窗腔晶圆 相关应用数据 [0001] 本国际申请要求 2021 年 10 月 5 日提交的美国临时申请第 63/252,327 号的权益,该申请的全部内容通过引用并入本文。 背景 [0002] 当前的窗腔晶圆 (WCW) 由两个晶圆形成,例如硅。 一个晶片称为间隔晶片,另一个晶片称为窗口晶片。 一个或两个晶圆被氧化,然后将两个晶圆键合在一起形成无空隙的氧化物键合。 键合晶圆是绝缘体上硅(SOI)键合晶圆的一个例子。 [0003] 在间隔晶片中开腔的首选方法是深反应离子蚀刻或 DRIE,也称为博世工艺。 DRIE 使用特殊的交替等离子体化学来蚀刻具有垂直侧壁的 Si。 垂直侧壁(各向异性蚀刻)对于最大程度地减少空腔之间 xy 区域的浪费至关重要。 空腔之间腹板的宽度必须最大化,这是通过对具有垂直侧壁的空腔进行 DRIE 来实现的。 DRIE 等离子体化学被设计为当腔深度到达作为蚀刻停止层的掩埋氧化物层时停止蚀刻。 因此,DRIE 用于蚀刻 100 - 500 pm 深的空腔,由间隔晶圆的厚度设定。 [0004] 空腔之间的顶部平坦区域必须进行金属化,以支持 WCW 与微测辐射热计/读出集成电路 (ROIC) 晶圆的焊接。 金属化以矩形框架的形式完成,该框架刚好位于每个空腔的边界之外。 金属可以是在晶圆键合过程中形成的焊料的一种成分,金属本身可以是焊料,或者金属可以用于扩散键合到 ROIC 晶圆上的匹配金属框架。 [0005] 这些众多操作的总和使 WCW 晶圆的成本很高,通常每 200 毫米 WCW 晶圆至少 1400.00 美元。 这是输入 WCW 的成本,然后必须用抗反射和阻挡(长通)涂层进行图案涂层,然后在腔体中用吸气薄膜进行图案涂层。 WCW 腔面的非平面性质使得图案化沉积 AR 和阻挡涂层具有挑战性 和吸气剂涂层,因为空腔使得光刻胶的沉积、​​图案化和剥离变得更加困难。 加工型腔表面的困难有助于导致 AR 和阻挡涂层中和上的缺陷水平更高。 AR 和阻断涂层中的缺陷是非常不希望出现的。 由于 WCW 输入晶圆的高成本,由于 AR 和阻挡层涂层中的缺陷而报废 WCW 晶圆的成本非常高。 概括 [0006] 本文提供一种窗腔晶片,其包括窗晶片,该窗晶片包括窗晶片基板和设置在窗晶片基板的一个或多个面上的一个或多个光学涂层。 窗腔晶片还包括间隔晶片,间隔晶片包括间隔晶片衬底。 间隔晶片晶片键合到窗口晶片以形成窗口腔晶片。 窗腔晶片包括金属框架。 [0007] 在此提供一种用于形成窗口晶圆的方法,包括通过以下步骤制造窗口晶圆:提供具有两个面的窗口晶圆基板; 在窗口晶片衬底的一个或多个面上蚀刻对准特征; 在窗口晶片基板的一个或多个面上施加一种或多种光学涂层。 该方法进一步包括通过以下方式制造与窗口晶片分离的间隔晶片:提供具有两个面的间隔晶片衬底; 在隔离晶圆基板上形成一列穿孔。 该方法还包括将隔离晶圆与窗口晶圆键合以形成窗口腔晶圆; 在窗腔晶圆的一个面上形成离散的金属框架。 [0008]本文还提供了一种用于形成窗腔晶圆的方法,包括通过以下步骤制造窗晶圆:提供具有两个面的窗晶圆基板; 蚀刻窗口晶片基板的一个或多个面; 在窗口晶片基板的一个或多个面上施加一种或多种光学涂层。 该方法进一步包括通过以下方式制造与窗口晶片分离的间隔晶片:提供具有两个面的间隔晶片衬底; 在间隔晶片衬底的表面上形成空腔。 该方法还包括将隔离晶圆与窗口晶圆键合以形成窗口腔晶圆; 在窗腔晶圆的一个面上形成离散的金属框架。 附图的简要说明 [0009] 以下是附图的简要说明,这些附图是为了说明本文公开的示例性实施例而不是为了限制其目的而呈现的。 [0010] 图1是根据本公开的窗腔晶片的示例实施例的剖视图。 [0011] 图2是包括图1的窗腔晶片的一部分的窗晶片的示例实施例的截面图。 [0012] 图3A至3C各自示意性地示出了可以包括图1的窗腔晶片的一部分的间隔晶片的截面图。 [0013] 图4是示出根据本公开的窗口晶片和间隔晶片之间的晶片键合以形成窗口腔晶片的示例的透视图。 [0014] 图5是示出根据本公开的用于生产窗腔晶片的晶片级处理(WLP)方法的示例实施方式的工艺流程图。 [0015] 图6A和6B是示出根据本公开的用于制造窗口晶片的方法的示例实施方式的流程图。 [0016] 图7A至7E是示出根据本公开的用于制造间隔晶片的方法的示例实施方式的流程图。 [0017] 图8是流程图,示出了通过组合各自分别根据图6A至6B和图7A至7E的方法制造的窗口晶片和间隔晶片来形成如图1所示的窗口腔晶片的方法的示例实施方式 本次披露。 [0018] 图9A至9C是示出根据本公开通过组合分别单独制造的窗晶圆和间隔晶圆来形成窗腔晶圆的步骤的剖视图。 详细说明 [0019] 参考附图可以获得对本文公开的过程和装置的更完整理解。 这些图仅仅是基于方便和易于展示现有技术和/或当前发展的示意性表示,因此,并不旨在指示组件或其组件的相对大小和尺寸。 [0020] 尽管为了清楚起见在下面的描述中使用了特定术语,但是这些术语仅旨在指代在附图中被选择用于说明的实施例的特定结构,而不旨在定义或限制本公开的范围。 在附图和下面的描述中,应当理解,相似的数字标号指的是相似功能的部件。 [0021] 单数形式“a”、“an”和“the”包括复数对象,除非上下文另有明确规定。 [0022]如说明书和权利要求书中所用,术语“包括”、“包含”、“具有”、“具有”、“可以”、“包含”及其变体,如 本文中使用的术语是开放式过渡短语、术语或词,需要指定成分/步骤的存在并允许其他成分/步骤的存在。 然而,此类描述应被解释为还将组合物或工艺描述为“由……组成”和“基本上由所列举的成分/步骤组成”,这允许仅存在指定的成分/步骤,以及可能由此产生的任何不可避免的杂质 , 并排除其他成分/步骤。 [0023] 本申请的说明书和权利要求书中的数值应理解为包括当减少到相同的有效数字数时相同的数值和与规定值的差异小于常规测量技术的实验误差的数值。 本申请中描述的类型来确定值。 [0024] 本文公开的所有范围均包括所列举的端点并且可独立组合(例如,“从2克到10克”的范围包括端点、2克和10克以及所有中间值)。 [0025] 与数量结合使用的修饰语“大约”包括规定值,并具有上下文规定的含义(例如,它至少包括与特定数量的测量相关的误差程度)。 当与特定值一起使用时,也应视为披露该值。 例如,术语“约2”也公开了值“2”并且范围“从约2到约4”也公开了范围“从2到4”。 [0026] 作为第一步,本公开提供了抗反射(AR)和/或长通阻挡涂层以图案化沉积在具有两个平面的窗口晶片上。 作为示例,窗口晶片可以包括具有正面和背面的双面抛光平面硅晶片。 空腔可以作为后续步骤通过晶圆键合厚度大约为空腔深度的穿孔间隔物晶圆而形成。 这 由于晶圆键合材料 可以根据用于窗口和垫片的材料定制方法。 [0027] 本文公开的制造方法包括产生窗腔晶片的新颖操作序列。 传统上,窗腔晶圆的制造包括按以下顺序处理绝缘体上硅 (SOI) 键合晶圆:以网格图案对框架进行金属化,然后进行图案化深反应离子蚀刻 (DRIE) 以在晶圆中创建空腔,然后 通过 AR/blocker 涂层的图案化沉积和吸气剂薄膜的图案化沉积。 在本公开中,首先在窗口晶圆上制造图案化的 AR/阻挡涂层,然后结合金属化、穿孔的间隔晶圆以创建空腔阵列。 最后一步是在窗腔晶圆上进行吸气剂沉积。 应当理解,该技术比传统技术以更低的成本提供更高的产量。 [0028] 本公开提供了许多技术益处,例如但不限于以下:降低成本和提高产量; 更大范围的型腔深度; 与光刻化学品无不相容性; 以及范围更广的窗口和垫片材料组合。 [0029] 设备/设备 [0030] 参考图1,示出了窗腔晶片(WCW)100的示例实施例。 窗腔晶片100可包括各自单独制造和处理的窗晶片110和间隔晶片130。 在稍后阶段,窗口晶圆110和间隔晶圆130接合在一起,如结合线144一般表示,从而产生窗口腔晶圆100。 [0031]现在参考图 1-4,窗口晶片 110 可以包括窗口晶片衬底 112 和设置在窗口晶片衬底 112 上的一个或多个光学涂层 114 和 116。窗口晶片衬底 112 可以是双面的(即,具有 前侧和后侧)并具有两个大致平坦的面。 在一些实施例中,窗口晶片基板112可具有介于300μm和1000μm之间的厚度并且可对红外光基本上透明。 作为示例,窗口晶片衬底112可以包括硅(Si)、锗(Ge)、玻璃(例如硼浮法玻璃)和蓝宝石。 在一些实施例中,窗口晶片衬底112可以包括双面抛光的200mm(8英寸直径)Si晶片,其厚度在300pm和1000pm之间,例如,大约400pm。 在其他实施例中,窗口晶片基板112可以包括 双面抛光 200 毫米晶圆,由厚度在 300 微米至 1000 微米之间的 Borofloat 33 玻璃(例如,硼硅酸盐玻璃或等效物)组成。 [0032] 一个或多个光学涂层 114 和 116 可以设置在窗口晶片基板 112 上。光学涂层 114 设置在窗口晶片基板 112 的正面(即正面)上,而光学涂层 116 设置在背面上 (即,或背侧)窗口晶片衬底112。作为示例,光学涂层114和116可以包括抗反射(AR)涂层、滤光器涂层或阻挡涂层。 可选地,类金刚石碳(DLC)涂层118可以设置在窗口晶片衬底112背面上的光学涂层116上。 [0033] 在一些实施例中,窗口晶片衬底112由Si制成并且包括形成在其背面上的光学涂层116,其包括长通红外(LWIR)光学涂层,以及形成在其正面上的光学涂层114,其包括LWIR AR涂层。 在一些实施例中,窗口晶片110可选地可以包括设置在光学涂层116上的类金刚石碳(DLC)涂层118,例如AR涂层,以保护光学涂层116在随后的晶片键合过程中免于刮擦。 在其他实施例中,Si窗口晶片衬底112的相应正面和背面上的每个光学涂层114和116包括长通红外中的AR涂层(例如,LWIR AR涂层)和阻挡涂层。 在其他实施例中,窗口晶片基板112由Borofloat 33玻璃制成并且包括形成在其背面上的光学涂层116(例如,可见光、近红外(NIR)或短波红外(SWIR)AR涂层或过滤器 )和在其前侧形成的光学涂层114(例如可见光、NIR或SWIR AR涂层)。 [0034] 间隔晶片130可以包括间隔晶片衬底132和设置在间隔晶片衬底132上的一个或多个金属层134和136,例如种子层(或堆叠)或电镀层。在一些实施例中,玻璃层142可以 间隔晶片130设置在间隔晶片衬底132上。间隔晶片130可以是穿孔的间隔晶片。 [0035] 间隔晶片衬底132可以是双面的(即,具有正面和背面)并且具有两个面。 在一些实施例中,间隔晶片衬底132的厚度可以在100μm和700μm之间,并且在特定实施例中,厚度可以在100μm和500μm之间。 作为示例,间隔晶片衬底132可以包括玻璃、蓝宝石、陶瓷或金属合金。 在一些实施例中,间隔晶片衬底132可以包括厚度在100μm和700μm之间的双面抛光的200mm(8英寸直径)Si晶片。 在一些实施例中,硅晶片可具有介于100μm与500μm之间的厚度,例如约200μm。 其他 在实施例中,间隔晶片基板132可以包括双面抛光的200mm硼硅酸盐玻璃晶片或殷钢穿孔晶片。 [0036]一个或多个金属层134和136可以设置在间隔晶片衬底132上。在一些实施例中,金属层134、136可以包括设置在间隔晶片背面的种子层堆叠(例如,图3A中的136) 衬底 132 和/或设置在间隔晶片衬底 132 正面的种子层堆叠(例如,图 3A-3C 中的 134)。作为示例,标准种子层堆叠可以包括 Cr + Ni + Au 或 钛+铂+金。 在一些实施例中,种子层堆叠中的溅射金(Au)顶层可以具有100nm至300nm的厚度以便最小化成本。 在其他实施例中,金属层134、136可包括设置在间隔晶片衬底132(例如殷钢晶片)上的Ni电镀层。 在那些实施例中,镀Ni层可具有1-2μm之间的厚度。 [0037] 在一些实施例中,间隔晶片130还可包括设置在间隔晶片衬底132背面上的种子层堆叠(例如,图1和3A中的136)上方的金属镀层138。间隔晶片衬底132的背面 可以用金电镀至1-4μm的厚度以形成镀层138。在其他实施例中,间隔晶片130可以进一步包括设置有1-10微米厚度的金属镀层138(例如,金) 在间隔晶片衬底132的背面上的镀Ni金属层136之上。 [0038] 在一些实施例中,间隔晶片130还可以包括设置在间隔晶片衬底132正面上的种子层堆叠(例如,图1中的134)上方的金属镀层140。间隔晶片衬底132的正面 可以电镀金至1-4μm的厚度以形成镀层140。在其他实施例中,间隔晶片130可以进一步包括设置有1-10微米厚度的金属镀层140(例如,金)。 在间隔晶片衬底132的背面上的镀Ni金属层134之上。 [0039] 在一些实施例中,玻璃层142可以设置在间隔晶片衬底132上,如图3B所示。 在这些实施例中,诸如硼硅酸盐玻璃(例如,类似于Corning 7740)的玻璃层142可以设置在间隔物晶片衬底132(例如,Si晶片)上。 玻璃层142可具有3μm至10μm之间的厚度。 [0040] 现在参考图4,存在窗口晶片110和间隔晶片130之间的晶片键合的示例。间隔晶片130被穿孔。 可以通过将窗口晶片110晶片键合到穿孔间隔晶片130来建立腔阵列,该穿孔间隔晶片130具有大约为腔深度的厚度。 各类 可以根据本公开实施晶片键合,包括但不限于阳极键合、焊料键合(例如,共晶键合)和激光键合中的一种或多种。 [0041] 在传统技术下,空腔由 DRIE 挖掘。 结果,随着型腔深度的增加,制造可接受型腔的成本和难度也会增加。 使用 DRIE 进行挖掘时,重要的是空腔的侧壁几乎垂直,以便最大限度地减少横向 (xy) 不动产的消耗。 [0042] 本公开认识到增加空腔深度的优势,例如降低微测辐射热计阵列对窗口晶片上的 AR 涂层缺陷的敏感性,这些缺陷在图像中表现为“麦田圈”缺陷。 在本公开中,空腔的深度由穿孔间隔晶片130的厚度控制,其范围可以从100μm到700μm,基于厚度的成本差异很小。 在一些实施例中,穿孔间隔晶片130的厚度可以在100μm和500μm之间。 对于由玻璃、Si和金属等材料制成的间隔晶片130,可以通过使用湿化学制品形成通孔、或者通过激光加工或超声加工或通过喷砂来最小化成本。 在焊料键合或阳极键合之前,标准晶圆键合机可以在升高的温度下将两个 200 mm 晶圆对准到 ±1 pm 的精度。 因此,本公开有益地提供了比常规技术和相关结构更大范围的空腔深度。 [0043] 方法 [0044]以下是对方法 500(图 5)的示例实现的描述,通过该方法 500(图 5)可以使用晶圆级封装( WLP) 技术在此公开。 如图 5 中方法的顶级概述所示,在一个实现中,示例方法 500 可以在阶段或步骤 1 (SI) 开始,制造“窗口晶片”(例如,图 1 中的 110),并且 在 S2 处制造“间隔晶片”(例如,图 1 中的 130),如下文更详细描述的。 然后,该方法在 S3 进行 WLP 工艺,将两个晶圆(例如,图 1 中的窗口晶圆 110 和间隔晶圆 130)组合成一个组件,并处理该组件(例如,通过晶圆的键合),从而产生“ 窗腔晶圆”(例如,图 1 中的 100)。 [0045] 本文提供的方法有利地提供了可以由范围更广的窗口晶片和间隔晶片材料组合制成的窗口腔晶片。 因为窗口晶圆和间隔晶圆之前是分开制作的 在后期通过晶圆键合连接在一起,可以使用范围更广的窗口晶圆和间隔晶圆材料组合。 因此,本文公开的方法优于传统技术,传统技术需要将空腔单侧各向异性蚀刻到键合晶片中,从而将窗口晶片限制为硅或玻璃。 [0046] 例如,在一个非限制性示例中,本公开提供了一种 Si 窗口晶圆,用于键合到 Si、玻璃或金属的穿孔间隔晶圆,用于近红外 (NIR)、中波红外 (NIR) 的晶圆级封装。 MWIR)、长波红外 (LWIR) 探测器和焦平面阵列。 在另一个非限制性示例中,本公开提供硅酸盐玻璃窗晶片以结合到硅、玻璃或金属的穿孔间隔晶片,用于紫外、可见和近红外检测器和焦平面阵列的晶片级封装。 在另一个非限制性示例中,本公开提供蓝宝石窗口晶片以结合到玻璃、陶瓷或金属的穿孔间隔晶片,用于 UV、可见光、NIR 和短波长红外 (SWIR) 检测器的晶片级封装 和焦平面阵列。 在另一个非限制性示例中,本公开提供了将接合到玻璃、陶瓷或金属的穿孔间隔晶片以用于 NIR、SWIR、MWIR 和 LWIR 检测器和焦平面的晶片级封装的锗 (Ge) 窗口晶片 阵列。 在又一个非限制性示例中,本公开提供了一种硫族化物玻璃窗晶片,其被结合到玻璃、陶瓷或金属的穿孔间隔晶片,用于 NIR、MWIR 和 LWIR 检测器和焦平面阵列的晶片级封装。 [0047] 如图 6 至 8 中详细说明的,示例 WLP 方法 500 包括两种方法,即“窗口晶片”制造方法 600A 和 600B 以及“间隔晶片”制造方法 700A-700E,其产品组合 进入又一第三“窗腔晶片组装和键合”方法800。图6至图8中阐述的各个阶段针对一个或多个实施例详细描述如下。 [0048] 在一个非限制性实施例中,图 6A、7A 和 8 共同提供了一个流程图,展示了 Si 窗口晶圆和 Si 间隔晶圆,它们各自单独制造,然后在稍后阶段通过焊料结合(例如,焊接)结合在一起。 ,共晶键)形成窗腔晶圆。 在另一个非限制性实施例中,图 6A、7B 和 8 共同提供了一个流程图,展示了 Si 窗口晶片和 Si 间隔晶片,它们各自单独制造,然后在稍后阶段通过阳极键合键合在一起以形成窗口 空腔晶圆。 在又一个非限制性示例实现中,图 6A、7C 和 8 共同提供了流程图,展示了 Si 窗口晶片和玻璃间隔晶片 单独制造,然后在后期通过阳极键合键合在一起,形成窗腔晶圆。 在另一个非限制性示例实现中,图 6A、7D 和 8 共同提供了流程图,说明了 Si 窗口晶片和 Invar 36 间隔晶片,它们分别制造,然后在稍后阶段通过焊料结合(例如,共晶 键合)或通过扩散键合,形成窗腔晶圆。 在又一个非限制性实施例中,图 6B、7E 和 8 共同提供了流程图,说明 Borofloat 33 玻璃窗晶圆和 Si 隔离晶圆各自单独制造,然后在稍后阶段通过阳极键合键合在一起,以 形成窗腔晶圆。 在又一非限制性实施例中,图 6A、7E 和 8 共同提供了一个流程图,展示了 Si 窗口晶圆和 Si 间隔晶圆,它们各自单独制造,然后在稍后阶段通过激光键合键合在一起以形成 窗腔晶圆。 图6A、7C和8共同提供了流程图,示出了硅窗口晶片和玻璃间隔晶片,它们分别单独制造,然后在稍后阶段通过激光键合键合在一起以形成窗口腔晶片。 在又一非限制性实施例中,图 6B、7E 和 8 共同提供了流程图,说明 Borofloat 33 玻璃窗晶圆和 Si 间隔晶圆各自单独制造,然后在稍后阶段通过激光键合键合在一起,以 形成窗腔晶圆。 在又一非限制性实施例中,图 6B、7C 和 8 共同提供了流程图,说明 Borofloat 33 玻璃窗晶圆和玻璃间隔晶圆各自单独制造,然后在稍后阶段通过激光键合键合在一起,以 形成窗腔晶圆。 [0049] 现在参考图6A和6B,它们是图示用于制造窗口晶片(例如,图2的110)的方法600A和600B的示例实现的流程图。 [0050] 首先参考图6A,在602A处提供具有两个平面的双面(即正面和背面)窗口晶片衬底(例如,图2中的112)。 在该实施方式中,窗口晶片衬底(例如,图2中的112)包括厚度在300μm和1000μm之间的双面抛光的200mm Si晶片。 在其他实施方式中,窗口晶片衬底(例如,图2中的112)可以包括Ge、玻璃或蓝宝石。 在 604A,可以用浅(< 5 pm 深)基准(对准)标记蚀刻 Si 晶圆,并通过湿法蚀刻或干法蚀刻在 Si 的一个或两个面(即正面和背面)上锯出街道 晶片。 蚀刻特征可以通过使用光刻来定义。 [0051] 在606A,可以将一个或多个涂层(例如,图2中的114和116),例如AR涂层和阻挡层涂层施加到Si晶片的正面和背面。 在一些实施方式中,Si 晶圆的背面可以覆盖涂有长通 LWIR 光学涂层,而 Si 晶圆的正面可以涂有二维矩形阵列中的 LWIR AR 涂层(例如, 或其他形状)由剥离光刻定义。 在这些实施方式中,可选的类金刚石碳 (DLC) 涂层(例如,图 2 中的 118)可以沉积在 Si 晶片背面的 LWIR 涂层上。 [0052] 在其他实施方式中,Si 晶片的正面和背面都涂有长波红外 (LWIR) 中的 AR 涂层和截止波长在 7 至 8 微米之间的阻挡涂层。 在这些实施方式中,窗口晶圆基板的背面覆盖有这些 AR 和阻挡层涂层,而窗口晶圆基板的正面包括这些涂层,这些涂层呈 2-D 矩形阵列(例如,或其他形状)定义为 剥离光刻。 在这些实施中,可选的类金刚石碳 (DLC) 涂层(例如,图 2 中的 118)可以沉积在 Si 晶圆背面的覆盖 LWIR AR 涂层上,以保护涂层在随后的两个晶圆键合过程中免受刮擦 . [0053]在 608A,可以检查制造的 Si 窗口晶片(例如,图 2 中的 110)的缺陷。 例如,在剥离过程之后,可以检查窗口晶圆的正面(例如图 2 中的 110)以确保 AR 涂层矩形之间的所有裸露 Si 街都是干净的并且没有任何涂层或光刻胶 残留物。 在另一个示例中,可以检查窗口晶圆两侧的 AR 阵列和阻挡层涂层是否存在诸如划痕、凹陷和/或颗粒等缺陷。 如果发现窗口晶圆的光学涂层密度或缺陷数量过高,则可以丢弃或剥离窗口晶圆,重新抛光,然后重新使用。 因此,只有当图案化的 AR、过滤器和/或阻挡涂层的质量和产量足够高时,才会对该平面窗口晶圆执行进一步的单元操作,即键合到穿孔的间隔晶圆,其可以是金属化穿孔的 间隔晶片。 [0054] 参考图6B,在602B,提供具有两个平面的双面(即正面和背面)窗口晶片衬底(例如,图2中的110)。 在该实施方式中,窗口晶圆基板(例如,图 2 中的 110)是双面抛光的 200 毫米晶圆,由厚度在 300 微米至 1000 微米之间的 Borofloat 33 玻璃(例如,硼硅酸盐浮法玻璃或等同物)组成。 在 604B,Borofloat 33 玻璃晶圆可以用浅(< 5 pm 深)基准标记蚀刻,并通过湿法蚀刻或干法蚀刻在玻璃的一个或两个面(即正面和背面)上锯出街道 Borofloat 33 玻璃晶圆。 在这个实现中,蚀刻特征可以通过使用光刻来定义。 在其他实施方式中,基准标记可以由激光制成。 [0055] 在 606B,一个或多个涂层(例如,图 2 中的 114 和 116),例如 AR 涂层和滤光器涂层,可以施加到 Borofloat 33 玻璃晶片的正面和背面。 在一些实施中,Borofloat 33 玻璃晶圆的背面可以覆盖一层可见光、近红外 (NIR) 或短波红外 (SWIR) 增透膜或滤光片,而 Borofloat 33 玻璃晶圆的正面可以 在由剥离光刻定义的二维矩形阵列(例如,或其他形状)中涂上可见、NIR 或 SWIR AR 涂层。 [0056] 在 608B,可以检查制造的 Borofloat 33 玻璃窗晶片(例如,图 2 中的 110)的缺陷。 例如,在剥离过程之后,可以检查 Borofloat 33 玻璃窗晶圆(例如图 2 中的 110)的正面,以确保 AR 涂层矩形之间的所有街道都是干净的并且没有任何涂层或 光刻胶残留物。 在另一个示例中,可以检查窗口晶圆两个面上的 AR 阵列和滤光涂层是否存在诸如划痕、挖痕和/或颗粒等缺陷。 如果发现窗口晶圆的光学涂层密度或缺陷数量过高,则可以丢弃或剥离窗口晶圆,重新抛光,然后重新使用。 因此,只有当图案化的 AR、过滤器和/或阻挡涂层的质量和产量足够高时,才会对该平面窗口晶圆执行进一步的单元操作,即键合到穿孔的间隔晶圆,其可以是金属化穿孔的 间隔晶片。 [0057] 如本文所公开,窗口晶片(例如,图2中的110)的制造发生在晶片键合和金属化之前。 因此,在窗口晶圆上沉积 AR 涂层和阻挡涂层所需的任何光刻步骤都在晶圆键合和金属化(如果存在)之前完成。 有利地,本公开没有遇到与光刻化学品的不相容性,因为光刻化学品在晶片键合和金属化之前使用。 因此,金属化层不暴露于光刻化学品并且不经历任何来自光刻化学品的腐蚀。 [0058] 现在参考图7A到7E,有流程图说明用于制造间隔晶片(例如,图3A和3B中的130)的方法700A、700B、700C、700D和700E的实例实施。 [0059]参考图7A,在702A,提供具有两个面的双面(即正面和背面)间隔晶片衬底(例如,图3A中的132)。 在这个实现中,间隔晶片衬底(例如,图 3A 中的 132)是双面的 厚度在100μm和700μm之间,例如在100μm和500μm之间的抛光的200mm Si晶片。 在其他实施方式中,间隔晶片衬底(例如,图3A中的132)可以包括玻璃、蓝宝石、陶瓷或金属合金。 在 704A,标准种子层堆叠(例如,图 3A 中的 134 和 136)被覆盖溅射沉积在 Si 晶片的两个面(例如,正面和背面)上。 标准种子层堆叠可以包括 Cr + Ni + Au 或 Ti + Pt + Au。 在一些实施方式中,溅射金 (Au) 的顶层可以具有 100 nm 至 300 nm 的厚度,以便最小化成本。 [0060] 在706A,根据所需阵列在Si间隔物晶片中形成通孔阵列。 在一些实施方案中,矩形通孔阵列形成于硅间隔晶片中,但本发明可设想其它形状。 形成通孔的方法不受间隔晶片衬底两个面上的金属化的阻碍并且可以包括湿法蚀刻、激光、水射流或超声波加工。 在708A,间隔晶片的背面用金电镀至1μm-4μm的厚度以形成镀层(例如,图3A中的138),同时在电镀期间掩蔽相对的正面。 [0061] 参考图7B,在702B,提供具有两个面的双面(即正面和背面)间隔晶片衬底(例如,图3B中的132)。 在该实施方式中,间隔晶片衬底(例如,图3B中的132)是双面抛光的200mm Si晶片,其厚度在100μm和700μm之间,例如在100μm和500μm之间。 在其他实施方式中,间隔晶片衬底(例如,图3B中的132)可以包括玻璃、蓝宝石、陶瓷或金属合金。 在704B,标准种子层堆叠(例如,图3B中的134)被覆盖金属化(例如,溅射沉积)在Si晶片的正面上。 标准种子层堆叠可以包括 Cr + Ni + Au 或 Ti + Pt + Au。 在一些实施方式中,溅射金 (Au) 的顶层可以具有 100 nm 至 300 nm 的厚度,以便最小化成本。 [0062] 在706B,矩形(例如,或其他形状)通孔阵列以所需阵列形成在硅间隔物晶片中。 形成通孔的方法不受间隔晶片衬底的一个面上的金属化的阻碍并且可以包括湿法蚀刻、激光、水射流或超声波加工。 在 708B,间隔晶片的背面涂有玻璃层(例如,图 3B 中的 142),例如硼硅酸盐玻璃(例如,类似于 Corning 7740)。 在一些非限制性示例中,玻璃层(例如,图3B中的142)可以通过蒸发、等离子辅助蒸发(等离子增强化学气相沉积)或溅射沉积至3μm至10μm之间的厚度。 硼硅酸盐玻璃含有足够浓度的碱性离子(如 Na+)以促进阳极键合。 [0063]参考图7C,在702C,提供具有两个面的双面(即正面和背面)间隔物晶片衬底(例如,图3A中的132)。 在该实施方式中,间隔晶片衬底(例如,图3A中的132)是双面抛光的200mm硼硅酸盐玻璃晶片,其厚度在100μm和700μm之间,例如在100μm和500μm之间。 当使用阳极键合来键合隔离物时,硼硅酸盐玻璃具有与硅相同的热膨胀系数 (CTE) 和足够含量的碱离子以促进阳极键合(例如,Corning 7740 或 BoroFloat 33)是有利的 晶圆到窗口晶圆。 在 704C,标准种子层堆栈(例如,图 3A 中的 134)被覆盖溅射沉积在硼硅酸盐玻璃晶片的正面上。 标准种子层堆叠可以包括 Cr + Ni + Au 或 Ti + Pt + Au。 在一些实施方式中,溅射金的顶层可以具有100nm至300nm的厚度以便最小化成本。 应当理解,如果使用激光键合将间隔晶片键合到窗口晶片,则可以不包括金属化步骤704C(即,是可选的),因为直接激光键合不需要用于键合的金属或金属种子层。 [0064] 在706C,矩形(例如,或其他形状)通孔阵列以所需阵列形成在玻璃间隔物晶片中。 形成通孔的方法不受间隔晶片的一个面上的金属化的阻碍并且可以包括湿法蚀刻、激光、水射流或超声波加工。 [0065] 参考图7D,在702D,提供具有两个面的双面(即正面和背面)间隔晶片衬底(例如,图3A中的132)。 在该实施方式中,间隔晶片基板(例如,图3A中的132)是厚度在100μm和700μm之间,例如在100μm和500μm之间的殷钢穿孔晶片。 有利的是所需因瓦合金和回火具有尽可能接近Si的CTE的热膨胀系数(CTE)。 在704D,通过从殷钢片上的两个面进行湿法光刻在殷钢中形成一个或多个空腔,以保持空腔的侧壁尽可能垂直。 [0066] 在 706D,Invar 用 1-2 微米的 Ni 电镀以在 Invar 的两个面上形成金属镀层(例如,图 3A 中的 134 和 136),然后烧结以去除镀盐。 然后在正面掩蔽因瓦合金晶片,以便下一个电镀步骤仅发生在背面。 在 708D,随后用金电镀因瓦合金的背面至 1-10 微米的厚度以形成镀层(例如,图 3A 中的 138),而相对的正面在电镀期间被掩蔽。 [0067] 参考图7E,在702E,提供具有两个面的双面(即正面和背面)间隔晶片衬底(例如,图3A中的132)。 在该实施方式中,间隔晶片衬底(例如,图3A中的132)是双面抛光的200mm Si晶片,其厚度在100μm和700μm之间,例如在100μm和500μm之间。 在其他实施方式中,间隔晶片衬底可以包括玻璃、蓝宝石、陶瓷或金属合金。 在704E,标准种子层堆叠(例如,图3A中的134)被覆盖金属化(例如,溅射沉积)在Si间隔物晶片衬底的正面上。 标准种子层堆叠可以包括 Cr + Ni + Au 或 Ti + Pt + Au。 在一些实施方式中,溅射金的顶层可以具有100nm至300nm的厚度以便最小化成本。 应当理解,如果使用激光键合将间隔晶片键合到窗口晶片,则可以不包括金属化步骤704E(即,是可选的),因为直接激光键合不需要用于键合的金属或金属种子层。 [0068] 在706E,矩形(例如,或其他形状)通孔阵列以期望的阵列形成在Si间隔物晶片中。 形成通孔的方法不受Si间隔晶片的一个面上的金属化的阻碍并且可以包括湿法蚀刻、激光、水射流或超声波加工。 [0069]现在参考图8,流程图示出了用于从根据图7A至7E的方法制造的间隔晶片形成窗腔晶片(例如,图1中的100)的方法800的示例实施,以及 根据图6A和6B的方法制造的窗口晶片。 特别地,“窗腔晶圆”或 WCW 由气密结合到窗晶圆的间隔晶圆产生。 [0070] 在802,间隔晶片(例如,图1中的130)被键合到窗口晶片(例如,图1中的110)。 在一些实施方式中,可以将间隔晶片(通过图 7A 的方法制造)和窗口晶片(通过图 6A 的方法制造)放置在用于在 390 - 415°C 真空结合的晶片结合器中以形成 Au/ 间隔晶片背面和窗口晶片正面之间的硅共晶合金。 Au/Si 共晶合金通过 Au/Si 共晶结合将间隔晶片和窗口晶片结合在一起。 在其他实施方式中,可以将间隔晶片(通过图 7B-7C 的方法制造)和窗口晶片(通过图 6A 的方法制造)放置在用于在真空中在 390-450°C 下进行阳极键合的晶片键合器中 其中键合发生在硅和玻璃之间。 在其他实施方式中,殷钢间隔晶片(通过图 7D 的方法制造)和窗口晶片(通过方法制造) 图 6A) 可以放置在晶圆键合机中以在 390 - 450°C 下键合,以在殷钢和窗口晶圆之间形成 AuSi 焊料。 或者,窗口晶圆上的匹配通道可以涂上锗(以在键合过程中形成 AuGe 焊料)或电镀金(以形成金-金扩散键合)。 在又一些实施方式中,间隔晶片的裸硅面(通过图 7E 的方法制造)和玻璃窗晶片的图案化面(通过图 6B 的方法制造)被压在一起,然后在真空下阳极键合 在 350-400°C。 在又一些实施方式中,Si间隔晶片(通过图7E的方法制造)和Si窗口晶片(通过图6A的方法制造)使用直接激光结合而结合在一起。 可以想到,可以使用红外(IR)激光来执行激光接合。 在又一些实施方式中,Si间隔物晶片(通过图7E的方法制造)和玻璃窗晶片(通过图6B的方法制造)使用直接激光结合而结合在一起。 在又一些实施方式中,玻璃间隔晶片(通过图7C的方法制造)和Si窗口晶片(通过图6A的方法制造)使用直接激光结合而结合在一起。 在又一些实施方式中,玻璃间隔晶片(通过图7C的方法制造)和玻璃窗晶片(通过图6B的方法制造)使用直接激光结合而结合在一起。 [0071] 应当理解,通过激光键合将窗口晶圆键合到间隔晶圆提供了许多优点。 首先,激光键合可以在低温下进行,例如在室温下,这有利于减轻对任何先前形成的光学涂层和其他有源层的热相关损坏。 因此,可以在激光处理之前涂覆窗口晶片和/或间隔晶片衬底。 激光键合提供最小的热负荷,因为热影响区(即激光处理区)非常小——例如,只有几微米。 此外,低热量允许使用更少的体积/材料,因此允许使用更薄的材料。 第二,直接激光键合提供间隔晶片和窗口晶片之间的键合,而不需要诸如粘合剂的添加材料,并且在窗口晶片和间隔晶片之间不留间隙。 还应当理解,没有粘合剂意味着没有脱气并且直接激光接合不需要用于接合的金属或金属种子层。 可以想象,红外 (IR) 激光器可以用作激光源以将 Si 间隔晶片接合到 Si 窗口晶片。 [0072] 将厚度小于 400 pm 的玻璃晶圆(例如,穿孔硼硅酸盐玻璃晶圆)阳极键合到硅晶圆而不会使晶圆过度翘曲可能很困难 玻璃并可能破裂。 因此,另一种策略是将薄玻璃晶圆暂时键合到硅背衬晶圆上,以减轻或防止硼硅酸盐玻璃晶圆在阳极键合过程中的翘曲和断裂。 阳极键合后,可以轻松去除薄玻璃晶圆和硅背衬晶圆之间的粘合剂。 [0073] 在804,执行隔离晶片和窗口晶片之间的结合的验证。 在一些实施方式中,验证包括评估间隔晶片和窗口晶片之间的Au/Si共晶键合。 在这些实施中,C 模式扫描声学显微镜或 X 射线照相机可用于验证间隔晶片和窗口晶片之间的低空隙 Au/Si 共晶键合。 在其他实施方式中,验证包括评估间隔晶片(例如,其包含硼硅酸盐玻璃)和窗口晶片之间的阳极键合。 在这些实施中,C 模式扫描声学显微镜或 X 射线照相机可用于验证间隔晶片和窗口晶片之间的无空隙玻璃键合。 在其他实施方式中,验证包括评估殷钢间隔晶片和窗口晶片之间的焊料结合。 在这些实施中,可以使用 C 模式扫描声学显微镜或 X 射线照相机来验证殷钢间隔晶片和窗口晶片之间的无空隙焊接。 在其他实施方式中,验证包括评估间隔晶片(例如,包括 Si)和 borofloat 33 玻璃窗晶片之间的阳极键合。 在这些实施中,C 模式扫描声学显微镜或 X 射线照相机可用于验证间隔晶片和窗口晶片之间的低空隙阳极键合。 [0074] 在 806,在 WCW 的顶面(即腔体侧)上形成适用于晶圆键合的分立金属框架。 在一些实施方式中,每个金属框架紧邻每个空腔定位。 在一些实施方式中,空腔之间的通道可以电镀金、金锡或铜。 在808,吸气剂薄膜沉积在WCW的空腔内。 在一些非限制性示例中,吸气剂可以通过荫罩溅射或蒸发来沉积。 吸气剂薄膜可以被配置成尽管通过吸收排放的气体对元素进行脱气也能保持足够的真空水平。 [0075] 在 810,WCW 可以通过施加压力和 290 - 320°C 的温度在真空下结合到 ROIC/微测辐射热计晶片以形成密封的 AuSn 焊点阵列。 有利地,用于AuSn焊料形成和回流的温度处理不会引起之前在间隔晶片和窗口晶片之间形成的AuSi焊料键合的回流。 AuSn 焊料形成和回流所需的温度不会回流先前在 Si 间隔晶片之间形成的阳极玻璃键合 和窗口晶圆。 如果 WCW 上镀有 Cu,则可以在真空下通过施加压力和 290 - 350°C 的温度将 WCW 键合到 ROIC/微测辐射热计晶片,以形成密封的 CuSn 焊点阵列。 CuSn 焊料形成和回流所需的温度不会导致隔离晶圆和窗口晶圆之间的阳极玻璃键合发生回流。 [0076] 图9A至9C示出了通过将各自单独制造的窗口晶片和间隔晶片激光结合在一起来形成窗口腔晶片的步骤。 在图 9A 中,窗口晶片 110 位于穿孔的间隔晶片 130 之上。在图 9B 和 9C 中,诸如电子元件的封装装置位于穿孔的间隔晶片 130 的空间之间,并通过 将另一个晶片衬底160结合到穿孔的间隔晶片130,使得电气部件150气密地密封在窗口晶片110、间隔晶片130和附加晶片衬底160之间。间隔晶片130激光结合到窗口晶片110 通过激光治疗部位 170 处的激光治疗。 [0077]应当理解,上面公开的和其他特征和功能中的各种特征和功能或其替代物可以合乎需要地组合到许多其他不同的系统或应用中。 还应当理解,本领域技术人员随后可以做出其中的各种目前无法预见或未预料到的替代、修改、变化或改进,这些也旨在包含在所附权利要求中。