[发明专利]晶片级封装的红外焦平面阵列的抗反射涂敷盖晶片中的应力减缓方法

说明书

背景技术

微机电系统(MEMS)是一种大体上可以描述为使用微加工技术制造的微型化机械和电子机械元件的技术。MEMS器件的物理临界尺寸可以在从远小于1微米到若干毫米的范围。类似地，MEMS器件的类型可以从没有任何活动元件的相对简单结构到具有在集成微电子装置控制下的多个活动元件的极其复杂的机电系统。MEMS器件的非限制性示例包括诸如单波段或多波段检测器焦平面阵列(FPA)或微辐射热计(microbolometer)之类的传感器和光学器件。FPA器件可以包括单波段或多波段集成FPA(例如单波段可见谱FPA器件或能够检测近红外(IR)谱辐射和可见谱辐射二者的集成双波段FPA器件)。

微辐射热计是能在FPA中使用的MEMS器件的示例。微辐射热计是通过加热具有温度相关电阻的材料来测量入射电磁辐射的功率的器件。所得温度增量与所吸收的辐射能量相关，并且其通过辐射热计的热敏电阻材料的电阻变化而被测量。测量可通过多种温度感测技术中的任意一种来进行，包括热电法、焦热电法或电阻法。术语“非冷却红外辐射热计”通常指的是电阻型微辐射热计，其中温度增量通过电阻变化来测量。微辐射热计的这些类型可以用在商业和军事IR成像应用中。

微辐射热计通常使用集成电路制造技术来制造。基本结构包括含有FPA的基板，FPA包括与各像素对应的多个检测器元件。基板包含与检测器元件电耦接的集成电路，一般称为读出集成电路(ROIC)。在制造后，微辐射热计一般置于真空封装中，以便为器件提供隔离环境。因为气体的存在会妨碍性能，所以真空封装为感测器件提供最佳的环境。替选地，辐射热计可以封装在包括一种或多种气体的特定气氛中。

发明内容

各方面和各实施例总体上涉及用于减少盖晶片弯曲的方法，更特别地，涉及减少由在盖晶片上的抗反射涂层引起的晶片弯曲。

根据一个或多个实施例，提供了一种减少由在盖晶片上的抗反射涂层引起的晶片弯曲的方法。所述方法包括提供具有平面侧和相对的腔体侧的盖晶片，所述腔体侧包括至少一个凹陷区域和在所述至少一个凹陷区域任一侧的分隔区域(dividing region)，将其中具有至少一个开口部的第一遮蔽掩模设置在所述盖晶片的平面侧上，对准所述第一遮蔽掩模以使得所述至少一个开口部定位为对着所述至少一个凹陷区域，以及通过所述第一遮蔽掩模将至少一层抗反射涂层材料沉积到所述盖晶片的平面侧上以便在所述平面侧上提供非连续涂层。

在另一方面，所述非连续涂层的尺寸被设置并且所述非连续涂层被配置以使得对于直径8英寸的盖晶片而言，由所述抗反射涂层引起的晶片弯曲小于30微米。在某些方面，所述晶片弯曲小于20微米。

在至少一个方面，所述第一遮蔽掩模中的所述至少一个开口部的尺寸设置为可察觉地(appreciably)延伸超出所述盖晶片上的所述至少一个凹陷区域。在另一方面，所述至少一个凹陷区域与相应的器件晶片上的至少一个微机电系统(MEMS)器件的位置相对应。

在某些方面，所述非连续涂层与所述盖晶片上的切割道(saw street)相对应。在另一方面，所述方法还包括将其中具有至少一个开口部的第二遮蔽掩模设置在所述盖晶片的腔体侧上方，以及对准所述第二遮蔽掩模以使得所述至少一个开口部位于所述至少一个凹陷区域上方。根据另一方面，所述方法还包括通过所述第二遮蔽掩模中的所述至少一个开口部将至少一层抗反射涂层材料沉积到所述盖晶片的腔体侧上，以便在所述腔体侧提供非连续涂层。在各方面，在所述平面侧上的所述非连续涂层的尺寸被设置并且所述非连续涂层被配置以使得对于直径8英寸的盖晶片而言，由所述抗反射涂层引起的晶片弯曲小于30微米。在某些方面，在所述平面侧上的所述非连续涂层的尺寸被设置并且所述非连续涂层被配置以使得由所述抗反射涂层引起的晶片弯曲与由所述腔体侧上的所述抗反射涂层引起的晶片弯曲相平衡。在另一方面，所述方法还包括提供其上形成有至少一个MEMS器件的器件晶片。

根据另一方面，所述方法还包括将所述盖晶片设置在所述器件晶片上方，使得所述盖晶片的腔体侧面向所述至少一个MEMS器件，使所述盖晶片对准所述器件晶片以使得所述至少一个凹陷区域位于所述至少一个MEMS器件上方，以及将所述盖晶片接合(bond)到所述器件晶片以便创建接合结构。

在至少一个方面，所述方法还包括通过由所述盖晶片的所述平面侧上的所述非连续涂层提供的检查区域来检查所述接合结构。在某些方面，所述检查利用电荷耦合器件(CCD)来执行。