專利名稱：制作光學(xué)元件封蓋的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制作光學(xué)元件封蓋的方法，尤指一種制作具有氣密性良 好、透光性佳且可進行晶片級封裝的光學(xué)元件封蓋。
背景技術(shù)：
在微機電產(chǎn)品的制造過程中，隨著各種應(yīng)用領(lǐng)域及產(chǎn)品的不同，其封裝技術(shù)與型態(tài)也大不相同。晶片級封裝方式(Wafer Level Packaging, WLP)是先 在整片晶片上進^"封裝和測試，然后才切割成個別的管芯，因此封裝后的體 積即近似集成電路(IC)棵晶的原尺寸。晶片級封裝不僅明顯縮小元件尺寸， 且符合現(xiàn)今對空間的高密度需求。請參考圖1至圖3。圖1至圖3為已知制作光學(xué)元件封蓋的方法示意圖。 如圖l所示，提供晶片10，利用光刻與蝕刻技術(shù)在晶片IO上形成多個通孔 12，然后在晶片IO上置放玻璃晶片14。如圖2所示，提供加熱板16，將晶 片10設(shè)置于加熱板16上。如圖3所示，提供電極板18,設(shè)置于玻璃晶片 14上，并且電極板18的表面為平坦。然后提供電壓源20，分別將電壓源20 的正極與負(fù)極電性連接于晶片IO與電極板18，然后進行陽極接合，在晶片 IO與電極板18之間施以高電壓(Vs),并且利用加熱板16加熱晶片10與玻 璃晶片14至高溫。請參考圖4，圖4為進行陽極接合時玻璃內(nèi)離子反應(yīng)情形圖。如圖4所 示，當(dāng)對晶片IO與玻璃晶片14施以高電壓以及外加高溫時，玻璃晶片14 內(nèi)的氧化鈉(Na20)會解離為鈉離子(Na+)22及氧離子(02，24,氧離子24會集 中在晶片10與玻璃晶片14間的界面，然后與晶片10內(nèi)的硅原子反應(yīng) (Si+2C^》Si02)而形成硅氧(Si-Ox)的共價鍵結(jié)，因此將晶片10與玻璃晶片 14結(jié)合起來。鈉離子24則會移向電極板18，并且與電子結(jié)合而形成鈉原子 (Na)析出(4Na+十4e》4Na)。但鈉原子析出之后會附著在玻璃晶片14表面， 而且后續(xù)工藝無法以清洗的方式去除，使得光學(xué)元件封蓋無法具有良好的透 光性，因而影響到后續(xù)封裝整體光學(xué)元件的透光性，更降低光學(xué)元件的光學(xué)功能。 發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種制作光學(xué)元件封蓋的方法，以提 供氣密性良好、透光性佳且可進行晶片級封裝的光學(xué)元件封蓋。根據(jù)本發(fā)明，提供一種制作光學(xué)元件封蓋的方法。首先提供晶片，并在 該晶片上形成多個通孔。然后將玻璃晶片置于該晶片上。接下來，提供電極 板，并將該電極板置于該玻璃晶片上，其中該電極板具有多個凹槽，對應(yīng)于 該晶片的這些通孔，使得該電極板在對應(yīng)這些通孔的位置未與該玻璃晶片接 觸。最后，提供電壓源，并分別將該晶片與該電極板與該電壓源的兩個電極 電性連接，使該晶片與該電極板之間產(chǎn)生電壓差，由此利用陽極接合方式接 合該晶片與該玻璃晶片，而形成多個光學(xué)元件封蓋。本發(fā)明提供的制作光學(xué)元件封蓋的方法利用特殊設(shè)計的電極板并配合 陽極接合方式，提供干凈透光且無污染的玻璃視窗，以解決鈉原子附著于玻 璃晶片上而無法清洗，使得光學(xué)元件封蓋無法具有良好的透光性的問題。


圖1至圖3為已知制作光學(xué)元件封蓋的方法示意圖。圖4為進行陽極接合時玻璃內(nèi)離子反應(yīng)情形圖。圖5至圖11為制作光學(xué)元件封蓋的方法示意圖。圖12至圖14為光學(xué)元件封蓋應(yīng)用于元件晶片的方法示意圖。附圖標(biāo)記說明10晶片12通孔14玻璃晶片16力口熱;f反18電極板20電壓源22鈉離子24氧離子50晶片52光致抗蝕劑圖案54通孔56力口熱寺反58玻璃晶片60電極板62凹槽64電壓源66 鈉離子 68 氧離子70 光學(xué)元件封蓋 72 元件晶片74 光學(xué)元件 76 切割膠帶78 光學(xué)封裝元件具體實施方式
請參考圖5至圖11，圖5至圖11為制作光學(xué)元件封蓋的方法示意圖。 如圖5所示，提供晶片50，例如硅晶片，然后對晶片50進行薄化工藝將晶 片50薄化至所需的厚度。薄化工藝包含有拋光工藝、化學(xué)機械拋光工藝、 等離子體薄化工藝或上述工藝的組合。如圖6所示，利用光刻技術(shù)在晶片上 形成光致抗蝕劑圖案52，然后進行蝕刻工藝以光致抗蝕劑圖案52作為掩模 將晶片50未被光致抗蝕劑圖案52保護的部分蝕穿，使晶片50形成多個通 孑L54。蝕刻工藝可為干蝕刻方式，例如深反應(yīng)離子蝕刻(Deep Reactive Ion Etching, DeepRIE)。如圖7所示，然后再將光致抗蝕劑圖案52移除，并進 行清洗。如圖8所示，將晶片50置放于加熱板56上，并且將玻璃晶片58置于 晶片50之上，然后利用加熱板56將晶片50與玻璃晶片58加熱至200。C至 450。C之間。玻璃晶片58含有氧化鈉(Na20)離子，例如美國康寧公司所制 造的型號Pyrex7740玻璃。如圖9所示，提供電極板60，并將電極板60置 于玻璃晶片58上，其中電極板60具有多個凹槽62,對應(yīng)于晶片50的通孔 54，使得電極板60在對應(yīng)通孔54的位置未與玻璃晶片58接觸。如圖10所 示，提供電壓源64，分別將電壓源64的正極與負(fù)極電性連接晶片50與電極 板60，使晶片50與電極板60之間產(chǎn)生介于200伏特至2000伏特之間的電 壓差，由此利用陽極接合(anodic bonding)方式接合晶片50與玻璃晶片58, 而形成多個光學(xué)元件封蓋70,如圖11所示。本實施例中，陽極接合的溫度 需在200°C至450°C的范圍內(nèi)，并且同時電壓需在200伏特至2000伏特之 間才能進行，如圖IO所示，而當(dāng)進行陽極接合時，玻璃晶片58內(nèi)的氧化鈉 (Na20)會解離為鈉離子(Na+)66及氧離子(02，68，氧離子68會集中在晶片50與玻璃晶片58間的界面，然后與晶片50內(nèi)的硅原子(Si)反應(yīng)(Si+202、〉 Si02) 而形成硅氧(Si-Ox)的共價鍵結(jié)，晶片50與玻璃晶片58因此共價鍵結(jié)而結(jié)合 起來。鈉離子66則會移向電極板60，并且與電子結(jié)合而形成鈉原子(Na)析出(4Na++4e- -> 4Na)。值得注意的是，由于電極板60具有多個凹槽62對應(yīng) 于晶片的通孔54，使得電極板60在對應(yīng)通孔54的位置未與玻璃晶片58接 觸，因此在進行陽極接合時，鈉離子66只會移向與玻璃晶片58接觸的電極 板60,然后與電極板60上的電子反應(yīng)，而在玻璃晶片58與電極板60接觸 的界面上析出鈉原子，因此未與電極板60接觸的玻璃晶片58表面并不會有 鈉原子析出，使玻璃晶片58的透光區(qū)域為干凈且無污染的，因此封裝完的 光學(xué)元件封蓋70具有良好的透光性。請參考圖12至圖14，圖12至圖14為光學(xué)元件封蓋應(yīng)用于元件晶片的 方法示意圖。如圖12所示，提供元件晶片72。元件晶片72的表面包含有多 個光學(xué)元件74,例如感光元件或發(fā)光元件等。如圖13所示，接著進行對位 步驟，將光學(xué)元件封蓋70對應(yīng)光學(xué)元件74的位置貼附于元件晶片72之上， 可利用共晶接合(eutectic bonding)或玻璃膠接合(glass frit bonding)工藝氣密 接合光學(xué)元件封蓋70與元件晶片72。如圖14所示，最后將元件晶片72粘 貼在切割膠帶76上，然后進行切割工藝，使元件晶片72分割為多個光學(xué)封 裝元件78，且各光學(xué)元件72上均具有光學(xué)元件封蓋70。本發(fā)明提供的制作光學(xué)元件封蓋的方法利用特殊設(shè)計的電極板并配合 陽極接合方式，使得光學(xué)元件封蓋的透光區(qū)域不會有鈉原子析出，以提供干 凈透光且無污染的玻璃視窗，并且陽極接合所產(chǎn)生的硅氧共價鍵結(jié)提供結(jié)合 力強且緊密結(jié)合的光學(xué)元件封蓋結(jié)構(gòu)。然后將此光學(xué)元件封蓋接合至元件晶 片上，以保護元件晶片上的光學(xué)元件，并且透過具有良好透光性的光學(xué)元件 封蓋讓光學(xué)元件具有良好的光學(xué)功能。另外，由于所制作出的光學(xué)元件封蓋 可供多個光學(xué)元件使用，因此本發(fā)明制作光學(xué)元件封蓋的方法更提供簡化、 連貫且可大量生產(chǎn)的制造方法。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的等同變 化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1. 一種制作光學(xué)元件封蓋的方法，包含有提供晶片，并在該晶片上形成多個通孔；將玻璃晶片置于該晶片上；提供電極板，并將該電極板置于該玻璃晶片上，其中該電極板具有多個凹槽，對應(yīng)于該晶片的這些通孔，使得該電極板在對應(yīng)這些通孔的位置未與該玻璃晶片接觸；以及提供電壓源，并分別將該晶片與該電極板與該電壓源的兩個電極電性連接，使該晶片與該電極板之間產(chǎn)生電壓差，由此利用陽極接合方式接合該晶片與該玻璃晶片，而形成多個光學(xué)元件封蓋。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，另包含有在接合該晶片與該玻璃晶片時， 將該晶片置于加熱板之上。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該電壓源的正極連接該晶片，并且該 電壓源的負(fù)極連接該電極板。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中形成這些通孔的步驟包含有 對該晶片進行薄化工藝；以及利用光刻與蝕刻^^術(shù)在該晶片上形成這些通孔。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中該薄化工藝包含有拋光工藝、化學(xué)機 械拋光工藝、等離子體薄化工藝或上述工藝的組合。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，另包含有在形成這些光學(xué)元件封蓋后，將這些光學(xué)元件封蓋貼附于包含有多個光 學(xué)元件的元件晶片之上；以及進行切割工藝，使該元件晶片分割為多個光學(xué)封裝元件，且各該光學(xué)元 件上均具有該光學(xué)元件封蓋。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制作光學(xué)元件封蓋的方法，其包括提供具有多個通孔的晶片，并將玻璃晶片置于該晶片上。之后提供置于玻璃晶片上的具有多個凹槽的電極板，其中凹槽對應(yīng)于晶片的通孔，使得電極板在對應(yīng)通孔的位置未與玻璃晶片接觸。最后，提供電壓源，并分別將晶片與電極板與電壓源的兩個電極電性連接，利用陽極接合方式接合晶片與玻璃晶片，而形成多個光學(xué)元件封蓋。
文檔編號B81C3/00GK101261941SQ200710085879
公開日2008年9月10日 申請日期2007年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月8日
發(fā)明者蔡君偉 申請人:探微科技股份有限公司