各種形貌mems封帽的加工方法
【專利摘要】一種各種形貌MEMS封帽的加工方法。一種器件，包括在晶片表面中形成的側(cè)壁，其中該側(cè)壁下行至凹進(jìn)表面。該凹進(jìn)表面大體增進(jìn)了晶片表面、包括晶片上的拐角(例如，晶片表面和諸如腔、凹進(jìn)表面等各種表面形貌之間的接合處)上的抗蝕劑覆蓋度。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，采用濕法刻蝕方法形成側(cè)壁和凹進(jìn)表面?？刮g劑材料(例如，光刻膠材料)被沉積到晶片表面上，其中光刻膠完全覆蓋晶片表面的一個(gè)或多個(gè)頂部拐角。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，凹進(jìn)表面鄰近在晶片中形成的溝槽定位以增進(jìn)晶片頂表面上的抗蝕劑覆蓋度。
【專利說(shuō)明】各種形貌MEMS封帽的加工方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)依據(jù)35 U.S.C.§ 119(e)要求2013年7月23日遞交的、名稱為“Methodfor extreme topographic MEMS cap process”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序號(hào)N0.61/857，323 ;以及2013 年 8 月 16 日遞交的、名稱為“Method for extreme topographic MEMS cap process”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序號(hào)N0.61/866，574的優(yōu)先權(quán)。美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序號(hào)N0.61/857，323和N0.61/866，574通過(guò)引用被整體并入本文。

【背景技術(shù)】
[0003]消費(fèi)電子器件，特別是移動(dòng)電子器件諸如智能電話、平板電腦等，越來(lái)越多地使用更小、更緊湊的部件以為它們的使用者提供想要的特性。這樣的器件常常采用微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)，非常小的器件的技術(shù)。MEMS器件由小部件組成并通常使用改進(jìn)地通常用于制備電子設(shè)備的半導(dǎo)體器件制備技術(shù)來(lái)制造，并可合并為三維集成電路器件(3D 1C)。三維集成電路器件是使用兩層或更多層有源電子部件的半導(dǎo)體器件。穿通襯底孔(TSV)將器件的不同層(例如，不同襯底)上的電子部件互連以使得器件被豎直和水平地集成。因此，MEMS器件在小而緊湊的封裝(footprint)內(nèi)提供電功能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]公開(kāi)了器件(例如，MEMS器件)，以及用于形成該器件的方法，其中器件具有形成在晶片表面中的側(cè)壁，這里側(cè)壁下行至凹進(jìn)表面。該凹進(jìn)表面大體上增進(jìn)在晶片表面、包括晶片上的拐角(例如，晶片表面和諸如腔、側(cè)壁、凹進(jìn)表面等各種表面形貌之間的接合處)上的抗蝕劑覆蓋度。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，濕法刻蝕步驟用于形成側(cè)壁和凹進(jìn)表面?？刮g劑材料(例如，光刻膠材料)沉積到晶片表面上，其中光刻膠完全覆蓋晶片表面的一個(gè)或多個(gè)頂部拐角。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，該凹進(jìn)表面鄰近在晶片中形成的溝槽定位以增進(jìn)晶片頂表面上的抗蝕劑覆蓋度。
[0005]提供本
【發(fā)明內(nèi)容】
用于以簡(jiǎn)化的形式介紹構(gòu)思的選擇，在下面的【具體實(shí)施方式】中將進(jìn)一步說(shuō)明所述構(gòu)思。本
【發(fā)明內(nèi)容】
不意在確定所要求主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不意在用于輔助確定所要求主題的范圍。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]參照【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】【具體實(shí)施方式】。在說(shuō)明書(shū)和附圖的不同示例中所使用的相同的附圖標(biāo)記可指示類似或相同的物件。
[0007]圖1為說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)一示例性實(shí)施例的器件(例如，MEMS器件)的制備方法的流程圖。
[0008]圖2為說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)一示例性實(shí)施例的器件(例如，MEMS器件)的圖。
[0009]圖3為說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)又一示例性實(shí)施例的器件(例如，MEMS器件)的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]概述
[0011]微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件常常用于在小而緊湊的封裝(footprint)內(nèi)提供集成電路功能。這樣的MEMS器件可包括變化的形貌，諸如腔、溝槽等，以支撐(例如:裸晶、晶片等)各種部件。其中MEMS器件的部件是易受環(huán)境條件影響的，希望能密閉地密封該MEMS器件，諸如用MEMS封帽工藝密封。MEMS器件的形貌會(huì)影響密封的品質(zhì)，諸如通過(guò)具有暴露在環(huán)境中的晶片的部分，甚至在光刻膠沉積到晶片表面上之后。暴露會(huì)發(fā)生在晶片上的拐角處(例如，晶片表面和諸如腔的各種表面形貌之間的接合處)，在所述拐角處抗蝕劑材料可能不是完全覆蓋的。例如，晶片覆蓋部分可能受表面張力、重力和其它能引起抗蝕劑材料從晶片的諸如晶片拐角的部分脫落剩下暴露的那些部分的因素的影響。暴露的晶片部分(例如，拐角)通常對(duì)MEMS器件品質(zhì)具有決定性影響，諸如通過(guò)防止密封，并且會(huì)對(duì)合適的MEMS器件產(chǎn)生負(fù)面影響。
[0012]因此，描述了制備如下MEMS器件的技術(shù)，所述MEMS器件具有在晶片表面中形成的側(cè)壁，其中側(cè)壁下行至凹進(jìn)表面。該凹進(jìn)表面大體上能增進(jìn)晶片表面、包括晶片上的拐角(例如，晶片表面和諸如腔、凹進(jìn)表面等各種表面形貌之間的接合處)上的抗蝕劑覆蓋度。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，濕法刻蝕步驟用于形成側(cè)壁和凹進(jìn)表面?？刮g劑材料(例如，光刻膠材料)沉積到晶片表面上，其中光刻膠完全覆蓋晶片表面的一個(gè)或多個(gè)頂部拐角。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，該凹進(jìn)表面鄰近在晶片中形成的溝槽定位以增進(jìn)晶片頂表面上的抗蝕劑覆蓋度。
[0013]示例性實(shí)施例
[0014]大體參照?qǐng)D1至3，公開(kāi)了一種器件(圖2和3)和制造該器件的方法(圖1)。在實(shí)施例中，器件200是微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件(例如，MEMS封帽)。在實(shí)施例中，方法100包括提供晶片(方塊102)。例如，器件200包括晶片(例如，MEMS封帽晶片)202，諸如硅晶片。在實(shí)施例中，晶片202包括表面204，諸如頂表面或上表面。
[0015]在實(shí)施例中，方法100(例如，MEMS工藝、晶片工藝、三維(3-D)集成電路工藝、MEMS封帽工藝等)可包括在晶片表面中形成腔(方塊104)。在實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)腔206可形成在晶片202的頂表面204中。該腔206可根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)定尺寸，其可依據(jù)插入腔中的物件而變化。例如，在實(shí)施例中，腔206近似30微米(30um)深(S卩，從頂表面204到腔206的底部測(cè)量為30um)。
[0016]在實(shí)施例中，方法100可包括在晶片中形成側(cè)壁和凹進(jìn)表面(方塊106)。在實(shí)施例中，凹進(jìn)表面208(例如，相對(duì)于頂表面204凹進(jìn))，諸如凹入臺(tái)階或凹進(jìn)臺(tái)階，可形成在晶片202中。在實(shí)施例中，如圖2所示，晶片202的頂表面204經(jīng)由在晶片202中形成的側(cè)壁210過(guò)渡至該凹進(jìn)臺(tái)階208。在實(shí)施例中，側(cè)壁210是傾斜的側(cè)壁。例如，該側(cè)壁210的傾斜角的范圍可從約20度至約90度。在一特定實(shí)施例中，該側(cè)壁210的傾斜角為約54度至約55度，并且特別地可從凹進(jìn)臺(tái)階208的表面起為54.74度。在其它實(shí)施例中，側(cè)壁210是非傾斜的(例如，形成90度角)。在實(shí)施例中，晶片202的頂表面204在頂表面204和側(cè)壁210的接合處形成一個(gè)或多個(gè)拐角(例如，頂部拐角)212。在實(shí)施例中，側(cè)壁210通過(guò)刻蝕方法、例如各項(xiàng)異性硅濕法刻蝕方法形成。在實(shí)施例中，凹進(jìn)表面(例如，凹進(jìn)臺(tái)階)208在與形成其它晶片形貌特征(如，腔、凹進(jìn)部、溝槽等)的同一(如，大體上同時(shí)形成、共形成等)步驟期間形成，因此節(jié)省了(如，不需引入額外的/后續(xù)的)用于形成凹進(jìn)表面208的工藝步驟。這樣的工藝可以增加器件100的產(chǎn)出效率。
[0017]在實(shí)施例中，方法100可包括在晶片中形成溝槽(方塊108)。在實(shí)施例中，溝槽214(例如，深溝槽)，可形成在晶片202中。溝槽214可根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)設(shè)定尺寸。例如，溝槽214可為三百微米深，其在實(shí)施例中占晶片厚度的將近一半。在實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)拐角(例如，犧牲拐角、深溝槽拐角)216在凹進(jìn)臺(tái)階208和溝槽側(cè)壁218的接合處(例如，接合處為深溝槽拐角，拐角216)形成。
[0018]在實(shí)施例中，方法100可包括向晶片上并且附在由晶片表面(例如，頂表面204)形成的拐角上地放置光刻膠(方塊110)。在實(shí)施例中，光刻膠400被放置到/附在晶片202的頂表面204上，以使得光刻膠400覆蓋(例如，完全覆蓋)由頂表面204形成的拐角(例如，所有的頂部拐角212)。在實(shí)施例中，光刻膠400是適合于在表面上形成圖案化的涂層的工業(yè)方法中、例如光刻法中使用的光敏材料。在實(shí)施例中，犧牲拐角216和從頂表面204到凹進(jìn)表面208的傾斜過(guò)渡部(例如，傾斜側(cè)壁)210增進(jìn)了頂表面204上的抗蝕劑覆蓋度。在一些實(shí)施例中，在將光刻膠400施加至晶片202之后，犧牲拐角216仍然暴露(例如，不被光刻膠覆蓋)，可是頂表面204上的拐角212被光刻膠400完全覆蓋。在實(shí)施例中，頂表面204 (包括犧牲拐角216)被光刻膠400完全覆蓋。
[0019]在實(shí)施例中，如圖3所示，諸如金的金屬220可形成(例如，電鍍)在晶片202的頂表面(例如，鍵合表面)204的至少一部分上。在實(shí)施例中，金屬220可在晶片202的頂表面204上形成為薄膜(例如，范圍從幾納米到100微米厚)。在實(shí)施例中，金屬(例如，金)220可通過(guò)沉積方法、例如物理沉積方法或化學(xué)沉積方法在晶片202的頂表面204上形成。然而，金屬(例如，金)220不在頂部拐角212上形成。在實(shí)施例中，金屬(例如，金)220也可在犧牲拐角216上形成。在實(shí)施例中，如圖3所示，也可在晶片202上形成(例如，沉積)吸氣劑222。例如，該吸氣劑222與金屬220 —起沉積到犧牲拐角216上，以使得該吸氣劑222在犧牲拐角216處沉積到金屬220上/附在該金屬上沉積。在實(shí)施例中，金屬220和吸氣劑222的沉積受到控制以使得在犧牲拐角216上沉積的吸氣劑222和金屬220的整體組合高度(例如，厚度)如圖3所示低于頂表面(例如，鍵合表面)204。在實(shí)施例中，沉積到晶片202上的金屬220和吸氣劑222可被作為鍍金和吸氣劑剝離方法的一部分來(lái)實(shí)施。
[0020]本文描述的方法100和器件200允許/增進(jìn)在具有極端形貌結(jié)構(gòu)(例如，深溝槽和深腔)的晶片上連貫的光刻膠覆蓋。例如，文中描述的方法100和器件200允許/增進(jìn)在晶片202的頂表面204(例如，所有頂部拐角212)上連貫的光刻膠覆蓋。在實(shí)施例中，器件200的凹進(jìn)臺(tái)階208增進(jìn)/方便晶片202的頂表面204(例如，附在所有頂部拐角212上)連貫的光刻膠覆蓋。通過(guò)增進(jìn)附在晶片202的頂表面204的所有頂部拐角212上的這種快速、連貫的覆蓋，本文描述的方法100和器件200不會(huì)遇到與暴露的頂部拐角相關(guān)的問(wèn)題。暴露的頂部拐角通常對(duì)MEMS器件的品質(zhì)(例如，通過(guò)防止密封)和產(chǎn)量具有決定性影響。此外，器件200的上述參考特征使得方法100成為成本高效和高產(chǎn)量的方法。更進(jìn)一步，由于本文描述的器件200和方法100允許這種連貫覆蓋，所以與需要大量光刻膠材料的方法相比，本文描述的方法100中可使用相對(duì)薄的光刻膠。此外，在實(shí)施例中，在晶片202的犧牲拐角216處所不想要的沉積會(huì)因?yàn)榘歼M(jìn)臺(tái)階208的形成而減小或?qū)?jí)鍵合方法產(chǎn)生可忽略的影響，其可允許抗蝕劑材料沿著側(cè)壁210累積并累積到頂表面204上。
[0021]在實(shí)施例中，器件(例如，MEMS器件)200可包括處理數(shù)據(jù)的中央單元(例如，處理器、微處理器)，和一些受周圍環(huán)境影響的部件(例如，傳感器、微傳感器)。器件200可利用常被用來(lái)制作電子設(shè)備的改進(jìn)的半導(dǎo)體器件制備技術(shù)來(lái)制備。這樣的技術(shù)可包括:模鑄和電鍍、濕法刻蝕(例如，通過(guò)暴露在氫氧化鉀、四甲基氫氧化銨中，等)、干法刻蝕(例如，反應(yīng)離子刻蝕、深反應(yīng)離子刻蝕)、電火花放電加工、以及其它能夠制備小器件的技術(shù)?；炯夹g(shù)可包括:材料層的沉積、通過(guò)光刻圖案化、和刻蝕以產(chǎn)生所要的形狀。
[0022]在實(shí)施例中，器件200可在電子設(shè)備、例如在智能電話、移動(dòng)設(shè)備等中實(shí)施。在實(shí)施例中，器件200可以是/可包括傳感器，例如運(yùn)動(dòng)傳感器等。
[0023]結(jié)論
[0024]盡管主題已經(jīng)以具體到結(jié)構(gòu)特征和/或方法操作的言語(yǔ)描述，但是應(yīng)當(dāng)理解在所附權(quán)利要求中所限定的主題不必局限于上述的具體特征或行為。而是，上述的具體特征或行為是作為權(quán)利要求實(shí)施的示例形式。
【權(quán)利要求】
1.一種器件，其包括: 半導(dǎo)體晶片，所述半導(dǎo)體晶片具有頂表面并具有側(cè)壁和在所述頂表面中形成的凹進(jìn)表面，所述側(cè)壁從頂表面延伸至晶片中的所述凹進(jìn)表面；和 溝槽，所述溝槽在半導(dǎo)體晶片中形成，所述溝槽位于鄰近所述凹進(jìn)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，還包括沉積到半導(dǎo)體晶片的頂表面上的光刻膠材料，所述光刻膠材料覆蓋所述半導(dǎo)體晶片的頂部拐角，所述頂部拐角包括頂表面和側(cè)壁之間的接合處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，還包括在半導(dǎo)體晶片的頂表面中形成的腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，還包括鄰近凹進(jìn)表面的由半導(dǎo)體晶片的頂表面形成的一個(gè)或多個(gè)拐角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述頂表面是鍵合表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述半導(dǎo)體晶片是微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)晶片。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的器件，其中所述半導(dǎo)體晶片是微機(jī)電系統(tǒng)封帽(MEMS封帽)曰曰曰/T ο
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中側(cè)壁具有從凹進(jìn)表面起約20度至約90度的傾斜角。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中側(cè)壁的從凹進(jìn)表面起的傾斜角為約54度至約55度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，還包括在頂表面上沉積的金屬，其中半導(dǎo)體晶片的頂部拐角沒(méi)有所述金屬，頂部拐角包括頂表面和側(cè)壁之間的接合處。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的器件，其中所述金屬進(jìn)一步位于凹進(jìn)表面上，凹進(jìn)表面上的所述金屬至少部分地被吸氣劑材料覆蓋。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的器件，其中從凹進(jìn)表面起金屬和吸氣劑的組合高度小于從凹進(jìn)表面起的頂表面的高度。
13.一種方法，其包括: 提供晶片； 在晶片中形成溝槽；和 在晶片中形成側(cè)壁和凹進(jìn)表面，側(cè)壁從晶片的頂表面延伸至晶片中的凹進(jìn)表面，所述凹進(jìn)表面鄰近所述溝槽。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括: 在晶片上且附在晶片的頂部拐角上地放置光刻膠，所述頂部拐角包括頂表面和側(cè)壁之間的接合處。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括: 在晶片的表面中形成腔。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中形成所述側(cè)壁包括以從凹進(jìn)表面起約20度至約90度的傾斜角形成所述側(cè)壁。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中側(cè)壁的從凹進(jìn)表面起的傾斜角為約54度至約55度。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括: 在頂表面上沉積金屬，其中半導(dǎo)體晶片的頂部拐角沒(méi)有沉積的金屬，頂部拐角包括頂表面和側(cè)壁之間的接合處。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括: 在凹進(jìn)表面上沉積所述金屬；和 利用吸氣劑材料至少部分地覆蓋凹進(jìn)表面上的所述金屬。
20.一種微機(jī)電(MEMS)器件，其包括: 處理器或傳感器至少之一；和 可操作地耦接至所述處理器或傳感器至少之一的器件，所述器件包括: 半導(dǎo)體晶片，所述半導(dǎo)體晶片具有頂表面并具有側(cè)壁和在所述頂表面中形成的凹進(jìn)表面，所述側(cè)壁從頂表面延伸至晶片中的所述凹進(jìn)表面，所述側(cè)壁具有從凹進(jìn)表面起約20度至約90度的傾斜角；和 溝槽，所述溝槽在半導(dǎo)體晶片中形成，所述溝槽位于鄰近所述凹進(jìn)表面。
【文檔編號(hào)】B81C1/00GK104340954SQ201410409220
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月23日
【發(fā)明者】X·應(yīng), L·李, A·S·克爾克, B·S·波利奇 申請(qǐng)人:馬克西姆綜合產(chǎn)品公司