TWI484599B - 可棄式接合間隙控制結構 - Google Patents

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TWI484599B TW100138073A TW100138073A TWI484599B TW I484599 B TWI484599 B TW I484599B TW 100138073 A TW100138073 A TW 100138073A TW 100138073 A TW100138073 A TW 100138073A TW I484599 B TWI484599 B TW I484599B
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Description

可棄式接合間隙控制結構 相關申請案
本申請案主張於2010年11月5日由Buu Diep提出申請之美國臨時專利申請案第61/410,429號，標題為“可棄式接合間隙控制結構”，代理人案號為075896.0165，根據35 U.S.C. §119(e)之權益，其於此併入本案以為參考資料。
發明領域
本發明一般地係有關於電路之領域並更特定言之係有關於可棄式接合間隙控制結構。
 發明背景
半導體晶圓可使用一結合材料接合在一起以產生接合晶圓。例如，一裝置晶圓可使用一黏著劑或焊料接合到一蓋晶圓(lid wafer)以構成一微機電系統(MEMS)裝置。特定應用需要該結合材料構成一大體上均勻一致的接合線。
 發明概要
根據本發明，可減少或消除與先前技術相關聯的缺點及問題。
於特定的具體實施例中，一接合間隙控制結構(BGCS)係自一基板向外地配置。該BGCS係構形以控制一結合材料之一接合線的幾何形狀。該結合材料係自該基板向外地沉積。該基板係利用該結合材料接合至另一基板。該BGCS係至少部分地自該基板去除。
本發明之特定具體實施例可提供一或更多技術上優點。一具體實施例的一技術上優點在於一可棄式接合間隙控制結構(BGCS)係至少部分地在接合後去除。因此，該BGCS可由複數材料之任一者構成，甚至假若該BGCS未經去除會造成問題的材料。
本發明之特定具體實施例可包括無、一些或所有之上述技術上優點。熟知此技藝之人士由於此包括的該等圖式、說明及申請專利範圍對於一或更多其他技術上優點可為立即顯而易見的。
圖式簡單說明
為了更完整地瞭解本發明以及其之特性與優點，現參考以下結合該等伴隨圖式的說明，其中：
第1圖係圖示一系統的一實例，其可使用可棄式接合間隙控制結構(BGCS)以構成接合基板；
第2圖係圖示用於接合基板的一方法的一實例；
第3圖係圖示一基板之BGCS的一實例；
第4A及4B圖係圖示使用一可棄式BGCS構成之結構的一實例。
 較佳實施例之詳細說明
藉由參考該等圖式之第1至4圖能夠充分地瞭解本發明及其之優點的具體實施例，該等不同的圖式之相同及對應部分係使用相同的元件符號。
第1圖圖示一系統10的一實例，其可使用可棄式接合間隙控制結構(BGCS)以構成接合基板。於特定的情況下，可使用一結合材料將基板(諸如矽晶圓)接合在一起。接合之後，該結合材料在該等基板中間構成一接合線。該接合線之均勻一致性會受該等基板之平坦性以及以接合該等晶圓之該接合力的影響。
在特定的具體實施例中，系統10可使用BGCSs控制接合線的均勻一致性。一BGCS可操作作為一機械性停止件，防止該結合材料在一不應有方式下擴散。於特定的具體實施例中，一BGCS係為可棄式，例如，於製造期間為可除去的。例如，系統10於接合後可至少部分地去除該BGCS。假若該BGCS經去除，該BGCS可由複數種材料構成，包括假若該BGCS未經去除則會造成問題的材料。其他的BGCSs會保留在該基板上。
在特定具體實施例，系統10可在一基板上作業，諸如一晶圓。一晶圓可包含半導體材料，諸如矽、陶瓷或鍺，或是其他材料諸如玻璃。一晶圓可用以製造積體電路及其他微元件，並可使用作為供配置在該晶圓中並由之向外配置的微電子裝置所用的基板。基板可具有任何合適的應用，諸如微機電系統(MEMS)或微光機電系統(MOEMS)裝置或紅外線(IR)探測器。
於該圖示的實例中，系統10包含一沉積系統20、一接合系統24、以及一去除系統26。於該實例中，沉積系統20沉積一BGCS以及自一基板向外沉積一結合材料。該BGCS可控制該結合材料之一接合線的一幾何形狀。接合系統24利用該接合材料將該基板接合至另一基板，以產生一接合結構。去除系統26至少部分地將該BGCS自該接合結構去除。
於特定的具體實施例中，沉積系統20自一基板向外地沉積任何合適的材料。例如，沉積系統20沉積一接合間隙控制結構(BGCS)及/或自一基板向外地沉積一接合材料。沉積系統20可以任何適合的方式沉積材料，諸如藉由噴射(使用，例如，一噴墨狀列印頭或噴嘴其實際上或以機電方式噴射材料)、旋轉塗佈、預製材料(例如，一模切焊料預製品)、物理蒸氣沉積，電鍍、絲網印刷、光微影術、或是其他適合的方法。沉積系統20可針對不同材料使用不同的技術。例如，使用一技術(諸如噴射)沉積一BGCS以及可使用另一技術(諸如焊料預製品)沉積一接合材料(諸如焊料)。
一BGCS可包含任何適合的材料。於特定的具體實施例中，可拋棄性擴大材料的選擇性，因為該BGCS可於接合後去除。一BGCS可包含一光可成像聚合物，例如，SU-8光阻劑或二氯化丁烯(bichlorinated butene,BCB)。使用光可成像材料容許在蓋或裝置基板上構成一BGCS。一BGCS可包含任何適合的有機或無機材料，例如，硼磷矽玻璃(BPSG)及四乙基正矽酸鹽(TEOS)。
一結合材料可為焊料、黏著劑或是其他中間物。焊料可包含一易熔金屬合金。一黏著劑可包含一將基板黏合在一起的混合物。黏著劑之實例包括熱量活化或是紫外光活化的環氧化物。
接合系統24可以任何適合的方式接合基板。在特定的具體實施例中，接合系統24可將該等基板，一或更多之具有結合材料沉積於其上者對準。接合系統24可接著對一或多之基板施以熱量及/或壓力，以將該等基板接合在一起。
去除系統26可以任何適合的方式至少部分地去除一或更多BGCSs。於特定的具體實施例中，去除系統26可切割(例如，鋸切及/或雷射切割)基板，其可至少部分地去除一BGCS。於特定的具體實施例中，去除系統26可使用一液體的力量(諸如藉由水噴射)以至少部分地去除一BGCS。於特定的具體實施例中，去除系統26可以化學方式去除至少一部分之BGCS(諸如藉由酸蝕刻及/或溶劑溶解)。
於特定的具體實施例中，系統10可包括其他或附加的系統。例如，系統10可包括一印刷系統其可在一基板上印刷一圖案及/或一電漿清潔系統其在接合之前清潔一基板。
第2圖係圖示用於接合基板的一方法之一實例，其可藉由系統10執行該方法。該方法於步驟110開始，接受一第一基板。於步驟114，將一或更多BGCSs自該第一基板向外地沉積。於特定的具體實施例中，沉積系統20自該第一基板向外地沉積(諸如噴射)BGCSs。該等BGCSs可配置在BGCS區域中。操作該等BGCS以控制一結合材料之接合線的幾何形狀。於步驟118，自該第一基板向外地沉積該結合材料。於特定的具體實施例中，沉積系統20自該第一基板向外地沉積該結合材料。
於步驟120，利用該接合材料將該第一基板接合至一第二基板以產生一接合結構。於特定的具體實施例中，接合系統24將該第一及第二基板對準並接著施加熱量及/或壓力至該第一及/或第二基板以接合該等基板。於步驟124，一或更多BGCSs係至少部分地自該接合結構去除。於特定的具體實施例中，BGCSs係在該去除系統26沿著鋸切線切割該接合結構時被去除。接著結束該方法。
第3圖圖示晶粒之一基板50之BGCSs60的一實例。於特定的具體實施例中，基板50具有鋸切線54，切割區域及/或密封區域52。一鋸切線54標示一區域，其中一基板係經切割。於第3圖中該鋸切線54之中心係以點線標示。一切割區域係為介於半導體元件構成區域之間的一區域。一密封區域可處於真空狀態並可保護特定裝置。例如，密封環可保護MEMS裝置不受外在環境影響。
於特定的具體實施例中，一或更多BGCSs 60係自基板50向外配置。一BGCS 60可使用作為一機械式停止件，控制一密封環之一接合線62的幾何形狀。接合線62係在接合後由接合材料所構成。接合線62之幾何形狀包括間隙厚度與寬度。該間隙係與介於接合基板之間的間隙有關，以及該間隙厚度係於與一基板50之該平坦表面垂直的一方向上所測量者。
典型地，在應用上需要更為均勻一致的接合線幾何形狀。然而，該均勻一致性會受基板之平坦性及以讓基板平坦化之接合力量的影響。一BGCS 60可控制該等接合間隙，其可控制接合寬度，產生一更為均勻一致的接合線。
一BGCS 60可具有任何適合的尺寸及形狀。例如，BGCS 60可具有位在以下範圍：1至10、10至50、50至100或超過100微米(um)的一寬度，具有位在以下範圍：50至100、100至200、或超過200微米(um)的一長度，以及具有位在以下範圍：1至5、5至10、10至20或超過20微米(um)的一厚度(其中厚度係在與一基板50之該平坦表面垂直的一方向加以測量)。於特定的具體實施例中，假若間隙厚度x係為所需的，則可使用厚度為x的BGCS 60。於其他的具體實施例中，該BGCS厚度可較x為厚或較薄。一BGCS 60可為一連續線或一島狀部分。
BGCS 60可配置在基板50之任何合適的BGCS區域上。於特定的具體實施例中，一BGCS區域可為位在受BGCS 60影響的一區域之外側，諸如受BGCS 60之逸氣影響的一密封區域52之外側。於特定的具體實施例中，一BGCS區域可為位在未包括下伏電路的一區域內，諸如一切割區域。於特定的具體實施例中，一BGCS區域可位在稍後經去除的一區域內，諸如延著鋸切線54或切割道。
第4A及4B圖圖示使用一可棄式BGCS 60構成之結構70a及70b的一實例。第4A圖圖示一結構70其包括一第一基板包含一裝置晶圓50a。BGCS 60、接合材料64、以及MEMS結構68係自裝置晶圓50a向外地配置。一第二基板包含一蓋晶圓50b係自BGCS 60、結合材料64及MEMS結構68向外地配置，構成一密封區域74。於該實例中，BGCS 60具有一寬度w及一厚度t並係沿著一鋸切線之位置配置。
第4B圖圖示在沿著鋸切線切割結構70後之結構70a及70b。切割作業將結構70分離成結構70a與70b並且至少部分地去除BGCS 60。
對於此揭示的系統及裝置所作的修改、附加部分或是刪除不致背離本發明之範疇。該等系統與裝置之該等組件可加以整合或是分離。此外，該等系統與裝置之作業可藉由更多、較少或是其他組件而執行。此外，該等系統與裝置之作業可使用任何適合的邏輯而執行，包含軟體、硬體及/或其他邏輯。就於此文件中所使用者，“每一(each)”係有關於一組合之每一構件或是一組合之一子組合的每一構件。
對於此揭示的方法所作的修改、附加部分或是刪除不致背離本發明之範疇。該等方法可包括更多、較少或是其他步驟。此外，該等步驟可以任何適合的順序執行。
於此所揭示的該等系統與裝置之一組件可包括一界面、邏輯、記憶體及/或其他適合的元件。一界面接收輸入、傳送輸出、處理該輸入及/或輸出、及/或執行其他適合的作業。一界面可包含硬體及/或軟體。
邏輯執行該組件之運算，例如，執行指令以自輸入產生輸出。邏輯可包括硬體、軟體及/或其他邏輯。邏輯可編碼於一或更多的可觸知媒體並可在藉由一電腦執行時進行運算。特定的邏輯，諸如一處理器，可管理一組件之運算。一處理器之實例包括一或更多電腦，一或更多微處理器，一或更多運用，及/或其他邏輯。
於特別的具體實施例中，該等具體實施例之該等運算可藉由一或更多以一電腦程式、軟體、電腦可執行指令及/或能夠由一電腦執行的指令編碼的電腦可讀取媒體執行。於特別的具體實施例中，該等具體實施例之運算可藉由一或更多電腦可讀取媒體執行，該媒體儲存、包含一電腦程式及/或以一電腦程式編碼，及/或具有一儲存及/或一編碼的電腦程式。
一記憶體儲存資訊。一記憶體可包含一或更多非暫時性、可觸知、電腦可讀取及/或電腦可執行的儲存媒體。記憶體之實例包括電腦記憶體(例如，隨機存取記憶體(RAM)或唯讀記憶體(ROM))，大量儲存媒體(例如，一硬碟)，可移除儲存媒體(例如，一光碟片(CD)或一數位影音光碟(DVD))，資料庫及/或網路儲存(例如，一伺服器)，及/或其他的電腦可讀取媒體。
儘管此揭示內容已就特定的具體實施例加以說明，但該等具體實施例之更改及變更將為熟知此技藝之人士所顯而易見的。因此，以上該等具體實施例之說明並未限制此揭示內容。能夠作其他的改變替代及更改而不致背離此揭示內容的精神與範疇，如由以下申請專利範圍所界定者。
10．．．系統
20．．．沉積系統
24．．．接合系統
26．．．去除系統
50．．．基板
50a．．．裝置晶圓
50b．．．蓋晶圓
52．．．密封區域
54．．．鋸切線
60．．．接合間隙控制結構
64．．．接合材料
68．．．MEMS結構
70,70a,70b．．．結構
74．．．密封區域
110,114,118,120,124．．．步驟
x．．．間隙厚度
w．．．寬度
t．．．厚度
第1圖係圖示一系統的一實例，其可使用可棄式接合間隙控制結構(BGCS)以構成接合基板；
第2圖係圖示用於接合基板的一方法的一實例；
第3圖係圖示一基板之BGCS的一實例；
第4A及4B圖係圖示使用一可棄式BGCS構成之結構的一實例。
110，114，118，120，124．．．步驟

Claims (11)

  1. 一種使第一和第二基板結合之方法，其包含下列步驟：自一第一基板向外地噴製一接合間隙控制結構(BGCS)，該BGCS構形來控制一結合材料之一接合線的一幾何形狀；自該第一基板向外地配置該結合材料；利用該結合材料將該第一基板接合至一第二基板以產生一接合結構；以及自該接合結構鋸切該BGCS，以自該接合結構完全移除該BGCS。
  2. 如請求項1之方法，其中該BGCS包含一無機材料。
  3. 一種使第一和第二基板結合之方法，其包含下列步驟：自該第一基板向外地配置一接合間隙控制結構(BGCS)；組配該BGCS來在該第一及/或該第二基板不平坦時，於一結合材料的一接合線中提供均勻性；自該第一基板向外地配置該結合材料；利用該結合材料將該第一基板接合至一第二基板，以產生一接合結構；以及自該接合結構至少部分地移除該BGCS。
  4. 如請求項3之方法，該BGCS包含一有機材料。
  5. 如請求項3之方法，該BGCS包含一無機材料。
  6. 如請求項3之方法，自該第一基板向外地配置該BGCS的步驟包含： 將該BGCS配置在自該第一基板向外配置之一密封區域之外。
  7. 如請求項4之方法，自該第一基板向外地配置該BGCS的步驟包含：將該BGCS配置在該第一基板的一切割區域。
  8. 如請求項3之方法，自該第一基板向外地配置該BGCS的步驟包含：將該BGCS配置在該第一基板的一鋸切線。
  9. 如請求項3之方法，自該第一基板向外地配置該BGCS的步驟包含：自該第一基板向外地噴製該BGCS。
  10. 如請求項3之方法，自該接合結構至少部分地移除該BGCS之步驟包含：切除該BGCS以至少部分地移除該BGCS。
  11. 如請求項3之方法，自該接合結構至少部分地移除該BGCS之步驟包含：朝該BGCS噴製一液體，以至少部分地移除該BGCS。
TW100138073A 2010-11-05 2011-10-20 可棄式接合間隙控制結構 TWI484599B (zh)

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