專利名稱：用于接合工藝的自去除抗粘附涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于接合工藝的自去除抗粘附涂料。
背景技術(shù)：
微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件是合并在集成電路器件中的非常小的機(jī)電系統(tǒng)。由于 MEMS器件通常具有很大的表面積對(duì)體積比，因此它們?nèi)菀渍澈?粘附)。因此實(shí)施抗粘附層如自組裝單分子膜(SAMs)以覆蓋MEMS器件。雖然抗粘附層有效地防止粘附，但是這些層在封裝過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，尤其當(dāng)使用晶圓級(jí)封裝(WLP)技術(shù)(其在晶圓級(jí)提供封裝集成電路器件)時(shí)。更具體地說(shuō)，抗粘附層在封裝工藝過(guò)程中防止有效接合。為了解決這個(gè)問(wèn)題，傳統(tǒng)的方法使用紫外線(UV)處理(如UV臭氧處理)以選擇性地從器件的接合區(qū)域移除抗粘附層。然而，UV處理通常需要額外的工藝，從而導(dǎo)致額外的制造成本。因此，雖然用于從器件的接合區(qū)域移除抗粘附層的現(xiàn)有方法對(duì)于其預(yù)期目的大體上是充分的，但是它們不是在所有方面都完全令人滿意。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種方法，包括形成第一接合層；在所述第一接合層上方形成隔層；在所述隔層上方形成抗粘附層；由所述第一接合層和所述隔層形成液體，使得所述抗粘附層在所述第一接合層上方漂??；以及接合接合第二接合層到所述第一接合層接合同時(shí)所述抗粘附層在所述第一接合層上方漂浮，使得所述第一接合層和所述第二接合層之間的接合不含有所述抗粘附層。根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中由所述第一接合層和所述隔層形成液體包括引起所述第一接合層和所述隔層之間的共晶反應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中在所述第一接合層和所述隔層之間引起所述共晶反應(yīng)包括形成共晶合金層。根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中形成所述共晶合金層包括在所述共晶反應(yīng)過(guò)程中完全消耗所述隔層。根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中將所述第二接合層接合到所述第一接合層同時(shí)所述抗粘附層在所述第一接合層上方漂浮包括通過(guò)對(duì)所述第二接合層施加力而連接所述第二接合層和所述第一接合層，其中所述施加的力引起所述抗粘附層從所述第一接合層和所述第二接合層之間擠壓出來(lái)。根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中接合所述第二接合層到所述第一接合層包括實(shí)施熱壓接合工藝，熱擴(kuò)散接合工藝，和共晶鍵合工藝之一。根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中所述第一接合層，所述隔層，和所述抗粘附層形成在器件的接合區(qū)域中；以及由所述第一接合層和所述隔層形成液體以及接合所述第二接合層到所述第一接合層，使得所述第一接合層和所述第二接合層之間的接合不包括所述抗粘附層，包括所述抗粘附層在所述接合區(qū)域中自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明所述的一種方法，包括提供包括第一接合部分的第一襯底，所述第一接合部分包括第一接合層，設(shè)置在所述第一接合層上方的隔層，和設(shè)置在所述隔層上方的抗粘附層；提供具有第二接合部分的第二襯底，所述第二接合部分包括第二接合層；以及連接所述第一接合層和所述第二接合層，使得所述第一襯底與所述第二襯底接合，其中所述連接包括使用所述第一接合層和所述隔層之間的共晶反應(yīng)從連接的所述第一接合層和所述第二接合層選擇性地移除所述抗粘附層。根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中使用所述第一接合層和所述隔層之間的所述共晶反應(yīng)從連接的所述第一接合層和所述第二接合層選擇性地移除所述抗粘附層包括由所述第一接合層和所述隔層形成液體。根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中使用所述第一接合層和所述隔層之間的所述共晶反應(yīng)從連接的所述第一接合層和所述第二接合層選擇性地移除所述抗粘附層還包括將所述第二接合層壓入所述第一接合部分中，其中所述按壓包括對(duì)所述第二接合層施加壓力，使得所述抗粘附層從所述第二接合層下面擠壓出來(lái)。根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中使用所述第一接合層和所述隔層之間的所述共晶反應(yīng)從連接的所述第一接合層和所述第二接合層選擇性地移除所述抗粘附層包括形成共晶
I=I ^te ο根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中連接所述第一接合層和所述第二接合層包括所述第一接合層和所述共晶合金層接合。根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中提供所述第一襯底包括提供包含微型機(jī)電(MEMS) 器件的器件襯底，其中所述抗粘附層涂覆所述MEMS器件。根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中所述連接所述第一接合層和所述第二接合層包括使用壓縮粘合，熱擴(kuò)散粘結(jié)，和共晶鍵合之一。根據(jù)本發(fā)明所述的一種器件，包括具有第一接合部分和被抗粘附層覆蓋的器件的第一襯底，所述第一接合部分包括第一接合層和設(shè)置在所述第一接合層上方的共晶合金層，其中所述共晶合金層包括不含有所述抗粘附層的部分和上方設(shè)置有所述抗粘附層的部分；具有第二接合部分的第二襯底，所述第二接合部分包括第二接合層，所述第二襯底通過(guò)接合與所述第一襯底接合，所述接合包括所述第二接合層，所述共晶合金層，和所述第一接合層，其中所述第二接合層與所述共晶合金層的不含有所述抗粘附層的部分連接。根據(jù)本發(fā)明所述的器件，其中所述第一接合層包括鋁。根據(jù)本發(fā)明所述的器件，其中所述共晶合金層包括鍺，銦，鋁，金，錫，及其組合物之一。根據(jù)本發(fā)明所述的器件，其中所述抗粘附層涂覆的器件是MEMS器件。根據(jù)本發(fā)明所述的器件，其中所述第二接合層包括硅。根據(jù)本發(fā)明所述的器件，其中所述抗粘附涂層是自組裝單分子膜(SAMQ層。


當(dāng)接合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種部件沒(méi)有被按比例繪制并且僅僅用于說(shuō)明的目的。實(shí)際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增加或減少。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面的接合方法的流程圖。圖2-圖4是處于圖1的接合方法的各個(gè)階段中的器件的接合部分的示意性橫截面視圖。圖5-圖8是處于圖1的接合方法的各個(gè)階段中的器件的示意性橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式為了實(shí)施本發(fā)明的不同部件，以下公開(kāi)提供了許多不同的實(shí)施例或?qū)嵗Ｒ韵旅枋鲈筒贾玫奶囟▽?shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然這些僅僅是實(shí)例并不打算限定。例如，第一部件形成在第二部件“上”或“上方”的描述(和類似的描述)可包括其中第一部件和第二部件以直接接觸形成的實(shí)施例，并且也可包括其中額外的部件形成插入到第一部件和第二部件中的實(shí)施例。另外，本發(fā)明可能在各個(gè)實(shí)施例中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)只是為了簡(jiǎn)明的目的且其本身并不指定各個(gè)實(shí)施例和/或所討論的結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。圖1是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面的用于接合的方法100的流程圖。方法100以提供第一接合層，位于第一接合層上方的隔層，和位于隔層上方的抗粘附層的方框102為開(kāi)始。 在方框104，由第一接合層和隔層形成液體，使得抗粘附層在第一接合層上方漂浮。例如，將第一接合層和隔層加熱到它們的共熔溫度從而導(dǎo)致第一接合層和隔層的界面處的材料擴(kuò)散在一起并且形成包括來(lái)自第一接合層和隔層的材料的合金。合金是液相的，從而導(dǎo)致抗粘附層“漂浮”在第一接合層上方。加熱也可能熔化抗粘附層。方法100通過(guò)接合第二粘附層和第一粘附層而繼續(xù)到方框106。第一接合層和第二接合層之間的接合不包括抗粘附層。例如，當(dāng)液體由第一接合層和隔層形成時(shí)，將第二接合層壓到抗粘附層中。通過(guò)對(duì)第二接合層施加力，漂浮的抗粘附層從第二接合層下面擠壓出來(lái)，使得第二接合層與第一接合層連接?？梢栽诜椒?00之前，中間，和之后提供額外的步驟，對(duì)于方法的其他實(shí)施例，一些描述過(guò)的步驟可以被替換或消除。以下的討論示出了可以根據(jù)圖1的方法100實(shí)現(xiàn)的接合的各種實(shí)施例。圖2到圖4是處于圖1的方法100的各個(gè)階段中的器件200的接合部分的示意性橫截面視圖。為了簡(jiǎn)明以更好地理解本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，簡(jiǎn)化了圖2到圖4?？梢栽谄骷?200中加入其他的部件，而且對(duì)于器件200的額外實(shí)施例，可以替換或刪除一些以下描述的部件。在圖2中，器件200包括上方設(shè)置有隔層212的接合層210。接合層210和隔層 212都包括導(dǎo)電材料，如Al(鋁)，Ge(鍺)， (銦)，Au(金)，Sn(錫)，Cu(銅)，其他導(dǎo)電材料，其合金(如AlGe或AuSn)，或其組合物。接合層210和/或隔層212可以包括多層結(jié)構(gòu)。例如，隔層212可以包括Al層/Ge層，Au層/Sn層，Al層/Ge層/Au層/Sn層結(jié)構(gòu)。 可以通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)，物理氣相沉積(PVD)，電鍍，其他合適的工藝，或其組合形成接合層210和隔層212。在所述實(shí)施例中，選擇接合層210和隔層212的導(dǎo)電材料使得共熔層可以形成在接合層210和隔層212之間。例如，在所述實(shí)施例中，接合層210是AlCu層，而隔層212是 Ge層。AlCu接合層210具有任何合適的Al對(duì)Cu比例，例如Al Cu比例是99. 5 0. 5 或Al Si Cu比例是97. 5 2.0 0.5。可選的，接合層210/隔層212的組合可以是 Al/Ge, Al/In, Al/Au, Sn/Au,或其它合適的組合。接合層210和隔層212具有合適的厚度。在所述實(shí)施例中，接合層210的厚度大于約10A,而隔層212的厚度大于約5入。隔層212的厚度和接合層210的厚度的比率(厚度厚度SJg)可以是約0.5到約0.9。例如，其中接合層210的厚度是約IOA而隔層212的厚度是約5A,厚度的比率(厚度《^g/厚度HS) 是約0.5。抗粘附層214被設(shè)置在隔層212上方，抗粘附層214是有機(jī)基質(zhì)材料。在所描述的實(shí)施例中，抗粘附層214包括自組裝單分子膜(SAMs)。抗粘附層214可以通過(guò)分子氣相沉積(MVD)或其它合適的工藝形成。在圖3中，共晶(潤(rùn)濕)反應(yīng)發(fā)生在接合層210和隔層212之間，從而形成共晶合金層216。通過(guò)將接合層210和隔層212加熱到它們的共熔溫度而完成共晶反應(yīng)，在共熔溫度下接合層210和隔層212的組合開(kāi)始形成液體或熔融狀態(tài)(低共熔態(tài))。在實(shí)例中， 將接合層210和隔層212加熱到約420°C到約440°C的溫度。當(dāng)接合層210和隔層212處于它們的共熔溫度，接合層210和隔層212的界面處的材料擴(kuò)散在一起從而形成合金組合物-共晶合金層216-處于液相。在所述實(shí)施例中，在共晶反應(yīng)過(guò)程中隔層212被完全消耗， 留下具有接合層210和共晶合金層216的結(jié)構(gòu)。可選地，在共晶反應(yīng)過(guò)程中隔層212沒(méi)有被完全消耗，留下具有接合層210，位于接合層210上方的共晶合金層216，和位于共晶合金層216上方的剩余隔層212的結(jié)構(gòu)?？拐掣綄釉谝合嘟雍蠈?10/隔層212上方“漂浮”，明確地說(shuō)是在共晶合金層216上方。更具體地說(shuō)，當(dāng)溫度上升但是仍然保持在接合層210和隔層212的低共熔點(diǎn)以下時(shí)，接合層210和隔層212處于固態(tài)但是一些內(nèi)擴(kuò)散發(fā)生在接合層210和隔層212之間的界面處(如，Al (固體)+Ge (固體)一內(nèi)擴(kuò)散)。當(dāng)溫度接近低共熔點(diǎn)和達(dá)到低共熔點(diǎn)時(shí)，接合層210和隔層212以合金相(也稱為潤(rùn)濕相，緩變相，或浮置相)擴(kuò)散在一起，從而形成共晶合金層216 (例如Al (固體)+Ge (固體)一AlGe合金相)。 抗粘附層214在共晶合金層216 (或處于合金相的接合層210/隔層21 之上漂浮。在圖4中，接合層218與接合層210接合。在所描述的實(shí)施例中，接合層218包括硅，例如非晶硅?？蛇x的，接合層可以包括TiSi或其他合適的材料。將接合層218壓入抗粘附層214中直到接合層218接觸共晶合金層216和/或接合層210。在其中隔層212保留的情況下，接合層218可以被壓入抗粘附層214中直到接合層218接觸隔層212。接合層 210和接合層218之間的粘合可以通過(guò)熱壓粘合，熱擴(kuò)散粘結(jié)，或共晶鍵合實(shí)現(xiàn)。在所描述的實(shí)施例中，由于抗粘附層214在共晶合金層216上方“漂浮”，當(dāng)對(duì)接合層218施加力時(shí)， 抗粘附層214選擇性地將自己從接合層218下面移除。這樣連接了接合層218和接合層 210，形成包括接合層218，共晶合金層216和接合層210的接合。如圖4中所示，接合中沒(méi)有抗粘附層214。圖5-圖8是處于圖1的方法100的各個(gè)階段的集成電路器件300 (局部或整體) 的示意性橫截面視圖。在所描述的實(shí)施例中，圖5到圖8示出根據(jù)方法100的晶圓級(jí)封裝 (WLP)技術(shù)，其并不打算限定。其它封裝技術(shù)可以利用這里描述的方法100和部件。為了簡(jiǎn)明以更好地理解本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，簡(jiǎn)化了圖5-圖8。可以在集成電路器件300中加入額外的部件，在集成電路器件300的其它實(shí)施例中可以替換或刪除一些以下描述的部件。在圖5中，提供了集成電路器件300的襯底302。襯底302包括不分開(kāi)描述并且可以組合以形成各種微電子元件的各種層，微電子元件可以包括晶體管(如包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)晶體管，雙極結(jié)晶體管(BJT)，高壓晶體管，高頻晶體管，ρ-溝道和/或η-溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(PFETs/NFETs)的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET))； 電阻器；二極管；電容器；電感器；保險(xiǎn)絲；和/或其它合適的元件。各種層可以包括高_(dá)k 介電層，柵極層，硬掩模層，邊界層，覆蓋層，擴(kuò)散/阻擋層，介電層，導(dǎo)電層，其他合適的層， 或其組合。微電子元件可以與另一個(gè)微電子元件互連以形成集成電路器件300的一部分， 如邏輯器件，存儲(chǔ)器器件(如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)，射頻(RF)器件，輸入/輸出(I/ 0)器件，片上系統(tǒng)(SoC)器件，其它合適類型的器件，或其組合。在所描述的實(shí)施例中，襯底 302包括通過(guò)基于CMOS工藝設(shè)計(jì)和形成的集成電路器件(或其部分)。因此稱襯底302為 CMOS襯底。包括使用其他集成電路制造技術(shù)形成的器件的襯底也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。CMOS襯底302包括形成在襯底302的絕緣層306(例如，一個(gè)或多個(gè)層間介電 (ILD)層)中的多層互連(MLI)結(jié)構(gòu)304。絕緣層306包括電介質(zhì)材料，如氧化硅，氮化硅， 氮氧化硅，旋涂玻璃(SOG)，氟摻雜硅酸鹽玻璃(FSG)，碳摻雜氧化硅，Black Diamond (應(yīng)用材料，圣克拉拉，加利福利亞)，干凝膠，氣凝膠，非晶氟化碳，聚對(duì)二甲苯，BCB ( 二苯并環(huán)丁烯)，SiLK (陶氏化學(xué)，米德蘭，密歇根)，聚酰亞胺，其他介電材料，或其組合。MLI結(jié)構(gòu)304包括各種橫向?qū)щ姴考?08，如金屬線，和縱向?qū)щ姴考?10，如接觸和通孔。接觸被設(shè)置成連接金屬線和襯底，而通孔被設(shè)置成連接金屬線。MLI結(jié)構(gòu)304的各個(gè)部件可以包括各種包含銅，鎢，和/或硅化物的導(dǎo)電材料。在實(shí)例中，鑲嵌和/或雙鑲嵌工藝形成與銅有關(guān)的MLI結(jié)構(gòu)。CMOS襯底302也包括接合層312。在所描述的實(shí)施例中，接合層312是MLI結(jié)構(gòu) 304的頂層金屬層?？蛇x地，接合層312可以是與MLI結(jié)構(gòu)304分離并且遠(yuǎn)離的層。接合層312包括導(dǎo)電材料，如Al，Ge, In, Au, Sn, Cu，其他導(dǎo)電材料，其合金，或其組合。接合層 312可以包括多層結(jié)構(gòu)。在所描述的實(shí)施例中，接合層312包括AlCu層。AlCu接合層312 具有任何合適的Al對(duì)Cu比率，如99. 5 0.5的Al Cu比率或97. 5 2.0 0. 5的 Al Si Cu比率?？梢酝ㄟ^(guò)CVD，PVD，電鍍，其他合適的工藝，或其組合形成接合層312。 實(shí)施以形成接合層312的其它生產(chǎn)技術(shù)可以包括光刻工藝和/或蝕刻從而如圖5中所示地圖案化和限定接合層312。隔層314被設(shè)置在接合層312上方。接合層314包括導(dǎo)電材料，如Al，Ge，In，Au， Sn, Cu，其他導(dǎo)電材料，其合金(如AlGe或AuSn)，或其組合。在所描述的實(shí)施例中，隔層 314是Ge層。隔層314可以包括多層結(jié)構(gòu)。例如，隔層314可以包括Al層/Ge層，Au層/ Sn層，或Al層/Ge層/Au層/Sn層結(jié)構(gòu)。在所描述的實(shí)施例中，隔層314具有小于或等于約1000A的厚度，而且可以通過(guò)CVD，PVD，電鍍，其他合適的工藝，或其組合形成。其他被實(shí)施以形成隔層314的生產(chǎn)技術(shù)可以包括光刻工藝和/或蝕刻從而如圖5中所示地圖案化和限定隔層314。在所描述的實(shí)施例中，接合層312和隔層314同時(shí)被圖案化。例如，將接合層312和隔層圖案化可以包括在絕緣層306上方沉積接合層312，在接合層312上方沉積隔層314，在隔層314上方沉積光阻層，將光阻層暴露和顯影從而限定圖案化的光阻層，蝕刻圖案化的光阻層的圖案到隔層314和接合層312中，剝離圖案化的光阻層，在限定的隔層 314和接合層312上方形成介電層，以及平坦化介電層(其可以被認(rèn)為是絕緣層306的一部分)。在圖6中，襯底316與襯底302接合(連接)，共同形成器件襯底318。襯底316包括被設(shè)計(jì)成與襯底302連接的器件。例如，在所描述的實(shí)施例中，襯底316包括微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMQ器件。因此，襯底316也被稱為MEMS襯底。MEMS器件是已知類型的MEMS器件， 如運(yùn)動(dòng)傳感器(例如，回旋器或加速計(jì))。可選地，MEMS器件可以是RF MEMS器件(例如， RF開(kāi)關(guān)或?yàn)V波器)，振蕩器，MEMS傳聲器，和/或任何其它MEMS型器件，包括將來(lái)的MEMS 型器件。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到MEMS器件可以可選地包括納米機(jī)電元件，例如， MEMS器件可以可選地是納米機(jī)電系統(tǒng)(NEMQ器件。襯底316也可以包括微電子元件，如以上關(guān)于襯底302所述的那些。其中襯底316包括各種微電子元件，MEMS器件可以與微電子元件互連。MEMS器件可以與襯底302的各種微電子元件互連?？拐掣綄?20形成在襯底316的上方。在所描述的實(shí)施例中，抗粘附層320覆蓋 MEMS器件。另外，抗粘附層320被設(shè)置在器件襯底318的接合部分(區(qū)域)中的隔層314 的上方。抗粘附層320是有機(jī)基質(zhì)材料。在所描述的實(shí)施例中，抗粘附層320包括一個(gè)或多個(gè)自組裝單分子膜(SAMs)。可以通過(guò)MVD或其他合適的工藝形成抗粘附層320。在圖7中，共晶(潤(rùn)濕)反應(yīng)發(fā)生在接合層312和隔層314之間，從而形成共晶合金層322。通過(guò)加熱襯底318使得接合層312和隔層314達(dá)到它們的共熔溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)共晶反應(yīng)，在此溫度下接合層312和隔層314的組合開(kāi)始形成液體或熔融狀態(tài)(低共熔態(tài))。在實(shí)例中，將接合層312和隔層314加熱到約420°C到約440°C的溫度。當(dāng)接合層312和隔層 314處于它們的共熔溫度時(shí)，接合層312和隔層314的界面處的材料擴(kuò)散在一起從而形成合金組合物-共晶合金層322-以液相存在。在所描述的實(shí)施例中，隔層314在共晶反應(yīng)過(guò)程中完全消耗，留下具有接合層312和共晶合金層322的結(jié)構(gòu)?？蛇x地，隔層314在共晶反應(yīng)過(guò)程中不完全消耗，留下具有接合層312，位于接合層312上方的共晶合金層322，和位于共晶合金層322上方的剩余隔層314的結(jié)構(gòu)?？拐掣綄印捌　痹谝合嘟雍蠈?12/隔層314 上方，尤其是在共晶合金層322的上方?？拐掣綄?20可以在共晶(潤(rùn)濕)反應(yīng)過(guò)程中熔化。在圖8中，襯底330與器件襯底318連接。襯底330被稱為覆蓋襯底。覆蓋襯底 330包括合適的材料。在所描述的實(shí)施例中，覆蓋襯底330包括具有接合層332的凸點(diǎn)部件。 可以使用光刻工藝和/或蝕刻方法圖案化和限定如圖8中所示的具有接合層332的凸點(diǎn)部件。在所描述的實(shí)施例中，接合層332包括硅，如非晶硅?？蛇x地，接合層可以包括TiSi或其他合適的材料。在所描述的實(shí)施例中，覆蓋襯底330和器件襯底318通過(guò)連接接合層312 和接合層332而接合。更具體地說(shuō)，當(dāng)共晶合金層322是液相時(shí)，將接合層332壓入抗粘附層320中直到接合層332接觸共晶合金層322和/或接合層312。其中隔層314保留的情況下，接合層332可以被壓入抗粘附層320中直到接合層332接觸隔層314?？梢酝ㄟ^(guò)熱壓粘合，熱擴(kuò)散粘結(jié)，或共晶鍵合實(shí)現(xiàn)接合層332和312之間的接合。在所描述的實(shí)施例中， 由于抗粘附層320在共晶合金層322上方“漂浮”，當(dāng)對(duì)覆蓋襯底330(接合層33 施加力時(shí)，抗粘附層320選擇性地從接合層332下面將自己移除。這樣連接了接合層332和接合層312，形成包括接合層332，共晶合金層322，和接合層312的接合。如圖8中所示，接合不包括抗粘附層320。應(yīng)該注意的是，由于共晶合金層322只形成在襯底318和330的接合區(qū)域中，抗粘附層320在接合區(qū)域中自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)保留在MEMS襯底316的MEMS器件上。因此，本發(fā)明提供了與封裝技術(shù)尤其是晶圓級(jí)封裝技術(shù)兼容的自移除抗粘附涂層。本發(fā)明的“漂浮”的抗粘附層不需要使用昂貴的和費(fèi)時(shí)的紫外線處理以從器件的接合區(qū)域移除抗粘附層。取而代之的是，漂浮的抗粘附層在器件的接合區(qū)域中自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，提供改進(jìn)的位于襯底之間接合。因此本發(fā)明提供了將抗粘附層移除和器件封裝整合在一個(gè)工藝中的方法。不同的實(shí)施例可以具有不同的優(yōu)點(diǎn)，并且沒(méi)有特定的優(yōu)點(diǎn)是必須被任何的實(shí)施例需要的。在實(shí)例中，方法包括形成第一接合層；在第一接合層上方形成隔層；在隔層上方形成抗粘附層；以及從第一接合層和隔層形成液體，使得抗粘附層在第一接合層上方漂浮。 當(dāng)抗粘附層在第一接合層上方漂浮時(shí)可以接合第二接合層和第一接合層，使得第一接合層和第二接合層之間的接合不包括抗粘附層。從第一接合層和隔層之間形成液體可以包括在第一接合層和隔層之間引起共晶反應(yīng)。共晶反應(yīng)可以形成共晶合金層。在實(shí)例中，共晶反應(yīng)可以完全消耗隔層。當(dāng)抗粘附層在第一接合層上方漂浮時(shí)接合第二接合層和第一接合層可以包括通過(guò)對(duì)第二接合層施加力來(lái)連接第二接合層和第一接合層，其中施加的力導(dǎo)致抗粘附層從第一接合層和第二接合層之間擠壓出來(lái)。接合可以包括熱壓粘合，熱擴(kuò)散粘結(jié)，或共晶鍵合。當(dāng)液體從第一接合層和隔層形成時(shí)抗粘附層可以熔化。在實(shí)例中，第一接合層， 隔層，和抗粘附層形成在器件的接合區(qū)域中；并且形成液體和接合第二接合層到第一接合層包括在接合區(qū)域中的抗粘附層自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)。在另一個(gè)實(shí)例中，方法包括提供包含接合部分的第一襯底，該第一接合部分包括第一接合層，設(shè)置在第一接合層上方的隔層，和設(shè)置在隔層上方的抗粘附層；提供具有第二接合部分的第二襯底，該第二接合部分包括第二接合層；以及使第一接合層與第二接合層連接，使得第一襯底與第二襯底接合，其中該連接包括在第一接合層和隔層之間使用共晶反應(yīng)以選擇性地從連接的第一和第二接合層移除抗粘附層。共晶反應(yīng)可以包括從第一接合層和隔層形成液體。在實(shí)例中，通過(guò)將第二接合層壓入第一接合層中將第一接合層和第二接合層連接在一起，其中加壓包括對(duì)第二接合層施加力，使得抗粘附層從第二接合層下面擠壓出來(lái)。共晶反應(yīng)可以熔化抗粘附層。在實(shí)例中，共晶反應(yīng)形成共晶合金層，而且第二接合層可以與共晶合金層接合。第一襯底可以是包括微型機(jī)電(MEMQ器件的器件襯底，其中抗粘附層覆蓋MEMS器件。第一襯底可以是CMOS襯底，帶有MEMS襯底的CMOS，或MEMS襯底。第二襯底也可以是CMOS襯底，帶有MEMS襯底的CMOS，或MEMS襯底。在另一個(gè)實(shí)例中，器件包括具有第一接合部分和覆蓋有抗粘附層的器件的第一襯底。第一接合部分包括第一接合層和設(shè)置在第一接合層上方的共晶合金層，其中共晶合金層包括不具有抗粘附層的部分和上方設(shè)置有抗粘附層的部分。器件還包括具有第二接合部分的第二襯底，該第二接合部分包括第二接合層。第二襯底通過(guò)包括第二接合層，共晶合金層，和第一接合層的接合與第一襯底接合，其中第二接合層與共晶合金層不包括抗粘附層的部分連接。在實(shí)例中，第一接合層包括鋁；共晶合金層包括鍺，銦，鋁，金，錫，和其組合之一；以及第二接合層包括硅。覆蓋有抗粘附層的器件可以是MEMS器件，而抗粘附涂層可以是自組裝單分子膜(SAMQ層。上面論述了若干實(shí)施例的部件，使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)或更改其他用于達(dá)到與這里所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)的處理和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，這種等效構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化、替換以及改變。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括形成第一接合層；在所述第一接合層上方形成隔層；在所述隔層上方形成抗粘附層；由所述第一接合層和所述隔層形成液體，使得所述抗粘附層在所述第一接合層上方漂??；以及接合第二接合層到所述第一接合層同時(shí)所述抗粘附層在所述第一接合層上方漂浮，使得所述第一接合層和所述第二接合層之間的接合件不包括所述抗粘附層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中由所述第一接合層和所述隔層形成液體包括引起所述第一接合層和所述隔層之間的共晶反應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中在所述第一接合層和所述隔層之間引起所述共晶反應(yīng)包括形成共晶合金層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中形成所述共晶合金層包括在所述共晶反應(yīng)過(guò)程中完全消耗所述隔層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述第二接合層接合到所述第一接合層同時(shí)所述抗粘附層在所述第一接合層上方漂浮包括通過(guò)對(duì)所述第二接合層施加力而連接所述第二接合層和所述第一接合層，其中所述施加的力引起所述抗粘附層從所述第一接合層和所述第二接合層之間擠壓出來(lái)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中接合所述第二接合層到所述第一接合層包括實(shí)施熱壓接合工藝，熱擴(kuò)散接合工藝，和共晶鍵合工藝之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一接合層，所述隔層，和所述抗粘附層形成在器件的接合區(qū)域中；以及由所述第一接合層和所述隔層形成液體以及接合所述第二接合層到所述第一接合層， 使得所述第一接合層和所述第二接合層之間的接合不包括所述抗粘附層，但包括所述抗粘附層在所述接合區(qū)域中自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)。
8.一種方法，包括提供包括具有第一接合層的第一接合部分的第一襯底，設(shè)置在所述第一接合層上方的隔層，和設(shè)置在所述隔層上方的抗粘附層；提供具有第二接合部分的第二襯底，所述第二接合部分包括第二接合層；以及連接所述第一接合層和所述第二接合層，使得所述第一襯底與所述第二襯底接合，其中所述連接包括使用所述第一接合層和所述隔層之間的共晶反應(yīng)從連接的所述第一接合層和所述第二接合層選擇性地移除所述抗粘附層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中使用所述第一接合層和所述隔層之間的所述共晶反應(yīng)從連接的所述第一接合層和所述第二接合層選擇性地移除所述抗粘附層包括由所述第一接合層和所述隔層形成液體。
10.一種器件，包括具有第一接合部分和被抗粘附層覆蓋的器件的第一襯底，所述第一接合部分包括第一接合層和設(shè)置在所述第一接合層上方的共晶合金層，其中所述共晶合金層包括不含有所述抗粘附層的部分和上方設(shè)置有所述抗粘附層的部分；CN 102530851 A具有第二接合部分的第二襯底，所述第二接合部分包括第二接合層，所述第二襯底通過(guò)接合件與所述第一襯底接合，所述接合件包括所述第二接合層，所述共晶合金層，和所述第一接合層，其中所述第二接合層與所述共晶合金層的不含有所述抗粘附層的部分連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了不含有抗粘附層的接合和接合方法。示例性的方法包括形成第一接合層；形成位于第一接合層上方的隔層；形成位于隔層上方的抗粘附層；以及從第一接合層和隔層形成液體，使得抗粘附層在所述第一接合層上方漂浮。當(dāng)抗粘附層在第一接合層上方漂浮時(shí)可以將第二接合層接合到第一接合層，使得第一接合層和第二接合層之間的接合不包括抗粘附層。
文檔編號(hào)B81C3/00GK102530851SQ20111008294
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者劉丙寅, 彭榮輝, 朱立晟, 林宏樺, 蔡嘉雄, 蔡尚穎, 謝元智, 趙蘭璘, 鄭鈞文 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司