刻之各個階段處的玻璃基板之橫截面示意性說明的實例。如圖17中所描繪，玻璃基板91中之經對準之通孔洞125a及125b使用具有經對準之遮罩開口187a及187b之遮罩189a及189b的同時蝕刻形成一穿透玻璃的通孔洞122。首先，在210，描繪在蝕刻操作之前的玻璃基板91。在220，形成經對準之通孔洞125a及125b，但經對準之通孔 洞125a及125b仍未貫穿來產生完全地穿透玻璃的通孔洞。在230，存在貫穿，且經對準之通孔洞125a與125b連接以形成穿透玻璃的通孔洞122。然而，穿透玻璃的通孔洞122之波狀不足以允許自頂層靶材之單側視線沈積。此係藉由切線190展示，切線190相切於接近通孔洞125a與125b之交叉點的通孔開口187a之側壁，且不延伸穿過玻璃基板91之頂部表面中的通孔洞125a之開口。在240，蝕刻已繼續進行足夠長時間，使得達到最小蝕刻半徑RMin，如藉由恰好使通孔洞125a之通孔開口清楚(但仍未使遮罩189a清楚)之切線190展示。准許該蝕刻繼續進行且波狀化該等通孔洞，且在250，切線190延伸穿過通孔開口之內部以形成接近通孔洞125a及125b之交叉點之直接視線區192。應注意，相切於接近通孔洞125a與125b之交叉點的通孔洞125a之側壁的線(圖中未示)可延伸穿過通孔125b之開口。
圖18A至圖20B呈現在金屬化及切分之前圓形、狹槽形及正方形穿透玻璃的通孔洞之實施之等角視圖及橫截面圖的實例。圖18A及圖18B分別提供具有圓形穿透玻璃的通孔洞122之陣列之玻璃基板91的等角視圖及橫截面圖。穿透玻璃的通孔洞122具有半球形側壁，其可使用具有(例如)500微米之厚度、10微米之遮罩開口尺寸及288微米之蝕刻半徑(如使用方程式1計算之RMin)之雙側各向同性濕式蝕刻程序來製造。使用此等參數，如表1中給出之上部及下部表面通孔洞開口直徑各自為586微米，且中間表面交叉點直徑為294微米。根據所要實施，可使用其他參數。 通孔開口大小及穿透玻璃的通孔之大小之其他尺寸亦可視所要實施及所使用之特定蝕刻程序而變化。舉例而言，在遮罩下方存在加速蝕刻之一些實施中，開口直徑可較大。指示每一穿透玻璃的通孔洞112之中心線305。玻璃基板91可沿著中心線305切割以提供周邊穿透玻璃的通孔洞。
圖19A及圖19B分別提供具有狹槽形穿透玻璃的通孔洞122之器件99的等角視圖及橫截面圖，狹槽形穿透玻璃的通孔洞122可使用具有(例如)500微米之厚度、10×1000微米之遮罩開口尺寸及288微米之蝕刻半徑(如使用方程式1計算之RMin)的玻璃基板122之各向同性濕式蝕刻程序來製造。使用此等參數，如表2中給出之上部及下部表面通孔開口尺寸各自為586×1576微米，且交叉點尺寸為294×1284微米。根據所要實施，可使用其他參數。通孔開口大小及穿透玻璃的通孔之大小之其他尺寸亦可視所要實施及所使用之特定蝕刻程序而變化。指示穿透玻璃的通孔洞112之中心線305。玻璃基板91可沿著中心線305切割以提供兩個周邊穿透玻璃的通孔洞。
圖20A及圖20B分別提供具有正方形穿透玻璃的通孔洞122之器件99的等角視圖及橫截面圖，正方形穿透玻璃的通孔洞122可使用具有(例如)500微米之厚度、1500×1500微米之遮罩開口尺寸與250微米之隅角半徑及288微米之蝕刻半徑(如使用方程式1計算之RMin)的玻璃基板91之各向同性濕式蝕刻程序來製造。針對在支配方程式1之上文陳述之假設下的均勻雙側各向同性濕式蝕刻，上部表面及下部 表面處之通孔開口尺寸為2076×2076微米，且通孔交叉點尺寸為1786×1786微米。根據所要實施，可使用其他參數。通孔開口大小及穿透玻璃的通孔之大小之其他尺寸亦可視所要實施及所使用之特定蝕刻程序而變化。指示穿透玻璃的通孔洞122之中心線305。玻璃基板91可沿著中心線305切割以提供兩個周邊穿透玻璃的通孔洞。
一旦形成穿透玻璃的通孔洞，即可金屬化該等側壁。如上文描述，在一些實施中，沿著通孔洞之側壁形成多個金屬線。在一些實施中，在通孔洞之一中心線之任一側上形成至少一金屬線，使得在切分之後，所得周邊穿透玻璃的通孔洞均經金屬化。在一些實施中，金屬化該等側壁，使得切分道不包括金屬。如其他處所論述，用以金屬化之技術包括濺鍍、化學氣相沈積、原子層沈積、噴射及噴塗。
圖21A至圖21C展示周邊穿透玻璃的通孔之側壁金屬化之示意性說明的實例。(在一些實施中，在切分之前執行金屬化；出於易於說明起見，在圖21A至圖21C中描繪在切分及形成周邊穿透玻璃的通孔之後的經金屬化之側壁。未描繪包括頂側及底側跡線、襯墊及器件之額外組件)。圖21A描繪玻璃基板91中之周邊穿透玻璃的通孔93之示意性說明。周邊穿透玻璃的通孔93各自包括一穿透玻璃的通孔洞122及塗佈該穿透玻璃的通孔洞122之側壁之薄導電膜310。薄導電膜310在此實例中完全覆蓋該等側壁，且提供穿透玻璃基板91之單一導電通道。
圖21B描繪玻璃基板91中之周邊穿透玻璃的通孔93之示 意性說明。在此實例中，周邊穿透玻璃的通孔93各自包括一穿透玻璃的通孔洞122及部分地塗佈該穿透玻璃的通孔洞122之側壁之薄導電膜310。薄導電膜310延伸穿過通孔洞310以提供自玻璃基板91之頂部至玻璃基板91之底部之導電通道。未覆蓋穿透玻璃的通孔洞122之側壁之一部分312。在一些實施中，未金屬化該等側壁之一部分，使得在切分道中不存在金屬。薄導電膜310提供穿透玻璃基板91之單一導電通道。
圖21C描繪玻璃基板91中之周邊穿透玻璃的通孔93之示意性說明。在此實例中，周邊穿透玻璃的通孔93各自包括一穿透玻璃的通孔洞122及延伸穿過該穿透玻璃的通孔洞之多個導線94。每一導線94可提供穿透玻璃基板91之獨立導電通道，從而允許多個器件、襯墊或其他電主動組件獨立接取至每一通孔93。
可用以金屬化側壁之金屬之實例包括：銅(Cu)、鋁(Al)、金(Au)、鈮(Nb)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、鎳(Ni)、鎢(W)、鈦(Ti)、鈀(Pd)及銀(Ag)。在一些實施中，側壁金屬化包括沈積一雙層，該雙層包括一黏著層及諸如鋁、金、銅或另一金屬之第二層。第二層充當主要導體及/或種子層。黏著層促進至玻璃基板之黏著。黏著層之實例包括鉻(Cr)、鈦(Ti)及鈮(Nb)。雙層之實例包括Cr/Cu、Cr/Au及Ti/W。黏著層可具有幾奈米至幾百奈米或更大之厚度。在其他實施中，導電路徑使用諸如導電聚合物之非金屬材料形成於通孔洞之側壁上。
如上文所指示，各種技術可用於側壁金屬化。在一些實施中，一薄導電膜藉由濺鍍沈積程序或其他物理氣相沈積(PVD)程序、化學氣相沈積(CVD)程序、原子層沈積(ALD)程序及蒸鍍程序中之一或多者沈積於側壁上。可使用一側或兩側沈積程序。舉例而言，在一些實施中，側壁金屬化包括一側濺鍍程序，其中定位於包括穿透玻璃的通孔洞之基板之一表面或另一表面之上的靶材經濺鍍以將靶材材料沈積於基板之該表面上以及上部及下部通孔洞兩者之側壁上。導電薄膜材料僅穿透該表面上之通孔開口進入該穿透玻璃的通孔洞。在另一實例中，使用兩側程序，其中材料同時地或順序地穿透每一通孔開口沈積於一穿透玻璃的通孔洞中。上文描述經波狀化以促進自頂層沈積源之沈積的通孔洞之形成。
在一些其他實施中，藉由導電薄膜上之無電極鍍敷或電鍍來形成一或多個金屬層。若執行鍍敷，則一先前沈積之層可用作用於隨後鍍敷操作之種子層。舉例而言，可執行穿透鍍敷遮罩之電鍍，鍍敷遮罩諸如層壓至玻璃基板之一側或兩側或以其他方式形成於玻璃基板之一側或兩側上之厚光阻層或乾蝕刻劑膜。或者，可使用自種鍍敷方法(self-seeding plating method)。
根據各種實施，在側壁金屬化期間形成之薄膜之厚度可自小於0.05微米變化至超過5微米。在一些狀況下，穿透玻璃的通孔洞之側壁上之薄膜層的厚度視是否將執行鍍敷而定。在薄膜提供穿透通孔之電連接(亦即，通孔洞未填 充或填充有非導電材料)之實施中，薄膜可沈積至在約0.1微米與5微米之間(諸如1微米或2微米)的厚度。在薄膜為用於鍍敷程序之種子層之實施中，薄膜可沈積至約0.1微米至0.2微米之厚度。鍍敷可用以有效地增加穿透玻璃的通孔中之薄金屬膜之厚度，且減少通孔電阻。經鍍敷之材料可用以填充或部分地填充通孔洞。經鍍敷層之厚度可(例如)自幾微米變化至數百微米。在一些實施中，經鍍敷層厚度係在約3微米與30微米之間。一般熟習此項技術者將理解，此等厚度可視所要實施而變化。
如上文所描述，在一些實施中，側壁金屬化包括在穿透玻璃的通孔洞內側形成多個導線或跡線。視特定實施而定可使用各種技術。在一些實施中，側壁金屬化可包括使用抗蝕劑圖案化多個導線。圖22A及圖22B展示說明用於使用經圖案化之抗蝕劑在穿透玻璃的通孔洞中形成多個導線之程序的流程圖之實例。首先轉向圖22A，程序330以區塊332開始，其中在穿透玻璃的通孔洞之側壁上形成保形金屬層。該金屬層遍及該穿透玻璃的通孔洞或該穿透玻璃的通孔洞之待圖案化之至少部分為連續的。此操作可涉及上文描述之包括PVD、CVD、ALD及蒸鍍之任何保形沈積程序。如上文描述可使用一側或兩側沈積技術。在圖22A之實例中，金屬層充當用於隨後鍍敷操作之種子層。可在區塊332中沈積之金屬之實例包括銅(Cu)、金(Au)、鎳(Ni)，及其組合。在一些實施中，金屬層可為包括黏著層及外部層之雙層。黏著層促進至玻璃基板之黏著，且外部層作為 用於鍍敷之種子層。黏著層之實例包括鉻(Cr)、鈦(Ti)、鈦鎢(TiW)及鈮(Nb)。根據所要實施，經沈積層之總厚度可在約1,000埃(Å)與10,000 Å之間。
程序330以區塊334繼續，其中在金屬種子層上塗覆且圖案化抗蝕劑。在一些實施中，使用電泳抗蝕劑(EPR)。EPR能夠保形地沈積於凹入特徵(諸如穿透玻璃的通孔洞)中，其中旋塗抗蝕劑可為困難的。EPR可藉由使用跨越保形金屬層及對立電極施加之電位之電沈積塗覆，隨後為清洗及烘烤。在其他實施中，可使用其他類型之抗蝕劑，諸如經噴塗之液體光阻。圖案化該抗蝕劑以曝露待鍍敷之金屬層之部分。根據所要實施，此可涉及經遮蔽之曝露及顯影操作。曝露時間可能需要增加以完全地曝露穿透玻璃的通孔洞之側壁上之光阻。部分地由於與投影、接近性或接觸對準器相關聯之景深(depth-of-field)聚焦問題，在通孔內可得到之最小線寬及空間可能略微大於在基板之表面上可得到之最小線寬及空間。在一些實施中，根據所要實施，抗蝕劑線寬可在約20微米與100微米之間，其中抗蝕劑線間隔在約20微米與100微米之間。光阻可沈積至(例如)約15微米至25微米厚之標稱厚度。
在一些實施中，在玻璃基板之每一側上執行抗蝕劑在通孔洞中之塗覆及圖案化，其中光阻經圖案化達玻璃基板在任一側上之厚度之大約一半的深度。舉例而言，EPR可用以產生呈達500微米之深度之光阻圖案。
程序330以區塊336繼續，其中根據所要實施鍍敷經曝露 之金屬種子層以形成導線。可根據所要實施來執行電鍍或無電極鍍敷。可鍍敷包括以下各者之任何適當金屬：銅(Cu)、鎳(Ni)及Ni合金、金(Au)、鈀(Pd)及其組合。經鍍敷金屬層之實例包括：Cu、Cu/Ni/Au、Cu/Ni/Pd/Au、Ni/Au、Ni/Pd/Au、Ni合金/Pd/Au、Ni合金/Au。Ni合金之實例包括鎳鈷(NiCo)及鎳鐵(NiFe)。將該等金屬層鍍敷至小於電泳抗蝕劑之厚度的厚度。舉例而言，針對25微米之抗蝕劑厚度，可使用20微米之總鍍敷厚度。鍍敷可一次在單一側上或同時地在兩個側上執行。
程序330以區塊338繼續，其中移除抗蝕劑。此操作可涉及將抗蝕劑曝露至適當溶劑。抗蝕劑可一次自單一側或同時自玻璃基板之兩個側移除。程序330以區塊340繼續，其中蝕刻剩餘種子層以電隔離經鍍敷之金屬線。根據所要實施，可使用濕式蝕刻或乾式蝕刻。區塊340亦可一次在單一側上或同時在兩個側上執行。
在一些實施中，將經圖案化之抗蝕劑用作蝕刻遮罩。圖22B展示說明用於使用經圖案化之抗蝕劑作為蝕刻遮罩在穿透玻璃的通孔洞中形成多個導線之程序的流程圖之實例。程序350以區塊352開始，其中在穿透玻璃的通孔洞之側壁上形成保形金屬層。該金屬層遍及該穿透玻璃的通孔洞或該穿透玻璃的通孔洞之待圖案化之至少部分為連續的。此操作可涉及上文描述之包括PVD、CVD、ALD及蒸鍍之任何保形沈積程序。如上文描述可使用一側或兩側沈積技術。在圖22B之實例中，金屬層充當金屬線之主要導 電層，且在一些實施中，金屬層充當用於用以增加金屬線厚度之隨後鍍敷之種子層。在一些實施中，在區塊352中沈積鋁(Al)。在一些實施中，沈積包括黏著層及外部層之一雙層，其中外部層為金屬線之主要導電層，且在一些實施中，外部層為用於隨後鍍敷之種子層。黏著層之實例包括鉻(Cr)、鈦(Ti)、鈦鎢(TiW)及鈮(Nb)。根據所要實施，包括黏著層(若存在)之保形金屬層之厚度可在約1,000埃(Å)與10,000 Å之間。
程序350以區塊354繼續，其中在金屬層上塗覆且圖案化抗蝕劑。在一些實施中，使用如上文參看圖22A之區塊334所描述之電泳抗蝕劑(EPR)。在其他實施中，可使用其他類型之抗蝕劑，諸如經噴塗之液體光阻。圖案化該抗蝕劑以曝露將在該程序之後一部分中蝕刻的金屬層之部分。在一些實施中，視所要實施而定，抗蝕劑線寬可在約20微米與100微米之間，其中抗蝕劑線間隔在約20微米與100微米之間。應注意，雖然區塊354中形成之抗蝕劑圖案經組態以遮蔽金屬層之在圖案化之後仍保留之部分，但圖22A之區塊334中描述之抗蝕劑圖案經組態以曝露金屬層之在經沈積之金屬(種子)層之隨後蝕刻之前為鍍敷而仍保留之部分。
程序350以區塊356繼續，其中蝕刻經曝露之金屬層以形成經隔離之金屬線。區塊356可一次在單一側上或同時在兩個側上執行。在一些實施中，使用反應性離子蝕刻(RIE)程序以蝕刻經沈積之Al或其他金屬層之經曝露部 分。程序350以區塊358繼續，其中移除抗蝕劑。抗蝕劑可一次自單一側或同時自玻璃基板之兩個側移除。在一些實施中，程序350以區塊360繼續，其中鍍敷金屬線以增加金屬線之厚度。在一些實施中，不執行區塊360。該經鍍敷層或該等經鍍敷層之厚度在約2微米與20微米之間。可鍍敷包括以下各者之任何適當金屬：銅(Cu)、鎳(Ni)、金(Au)、鈀(Pd)及其組合。在一些實施中，藉由無電極鎳浸鈀浸金(Electroless Nickel-Immersion Palladium-Immersion Gold，ENIPIG)鍍敷化學來鍍敷Ni/Pd/Au層。在一些實施中，經鍍敷Ni之厚度在約2微米與10微米之間，其中Pd及Au之厚度小於約一微米。除了增大金屬線厚度之外，根據所要實施，Pd及Au之添加可促進隨後處理中之焊接。區塊360可在一側上執行且接著在第二側上重複，或可同時在兩個側上執行。
在一些實施中，藉由無遮罩直接寫入程序在通孔洞中形成多個導線。所使用之特定技術可視所要圖案密度而定。舉例而言，對於約200微米或更大之線寬，在400微米間距或更大間距下，可使用諸如Nordson ASYMTEK DJ-9000施配噴射之噴射或類似噴射來施配導電膏。在施配之後，該膏固化以形成線。該處理在一側上執行且接著在玻璃基板之另一側上重複。
對於較密集線圖案，可使用諸如Optomec Aerosol Jet®系統之系統在穿透玻璃的通孔洞之側壁上施配導電膠狀金屬氣溶膠。藉由熱烘烤將呈膠體之銀金屬燒結成導電銀跡 線。可使用此系統寫入具有低至20微米之寬度之金屬線，其中線間隔低至20微米。此程序亦可用以進行多遍以增加金屬跡線之厚度，且亦可用於較粗略金屬幾何形狀。
在一些實施中，穿透玻璃的通孔洞足夠大以容納一噴射流。舉例而言，狹槽形通孔洞之最小尺寸可為中間表面寬度。若噴射頭需要200微米，則中間表面寬度或其他適當尺寸為至少200微米。可如上文參看圖16及表1及表2所描述來判定針對所要尺寸之最小濕式蝕刻半徑。
在一些實施中，在側壁金屬化之後切分玻璃基板。在一些其他實施中，可在切分之後執行側壁金屬化。在一些實施中，通孔開口大小允許使用標準晶粒切割程序，而不損失至切口之整個通孔且無其他切割相關損失。如上文描述，在較大玻璃基板之內部區中形成穿透玻璃的通孔洞。在切分之前，玻璃基板可包括數十、數百、數千或更多個本文中描述之穿透玻璃的通孔，其中之每一者如上文參看圖9C描述由兩個或兩個以上晶粒共用。切分基板以形成個別晶粒涉及切割穿透如此形成之通孔洞，使得單一通孔洞在兩個鄰近晶粒上形成一周邊通孔。在一些實施中，來自晶粒切割之材料損失可為約100微米，但一般熟習此項技術者將理解，此可根據所有實施而變化。大於來自晶粒切割之材料損失的通孔洞寬度、直徑或其他開口尺寸允許如此形成之通孔切割成兩個周邊通孔，同時容許材料損失。
如上文所指示，本文中描述之周邊穿透玻璃的通孔及製造方法可應用於任何玻璃基板，包括上面製造有MEMS或 其他器件之玻璃基板及用以囊封MEMS或其他器件之玻璃基板。圖23及圖24展示說明用於製造包括周邊穿透玻璃的通孔之玻璃封裝之程序的流程圖之實例。雖然隨後之描述聚焦於使用玻璃基板之實施，但應理解，亦可使用其他基板，諸如非玻璃絕緣基板。在一些實施中，參看圖23及圖24描述之程序可為分批級程序，其中製造於器件基板上之所有或至少複數個器件作為一批進行囊封。在一些其他實施中，該等程序可包括非分批程序。分批級程序涉及同時囊封複數個器件，且可在面板、晶圓、基板、子面板、子晶圓或子基板級處執行。舉例而言，數十、數百、數千或更多個機電系統器件可製造於單一器件基板上。分批級囊封程序中之特定操作針對複數個器件執行一次，而非針對每一器件分離地執行。
首先轉向圖23，程序380以區塊382開始，其中提供一玻璃基板。在一些實施中，該玻璃基板足夠厚以向經囊封之機電器件提供機械保護。在一些實施中，程序380可為有用的，其中玻璃基板充當具有用於形成於器件基板上之器件之經整合電連接性的背襯玻璃。此可允許在整合至玻璃基板上之被動或主動器件與形成於器件基板上之器件之間提供電連接。整合至玻璃基板上之主動器件可包括驅動器及/或無線通信晶片。在一些實施中，玻璃基板係在約300微米與700微米之間。在一些實施中，玻璃基板係為至少約500微米。該玻璃基板可為任何適當面積。在一些實施中，玻璃基板具有與支撐待囊封之器件之器件基板大致相 同的面積及形狀。在一些實施中，具有大約四平方公尺或更大之面積的玻璃基板(有時稱為玻璃板或面板)具備(例如)0.3、0.5或0.7毫米之厚度。或者，可提供具有100毫米、150毫米之直徑或其他直徑之圓形基板。在一些其他實施中，可提供自較大玻璃面板切割之正方形或矩形子面板。該玻璃基板可為或包括(例如)硼矽玻璃、鹼石灰玻璃、石英、派熱克斯玻璃或其他合適玻璃材料。
在一些實施中，該玻璃基板為實質上平坦的，具有實質上平行之主要表面(亦稱為頂部表面及底部表面)。一般熟習此項技術者將理解，一個或兩個表面亦可包括各種凹入或凸起特徵以容納(例如)機電系統器件(諸如顯示器件)，或電子晶片或器件(諸如無線通信晶片)。
程序380以區塊384繼續，其中形成穿透玻璃的通孔洞。穿透玻璃的通孔洞可藉由包括濕式蝕刻、乾式蝕刻或噴砂程序中之一或多者之任何適當程序形成。在一些實施中，可使用如上文參看圖12描述之雙側程序。在一些其他實施中，可使用單側程序。如上文描述，穿透玻璃的通孔洞之大小及形狀可根據所要實施而變化。穿透玻璃的通孔開口形狀之實例包括：狹槽形通孔開口、圓形通孔開口、橢圓形通孔開口、矩形通孔開口、正方形通孔開口、具有磨圓隅角之矩形或正方形通孔，等等。穿透玻璃的通孔洞之兩個開口可為大約相同形狀及大小，或可為不同的。
在一些實施中，穿透玻璃的通孔洞具有自平坦玻璃基板表面延伸至玻璃之內部中之一點的具有凹曲度之側壁。在 一些實施中，穿透玻璃的通孔洞具有一楔形或v形輪廓，其中該等側壁自一表面處之較大通孔開口至另一表面處之較小通孔開口成楔形。在一些實施中，穿透玻璃的通孔洞具有遍及玻璃基板之實質上均勻區域，其中該等通孔洞具有實質上筆直垂直側壁。在一些實施中，亦處理玻璃基板以界定除了穿透玻璃的通孔洞之外的特徵。舉例而言，可蝕刻出用以容納機電系統器件之凹座。
程序380以區塊386繼續，其中金屬化穿透玻璃的通孔洞之側壁。金屬化穿透玻璃的通孔洞可為一側或兩側程序，其涉及一或多個濺鍍沈積程序或其他物理氣相沈積(PVD)程序、化學氣相沈積(CVD)程序、原子層沈積(ALD)程序、蒸鍍程序、無電極鍍敷程序、電鍍程序、噴射程序及噴塗程序，以及如上文參看圖21A至圖21C及圖22描述之一或多個圖案化操作。在一些實施中，亦金屬化玻璃基板之頂部表面及/或底部表面以形成(例如)結合襯墊、跡線及其類似者。
程序380以區塊388繼續，其中將玻璃基板接合至器件基板。該玻璃基板覆蓋器件基板上之一或多個機電系統器件。接合技術包括焊料結合、共晶金屬結合、包括環氧樹脂結合之黏著結合，及熱壓結合。在一些實施中，在接合之前將接合材料塗覆至玻璃基板及器件基板中之一者或兩者。接合材料之實例包括焊料膏或其他可焊材料、共晶合金，及環氧樹脂或其他黏著材料。諸如溫度及壓力之接合程序條件可根據特定接合方法及囊封區域之所要特性而變 化。舉例而言，對於共晶或焊料結合，接合溫度可在適當時自約100℃變化至約500℃。實例溫度對於銦/鉍(InBi)共晶為約150℃，對於銅/錫(CuSn)共晶為約225℃，且對於金/錫(AuSn)共晶為約305℃。
環氧樹脂可用於圍繞機電系統器件之氣密或非氣密密封，且焊料接合可用於氣密密封。密封件之寬度可根據結合方法及所要實施而變化。在一些實施中，寬度係在約50微米與200微米之間。
在執行焊料或共晶接合之一些實施中，約50微米至100微米之寬度可足以提供足夠密封。在一些實施中，寬度可視形成接合環焊料材料之方法而變化。關於具有約200微米或更大之寬度之密封，可使用網版印刷。關於諸如50微米至150微米之較窄密封，可使用鍍敷。在使用環氧樹脂或聚合物黏著劑之一些實施中，根據所要實施，接合區域之寬度可較大(諸如約500微米)以提供氣密密封。在一些實施中，密封之目標寬度增加以適應在接合程序期間器件基板與載體基板之間的CTE失配。
程序380以區塊390繼續，其中切分經接合之基板以在結合至具有周邊穿透玻璃的通孔之玻璃基板的器件基板上形成機電系統器件之個別晶粒。切分該等基板，使得如上文關於圖9C所描述，切分道通過穿透玻璃的通孔中之至少一些。可(例如)與特殊應用積體電路(ASIC)一起進一步封裝各自具有經囊封之機電系統器件之個別晶粒。舉例而言，晶粒可定位於諸如印刷電路板(PCB)之整合基板或經囊封 之器件待電連接至之其他基板上。在一些實施中，ASIC亦定位於整合基板上。晶粒及ASIC可以並排或堆疊組態定位。晶粒與整合基板之間的電連接可藉由線結合、覆晶附接或其他方法形成，且可在一些實施中使用經金屬化之周邊穿透玻璃的通孔來允許至器件基板上之器件之電連接。
圖24展示說明圖23中展示之程序之實施的流程圖之實例。圖25A至圖25F及圖26A至圖26C展示製造包括周邊穿透玻璃的通孔之玻璃封裝之方法中的各個階段之示意性說明之實例。
首先轉向圖24，程序400以區塊402開始，其中提供一玻璃基板。圖25A展示玻璃基板91之一部分之橫截面描繪。在一些實施中，玻璃基板91可具有在約300微米與700微米之間的厚度。程序400以區塊404繼續，其中如上文關於圖12所描述藉由雙側程序形成穿透玻璃的通孔洞。穿透玻璃的通孔洞經定位以使得穿透玻璃的通孔洞將在切分之後位於晶粒之周邊上。圖25B展示在形成穿透玻璃的通孔洞122之後的玻璃基板91。玻璃基板91包括用以容納機電系統器件之經蝕刻凹座361。圖26A提供在金屬化之前且包括穿透玻璃的通孔洞122及經蝕刻凹座361的玻璃基板之一部分之仰視圖。部分362指示包括經蝕刻凹座361之晶粒的尺寸。在一些實施中，部分362為經組態以覆蓋器件基板上之複數個器件的玻璃基板之重複單元。
程序400以區塊406繼續，其中金屬化玻璃基板以形成用於鍍敷之種子層。該種子層形成於玻璃基板之頂部表面及 底部表面兩者上，以及穿透玻璃的通孔洞之側壁上。在一些實施中，種子層係藉由黏著層在玻璃基板上之濺鍍沈積，隨後為種子層之濺鍍沈積而形成。針對玻璃基板之頂部側及底部側執行該程序，以將種子層沈積於頂部表面及底部表面上，頂部表面與底部表面藉由形成於穿透玻璃的通孔洞側壁上之連續種子層連接。
程序400以區塊408繼續，其中將一或多種抗蝕劑塗覆且圖案化於穿透玻璃的通孔洞及玻璃基板之頂部表面及底部表面中。根據所要實施，該一或多種抗蝕劑經圖案化以在穿透玻璃的通孔洞中界定一或多個導線，且在頂部表面及底部表面上界定結合襯墊、導線及其類似者。在一些實施中，針對穿透玻璃的通孔洞及頂部表面及底部表面使用相同類型之抗蝕劑塗覆及顯影程序。在一些其他實施中，使用兩種或兩種以上不同類型之抗蝕劑。在一些實施中，使用如上文描述之電泳抗蝕劑(EPR)來圖案化穿透玻璃的通孔洞側壁。EPR亦可用以圖案化頂部表面及底部表面。在一些實施中，層壓抗蝕劑可用以圖案化頂部表面及底部表面。此抗蝕劑之一實例為DuPont® MX5000乾膜光阻。
該程序以區塊410繼續，其中鍍敷於穿透玻璃的通孔洞側壁上以及頂部表面及底部表面上及側壁上。根據所要實施，可藉由電鍍或無電極鍍敷來形成穿透玻璃的通孔洞中之導線以及頂部表面及底部表面上之結合襯墊及其類似者。在一些實施中，鍍敷鎳(Ni)或Ni合金。可經鍍敷以形成導線及結合襯墊之金屬之其他實例包括：銅(Cu)、銅 (Cu)合金、鋁(Al)、鋁(Al)合金、錫(Sn)、錫(Sn)合金、鈦(Ti)及鈦(Ti)合金。
在鍍敷之後，程序400以區塊412繼續，其中移除該一或多種抗蝕劑。該一或多種抗蝕劑可藉由針對所使用之特定抗蝕劑適當的技術來移除。此操作可包括抗蝕劑相關殘渣之移除後清潔。程序400以區塊414繼續，其中蝕刻經曝露種子層(亦即，在鍍敷期間藉由抗蝕劑遮蔽之種子層之部分)。使用針對種子層為選擇性的蝕刻劑執行經曝露種子層之蝕刻，而不蝕刻經鍍敷之金屬。選擇性蝕刻劑包括具有針對經曝露種子層為至少約100：1或更高之選擇性的蝕刻劑。用於銅種子層之選擇性蝕刻之蝕刻劑的特定實例包括乙酸(CH3CO2H)與過氧化氫(H2O2)之混合物，及諸如來自Transene Company公司(Danvers,Massachussetts)的BTP銅抗蝕劑的氨基抗蝕劑。
圖25C為在抗蝕劑及經曝露種子層之鍍敷及移除之後的玻璃基板91之橫截面示意性描繪之實例。導線94延伸穿過穿透玻璃的通孔洞122，且連接玻璃基板91之頂部側與底部側。鍍敷玻璃基板91之底部側上之結合環364以提供在隨後處理中附接至器件基板之一點。圖26B及圖26C分別提供在抗蝕劑及經曝露種子層之鍍敷及移除之後的玻璃基板91之俯視圖及仰視圖。圖26B描繪來自穿透玻璃的通孔洞122且連接至頂側結合襯墊95之導線94。頂側結合襯墊95經交錯以允許增加之金屬線密度。在所描繪之實例中，每一穿透玻璃的通孔洞包括六個導線94。作為一實例，該 等線之間距可為70微米。圖26C描繪自穿透玻璃的通孔洞122延伸之導線94且環繞經蝕刻凹座361之結合環364。結合環364可為(例如)約50微米至200微米寬。導線94經組態以連接至來自機電系統器件之引線或器件基板上之其他組件。儘管未在該圖中描繪，但每一穿透玻璃的通孔洞可包括延伸至鄰近晶粒上之另一組結合襯墊之另一組導線。
返回至圖24，程序400以區塊416繼續，其中將經鍍敷之玻璃基板接合至器件基板。圖25D描繪具有安置於導線94及結合環364上之共晶焊料材料366的玻璃基板91。可使用之共晶合金之實例包括：銦/鉍(InBi)、錫/銦(SnIn)及錫/鉍(SnBi)，其具有約150℃之共晶溫度。圖25E為接合至器件基板368之玻璃基板91之橫截面示意性描繪的實例。在經擴散之焊料材料367凝固之後，接合環364及導線94結合至器件基板368。儘管描繪為相異層，但應理解，經結合之接合環364及導線94之經結合部分可與經擴散之焊料材料367形成合金。MEMS器件96藉由玻璃基板91囊封，且藉由穿透玻璃的通孔洞122中之金屬線94電連接至玻璃基板91之頂側。程序400以區塊418繼續，其中如上文描述經由穿透玻璃的通孔進行切分以形成周邊穿透玻璃的通孔。圖25F描繪包括經囊封之MEMS器件96及周邊穿透玻璃的通孔93之晶粒302。根據所要實施，MEMS器件96可為包括以下各者之任何適當器件：陀螺儀、加速度計、壓力感測器、麥克風、微型揚聲器或其他MEMS器件。在一些實施中，執行切分以使得切分道在穿透玻璃的通孔外。在此等 實施例中，所得個別晶粒之橫截面可看起來像圖25E中描繪之橫截面。
儘管上文之描述主要提及MEMS器件之封裝，但一般熟習此項技術者將理解，上文描述之周邊穿透玻璃的通孔、周邊穿透玻璃的通孔之製造方法及相關封裝方法亦可在其他情境、包括其他機電系統器件及積體電路器件之其他器件之封裝或穿透玻璃基板之導電通道為所要的任何情境中實施。
在一些實施中，可使用周邊穿透玻璃的通孔來提供至干涉調變器之電連接。圖27A及圖27B展示說明包括複數個干涉調變器之顯示器件40之系統方塊圖的實例。舉例而言，顯示器件40可為蜂巢式或行動電話。然而，顯示器件40之相同組件或其輕微變化亦說明各種類型之顯示器件，諸如，電視、電子閱讀器及攜帶型媒體播放器。
顯示器件40包括外殼41、顯示器30、天線43、揚聲器45、輸入器件48，及麥克風46。外殼41可由多種製造方法中之任一者形成，包括射出模製及真空成形。另外，外殼41可由多種材料中之任一材料製成，包括(但不限於)：塑膠、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷或其組合。外殼41可包括可與具有不同色彩或含有不同標誌、圖片或符號之其他可移除部分互換的可移除部分(圖中未示)。
顯示器30可為如本文中描述之多種顯示器(包括雙穩態或類比顯示器)中之任一者。顯示器30亦可經組態以包括：平板顯示器，諸如，電漿、EL、OLED、STN LCD或 TFT LCD；或非平板顯示器，諸如，CRT或其他管式器件。另外，顯示器30可包括如本文中描述之干涉調變器顯示器。
圖27B中示意性地說明顯示器件40之組件。顯示器件40包括外殼41，且可包括至少部分圍封於其中之額外組件。舉例而言，顯示器件40包括網路介面27，該網路介面27包括耦接至收發器47之天線43。收發器47連接至處理器21，該處理器21連接至調節硬體52。調節硬體52可經組態以調節信號(例如，對信號進行濾波)。調節硬體52連接至揚聲器45及麥克風46。處理器21亦連接至輸入器件48及驅動器控制器29。驅動器控制器29耦接至圖框緩衝器28且耦接至陣列驅動器22，該陣列驅動器22又耦接至顯示陣列30。電源供應器50可如特定顯示器件40設計所需要而將電力提供至所有組件。
網路介面27包括天線43及收發器47使得顯示器件40可經由網路與一或多個器件通信。網路介面27亦可具有一些處理能力以減輕(例如)處理器21之資料處理要求。天線43可傳輸及接收信號。在一些實施中，天線43根據包括IEEE 16.11(a)、(b)或(g)之IEEE 16.11標準或包括IEEE 802.11a、b、g或n之IEEE 802.11標準來傳輸及接收RF信號。在一些其他實施中，天線43根據BLUETOOTH(藍芽)標準來傳輸及接收RF信號。在蜂巢式電話之狀況下，天線43經設計以接收分碼多重存取(CDMA)、分頻多重存取(FDMA)、分時多重存取(TDMA)、全球行動通信系統 (GSM)、GSM/通用封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、陸地集群無線電(TETRA)、寬頻CDMA(W-CDMA)、演進資料最佳化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO Rev A、EV-DO Rev B、高速封包存取(HSPA)、高速下行鏈路封包存取(HSDPA)、高速上行鏈路封包存取(HSUPA)、演進型高速封包存取(HSPA+)、長期演進(LTE)、AMPS或用以在無線網路(諸如，利用3G或4G技術之系統)內通信之其他已知信號。收發器47可預先處理自天線43接收之信號，以使得該等信號可由處理器21接收及進一步操縱。收發器47亦可處理自處理器21接收之信號以使得該等信號可經由天線43自顯示器件40傳輸。
在一些實施中，可用接收器來替換收發器47。另外，可用影像源來替換網路介面27，該影像源可儲存或產生待發送至處理器21之影像資料。處理器21可控制顯示器件40之總體操作。處理器21接收資料(諸如，來自網路介面27或影像源之壓縮影像資料)，且將該資料處理成原始影像資料或處理成易於處理成原始影像資料之格式。處理器21可將經處理之資料發送至驅動器控制器29或發送至圖框緩衝器28以供儲存。原始資料通常指代識別一影像內之每一位置處之影像特性的資訊。舉例而言，此等影像特性可包括色彩、飽和度及灰度階。
處理器21可包括微控制器、CPU或邏輯單元以控制顯示器件40之操作。調節硬體52可包括用於將信號傳輸至揚聲器45且用於接收來自麥克風46之信號的放大器及濾波器。 調節硬體52可為顯示器件40內之離散組件，或可併入處理器21或其他組件內。
驅動器控制器29可直接自處理器21抑或自圖框緩衝器28獲取由處理器21所產生之原始影像資料，且可適當地重新格式化該原始影像資料以用於高速傳輸至陣列驅動器22。在一些實施中，驅動器控制器29可將原始影像資料重新格式化為具有光柵狀格式之資料流，以使得其具有適合於跨越顯示陣列30掃描之時間次序。接著驅動器控制器29將經格式化之資訊發送至陣列驅動器22。儘管諸如LCD控制器之驅動器控制器29常常作為獨立積體電路(IC)而與系統處理器21相關聯，但可以許多方式來實施此等控制器。舉例而言，控制器可作為硬體嵌入於處理器21中、作為軟體嵌入於處理器21中，或以硬體與陣列驅動器22完全整合。
陣列驅動器22可自驅動器控制器29接收經格式化之資訊，且可將視訊資料重新格式化為一組平行之波形，該組波形每秒許多次地施加至來自顯示器之x-y像素矩陣之數百且有時數千個(或更多)引線。
在一些實施中，驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示陣列30適用於本文所描述之任何類型的顯示器。舉例而言，驅動器控制器29可為習知顯示器控制器或雙穩態顯示器控制器(例如，IMOD控制器)。另外，陣列驅動器22可為習知驅動器或雙穩態顯示器驅動器(例如，IMOD顯示器驅動器)。此外，顯示陣列30可為習知顯示陣列或雙穩態顯示陣列(例如，包括IMOD之陣列的顯示器)。在一些實 施中，驅動器控制器29可與陣列驅動器22整合。此實施在諸如蜂巢式電話、腕錶及其他小面積顯示器之高度整合系統中係常見的。
在一些實施中，輸入器件48可經組態以允許(例如)使用者控制顯示器件40之操作。輸入器件48可包括小鍵盤(諸如，QWERTY小鍵盤或電話小鍵盤)、按鈕、開關、搖桿、觸敏式螢幕或壓敏或熱敏膜。麥克風46可經組態為用於顯示器件40之輸入器件。在一些實施中，經由麥克風46之語音命令可用於控制顯示器件40之操作。
電源供應器50可包括多種能量儲存器件。舉例而言，電源供應器50可為可再充電電池，諸如，鎳鎘電池或鋰離子電池。電源供應器50亦可為再生能源、電容器或太陽能電池(包括塑膠太陽能電池或太陽能電池漆)。電源供應器50亦可經組態以自壁式插座接收電力。
在一些實施中，控制可程式化性駐留於可位於電子顯示系統中之若干處的驅動器控制器29中。在一些其他實施中，控制可程式化性駐留於陣列驅動器22中。以上所描述之最佳化可實施於任何數目個硬體及/或軟體組件中且以各種組態來實施。
可將結合本文中所揭示之實施而描述之各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組、電路及演算法步驟實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。硬體與軟體之互換性已大體按功能性進行了描述，且說明於上文描述之各種說明性組件、區塊、模組、電路及步驟中。以硬體抑或軟體實施此 功能性視特定應用及外加於整個系統上之設計約束而定。
用以實施結合本文中所揭示之態樣而描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組及電路之硬體及資料處理裝置可藉由通用單晶片或多晶片處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)或經設計以執行本文中所描述之功能的其他可程式化邏輯器件、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其任何組合來實施或執行。通用處理器可為微處理器，或任何習知處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器亦可經實施為計算器件之組合，例如DSP與微處理器之組合、複數個微處理器、結合DSP核心之一或多個微處理器，或任何其他此組態。在一些實施中，特定步驟及方法可由特定用於給定功能之電路執行。
在一或多個態樣中，所描述之功能可實施於硬體、數位電子電路、電腦軟體、韌體(包括在此說明書中揭示之結構及其結構等效物)或其任何組合中。本說明書中所描述之標的之實施亦可實施為編碼於電腦儲存媒體上的一或多個電腦程式(亦即，電腦程式指令之一或多個模組)以供資料處理裝置執行或控制資料處理裝置之操作。
本發明中描述之實施之各種修改對於一般熟習此項技術者而言可為顯而易見的，且本文中界定之一般原理可應用於其他實施而不脫離本發明之精神或範疇。因此，本發明並不意欲限於本文中所展示之實施，而是應符合與本文中所揭示之申請專利範圍、原理及新穎特徵相一致之最廣泛 範疇。詞「例示性」在本文中專門用於意謂「充當實例、例子或圖例」。本文中描述為「例示性」之任何實施未必解釋為相較於其他實施為較佳或更有利的。另外，一般熟習此項技術者將易於瞭解，術語「上部」及「下部」有時用於易於描述諸圖，且指示對應於在適當定向之頁面上的圖之定向之相對位置，且可能並不反映如所實施之IMOD的正確定向。
在單獨實施之情境下描述於本說明書中之某些特徵亦可在單一實施中以組合形式實施。相反，在單一實施例之情境下所描述之各種特徵亦可單獨地在多個實施中或以任何合適子組合而實施。此外，儘管上文可將特徵描述為以某些組合起作用且甚至最初按此來主張，但來自所主張之組合之一或多個特徵在一些狀況下可自該組合刪去，且所主張之組合可係針對子組合或子組合之變化。
類似地，儘管按特定次序在圖式中描繪了操作，但不應將此情形理解為需要按展示之特定次序或按順序執行此等操作或執行所有說明之操作來達成所要結果。此外，圖式可以流程圖之形式示意性地描繪一或多個實例程序。然而，未描繪之其他操作可併入於經示意性地說明之實例程序中。舉例而言，可在所說明操作中任一者之前、在所說明操作中任一者之後、與所說明操作中任一者同時地或在所說明操作中任一者之間執行一或多個額外操作。在某些情況下，多任務及並行處理可為有利的。此外，不應將上述實施中之各種系統組件之分離理解為在所有實施中需要 此分離，且應理解，所描述之程式組件及系統可大體上在單一軟體產品中整合在一起或經封裝至多個軟體產品中。另外，其他實施係在以下申請專利範圍之範疇內。在一些狀況下，申請專利範圍中所敍述之動作可以不同次序執行且仍達成所要結果。
本文中描述之穿透玻璃的通孔及處理方法可實施於用於MEMS器件之各種封裝中。此外，本文中描述之方法及器件不限於MEMS或其他器件之封裝，而可用以提供穿透任何玻璃基板之路徑。
12‧‧‧干涉調變器/像素
13‧‧‧光
14‧‧‧可移動反射層
14a‧‧‧反射子層/導電層
14b‧‧‧支撐層
14c‧‧‧導電層
15‧‧‧光
16‧‧‧光學堆疊
16a‧‧‧吸收層/光學吸收體/吸收體子層
16b‧‧‧介電質
18‧‧‧柱/支撐件/支撐柱
19‧‧‧間隙/空腔
20‧‧‧透明基板
21‧‧‧處理器/系統處理器
22‧‧‧陣列驅動器
23‧‧‧黑色遮罩結構/黑色遮罩
24‧‧‧列驅動器電路
25‧‧‧犧牲層/犧牲材料
26‧‧‧行驅動器電路
27‧‧‧網路介面
28‧‧‧圖框緩衝器
29‧‧‧驅動器控制器
30‧‧‧顯示陣列或面板/顯示器
32‧‧‧繫栓
34‧‧‧可變形層
35‧‧‧間隔層
40‧‧‧顯示器件
41‧‧‧外殼
43‧‧‧天線
45‧‧‧揚聲器
46‧‧‧麥克風
47‧‧‧收發器
48‧‧‧輸入器件
50‧‧‧電源供應器
52‧‧‧調節硬體
60a‧‧‧第一線時間
60b‧‧‧第二線時間
60c‧‧‧第三線時間
60d‧‧‧第四線時間
60e‧‧‧第五線時間
62‧‧‧高區段電壓
64‧‧‧低區段電壓
70‧‧‧釋放電壓
72‧‧‧高保持電壓
74‧‧‧高定址電壓
76‧‧‧低保持電壓
78‧‧‧低定址電壓
89‧‧‧周邊表面
89a‧‧‧周邊表面
89b‧‧‧周邊表面
91‧‧‧玻璃基板
91a‧‧‧MEMS器件玻璃基板
91b‧‧‧表面黏著器件(SMD)玻璃基板
92a‧‧‧頂部表面
92b‧‧‧底部表面
93‧‧‧周邊穿透玻璃的通孔
93a‧‧‧周邊穿透玻璃的通孔
93b‧‧‧周邊穿透玻璃的通孔
93c‧‧‧穿透玻璃的通孔
94‧‧‧導線/導電跡線/金屬線
95‧‧‧結合襯墊
96‧‧‧MEMS器件
97‧‧‧覆晶結合積體電路
98‧‧‧電主動組件
99‧‧‧器件
101‧‧‧側壁金屬化
101a‧‧‧側壁金屬化
101b‧‧‧側壁金屬化
102‧‧‧側壁
122‧‧‧穿透玻璃的通孔洞
125a‧‧‧部分地穿透的通孔洞/上部通孔洞
125b‧‧‧部分地穿透的通孔洞/下部通孔洞
185‧‧‧交叉點
187‧‧‧遮罩開口
187a‧‧‧遮罩開口/通孔開口
187b‧‧‧遮罩開口
189‧‧‧遮罩
189a‧‧‧遮罩
189b‧‧‧遮罩
190‧‧‧切線
191‧‧‧側壁
191a‧‧‧部分
191b‧‧‧部分
192‧‧‧區
302‧‧‧晶粒
302a‧‧‧晶粒
302b‧‧‧晶粒
302c‧‧‧晶粒
304‧‧‧組件
305‧‧‧中心線
306a‧‧‧水平切分道
306b‧‧‧水平切分道
306c‧‧‧水平切分道
306d‧‧‧水平切分道
308a‧‧‧垂直切分道
308b‧‧‧垂直切分道
308c‧‧‧垂直切分道
308d‧‧‧垂直切分道
310‧‧‧薄導電膜
312‧‧‧部分
361‧‧‧經蝕刻凹座
362‧‧‧部分
364‧‧‧結合環/接合環
366‧‧‧共晶焊料材料
367‧‧‧經擴散之焊料材料
368‧‧‧器件基板
圖1展示描繪干涉調變器(IMOD)顯示器件之一系列像素中的兩個鄰近像素之等角視圖之實例。
圖2展示說明併有3×3干涉調變器顯示器之電子器件的系統方塊圖之實例。
圖3展示說明圖1之干涉調變器的可移動反射層位置對所施加之電壓的圖之實例。
圖4展示說明當施加各種共同電壓及區段電壓時干涉調變器之各種狀態的表之一實例。
圖5A展示說明圖2之3×3干涉調變器顯示器中之顯示資料的圖框之圖之實例。
圖5B展示可用以寫入圖5A中所說明之顯示資料之圖框的共同信號及區段信號之時序圖之實例。
圖6A展示圖1之干涉調變器顯示器之部分橫截面的實例。
圖6B至圖6E展示干涉調變器之變化實施之橫截面的實例。
圖7展示說明干涉調變器之製造程序之流程圖的實例。
圖8A至圖8E展示製造干涉調變器之方法中的各個階段之橫截面示意性說明之實例。
圖9A及圖9B展示描繪包括周邊多跡線穿透玻璃的通孔之器件之等角視圖及仰視圖的實例。
圖9C展示在晶粒單體化之前包括多個晶粒及周邊及非周邊穿透玻璃的通孔的玻璃基板之俯視圖的實例。
圖9D及圖9E展示描繪包括非周邊多跡線穿透玻璃的通孔之器件之頂視圖及等角視圖的實例。
圖10A至圖10E展示具有周邊穿透玻璃的通孔之玻璃基板之簡化橫截面示意性說明的實例。
圖11展示說明用於形成周邊穿透玻璃的通孔之程序之流程圖的實例。
圖12展示說明用於形成穿透玻璃的通孔洞之程序之流程圖的實例。
圖13展示藉由雙側濕式蝕刻形成之穿透玻璃的通孔洞之橫截面示意性說明的實例。
圖14A至圖14D展示形成穿透玻璃的通孔洞之噴砂方法的各個階段之橫截面示意性說明之實例。
圖14E及圖14F展示形成穿透玻璃的通孔洞之乾式蝕刻方法的各個階段之橫截面示意性說明之實例。
圖15展示金屬化波狀穿透玻璃的通孔洞之橫截面示意性說明的實例。
圖16展示穿透玻璃的通孔洞之某些蝕刻參數之橫截面示意性說明的實例。
圖17展示用以形成穿透玻璃的通孔洞的經對準之通孔洞之同時蝕刻之各個階段處的玻璃基板之橫截面示意性說明的實例。
圖18A至圖20B呈現在金屬化及切分之前圓形、狹槽形及正方形穿透玻璃的通孔洞之實施之等角視圖及橫截面圖的實例。
圖21A至圖21C展示周邊穿透玻璃的通孔之側壁金屬化之示意性說明的實例。
圖22A及圖22B展示說明用於在穿透玻璃的通孔洞中形成多個導線之程序的流程圖之實例。
圖23及圖24展示說明用於製造包括周邊穿透玻璃的通孔之玻璃封裝之程序的流程圖之實例。
圖25A至圖25F及圖26A至圖26C展示製造包括周邊穿透玻璃的通孔之玻璃封裝之方法中的各個階段之示意性說明之實例。
圖27A及圖27B展示說明包括複數個干涉調變器之顯示器件之系統方塊圖的實例。
89a‧‧‧周邊表面
89b‧‧‧周邊表面
91‧‧‧玻璃基板
92a‧‧‧頂部表面
92b‧‧‧底部表面
93‧‧‧周邊穿透玻璃的通孔
94‧‧‧導線/導電跡線/金屬線
95‧‧‧結合襯墊
96‧‧‧MEMS器件
99‧‧‧器件
102‧‧‧側壁

Claims (31)

  1. 一種裝置，其包含：一玻璃基板，其具有頂部表面及底部表面及實質上正交於該頂部表面及該底部表面且連接該頂部表面與該底部表面之複數個側表面；及一第一穿透玻璃的通孔，其包括在該頂部表面及該底部表面中之通孔開口，該第一穿透玻璃的通孔具有一側壁及複數個導電線，該複數個導電線沿著該側壁自該頂部表面延伸至該底部表面。
  2. 如請求項1之裝置，其中該側壁自該複數個側表面中之至少一第一者凹入。
  3. 如請求項1之裝置，其中該側壁包括自該頂部表面延伸之一第一表面及自該底部表面延伸之一第二表面，其中該第一表面與該第二表面在一交叉點處交叉。
  4. 如請求項1之裝置，其中該第一表面及該第二表面各自自一通孔開口彎曲至該交叉點。
  5. 如請求項2之裝置，其進一步包含：一第二穿透玻璃的通孔，其包括在該頂部表面及該底部表面中之通孔開口，該第二穿透玻璃的通孔具有自該複數個側表面中之一第二者凹入之一側壁及沿著該側壁自該頂部表面延伸至該底部表面之複數個導電線。
  6. 如請求項1之裝置，其進一步包含接合至該玻璃基板之一第二基板。
  7. 如請求項6之裝置，其進一步包含一機電系統器件，該 機電系統器件安置於該第二基板上且與該複數個導電線中之至少一些電連通。
  8. 如請求項7之裝置，其進一步包含在該玻璃基板與該第二基板之間的一密封件。
  9. 如請求項8之裝置，其中該機電系統器件密封於至少部分地藉由該玻璃基板、該第二基板及該密封件界定之一區域內。
  10. 如請求項8之裝置，其中該密封件包括一焊料結合劑或一環氧樹脂結合劑。
  11. 如請求項1之裝置，其進一步包含一機電系統器件，該機電系統器件安置於該玻璃基板上且與該複數個導電線中之至少一些電連通。
  12. 如請求項1之裝置，其中該複數個導電線中之至少一些與安置於該玻璃基板之該頂部表面或該底部表面上之結合襯墊電連通。
  13. 如請求項12之裝置，其中該等結合襯墊以一交錯構造配置。
  14. 如請求項1之裝置，其中該複數個線具有不大於約400微米之一間距。
  15. 如請求項1之裝置，其中該等通孔開口為半狹槽形的。
  16. 如請求項1之裝置，其進一步包含：一顯示器；一處理器，其經組態以與該顯示器通信，該處理器經組態以處理影像資料；及 一記憶體器件，其經組態以與該處理器通信。
  17. 如請求項16之裝置，其進一步包含：一驅動器電路，其經組態以將至少一信號發送至該顯示器；及一控制器，其經組態以將該影像資料之至少一部分發送至該驅動器電路。
  18. 如請求項16之裝置，其進一步包含：一影像源模組，其經組態以將該影像資料發送至該處理器。
  19. 如請求項16之裝置，其中該影像源模組包括一接收器、一收發器及一傳輸器中之至少一者。
  20. 如請求項16之裝置，其進一步包含：一輸入器件，其經組態以接收輸入資料且將該輸入資料傳達至該處理器。
  21. 一種裝置，其包含：一玻璃基板，其具有第一側及第二側；一器件，其安裝至該玻璃基板之該第一側；及用於將該器件電連接至該玻璃基板之該第二側之構件。
  22. 如請求項21之裝置，其進一步包含在該玻璃基板之該第二側上之一電組件，且其中用於將該器件電連接至該玻璃基板之該第二側之該構件包括用於將該器件電連接至該電組件之構件。
  23. 一種方法，其包含： 提供具有第一平行表面及第二平行表面之一玻璃基板；在該第一表面中形成一第一通孔洞且在該第二表面中形成一第二通孔洞，其中該第一通孔洞與該第二通孔洞交叉以形成一穿透玻璃的通孔洞，該穿透玻璃的通孔洞具有在該第一表面及該第二表面上之通孔開口及小於在每一通孔開口處之一對應尺寸之一交叉點尺寸；形成複數個導電線，該複數個導電線穿透該穿透玻璃的通孔洞自該第一表面至該第二表面而連續；及沿著穿過該穿透玻璃的通孔洞之一線切分該玻璃基板。
  24. 如請求項23之方法，其中形成該第一通孔洞及該第二通孔洞包括：將該第一表面及該第二表面曝露至一濕式蝕刻劑，以在該第一表面上形成該第一通孔洞及在該第二表面上形成該第二通孔洞。
  25. 如請求項24之方法，其中形成該第一通孔洞及該第二通孔洞包括：在該第一表面及該第二表面中之每一者上形成一遮罩，該等遮罩具有具一最小遮罩開口尺寸dM之至少一開口。
  26. 如請求項25之方法，其中形成該第一通孔洞及該第二通孔洞中之至少一者包括：將該玻璃基板曝露至該濕式蝕刻劑，其中該第一通孔洞及該第二通孔洞之一蝕刻半徑R滿足RRMin，其中R為該蝕刻半徑；且RMin=(2)(tS/2)/(1+((dM+RMin)/RMin)(1-(tS/2RMin)2)1/2)1/2 且其中tS為該玻璃基板之一厚度。
  27. 如請求項23之方法，其中形成該第一通孔洞及該第二通孔洞包括：對準在該玻璃基板之該第一表面及該第二表面上之模版圖案；及根據該等經對準之模版圖案對該玻璃基板進行噴砂。
  28. 如請求項23之方法，其中形成經由該穿透玻璃的通孔洞自該第一表面至該第二表面而連續的複數個導電線包括：將一電泳抗蝕劑塗覆於該穿透玻璃的通孔洞中。
  29. 如請求項23之方法，其中形成經由該通孔洞自該第一表面至該第二表面而連續的複數個導電線包括：執行一無遮罩加成式金屬噴射程序。
  30. 如請求項23之方法，其進一步包含在切分之前將該玻璃基板接合至一第二基板。
  31. 如請求項23之方法，其進一步包含金屬化該第一表面及該第二表面中之至少一者以形成與該一或多個連續導線電連通之一或多個結合襯墊。
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