的接合结构的宽度。在其他的实施例中，如截面图1500b中所示，可以去除介电材料以形成具有第二宽度w。'的开口 302，第二宽度小于邻接MEMS衬底110的接合结构的宽度。
[0103]图16A至图16B示出了对应于步骤718的集成芯片的截面图1600a和1600b的一些实施例。
[0104]如截面图1600a中所示，使用低温接合工艺将MEMS衬底110接合至CMOS衬底101。低温接合工艺(例如，具有小于400°C的温度)形成了包括金属间化合物的接合结构108’。在接合工艺期间，一个或多个接合层的材料可以变化(例如，来自一个接合层的原子可以扩散至另一接合层)以形成未被高温后段制程封装工艺(例如，以形成具有大于300°C的熔融温度的金属间化合物)破坏的金属间化合物。例如，在接合工艺期间，包括钛(例如，具有大约231°C的熔融温度)和铜的邻近的接合层可以变化至具有大于300°C的熔融温度的CuSn金属间化合物。在各个实施例中，低温接合工艺可以包括固液相互扩散(SLID)工艺或共晶接合工艺。
[0105]在一些实施例中，如截面图1600a所示，接合结构108’可以具有基本线性的侧壁，并且从MEMS衬底110的第二侧延伸至上部金属互连层105u。
[0106]在其他的实施例中，如截面图1600b中所示，接合层1602在延伸进开口 302的位置处形成在MEMS衬底110上。在这种实施例中，可以通过沉积工艺或镀敷工艺形成接合层1602。MEMS衬底110的接合结构108”随后与接合层1602接触以将MEMS衬底110接合至CMOS衬底101。在接合工艺期间，来自接合结构108”的原子可以扩散至接合层1602内。接合层1602用作布线层，该布线层将接合层1602电耦接至上部金属互连层105u。
[0107]在一些实施例中，接合层1602可以包括铜(Cu)、金(Au)或钛(Ti)。在一些实施例中，可以去除接合焊盘116，然后，随后重新形成以具有与第二接合层1602相同的材料。
[0108]图17A至图17B示出了对应于步骤720的集成芯片的截面图1700a和1700b的一些实施例。
[0109]如截面图1700a和1700b所示，去除载体衬底114的位于接合焊盘116上面的开口124中的一部分。在一些实施例中，通过将载体衬底选择性地暴露于第四蚀刻剂1702来去除载体衬底114的一部分。在各个实施例中，第四蚀刻剂1702可以包括干蚀刻剂(例如，具有蚀刻化学物CF4、CHF3X4F8等)或湿蚀刻剂(例如，HF)。在其他的实施例中，通过研磨或切割去除载体衬底114的一部分。
[0110]因此，本发明涉及一种形成具有一个或多个MEMS器件的集成芯片的方法和相关的装置。
[0111]在一些实施例中，本发明涉及形成集成芯片的方法。该方法包括在载体衬底的第一侧内形成一个或多个腔体，并且将载体衬底的第一侧接合至设置于微机电系统(MEMS)衬底上的介电层。该方法还包括选择性地图案化MEMS衬底以限定位于一个或多个腔体上方的一个或多个软机械结构，并且使用干蚀刻工艺选择性地去除介电层以释放一个或多个软机械结构。然后通过设置在CMOS衬底和MEMS衬底之间的接合结构将CMOS衬底接合至MEMS衬底的第二侧。
[0112]在其他的实施例中，本发明涉及一种形成集成芯片的方法。该方法包括选择性地蚀刻载体衬底的第一侧以形成一个或多个腔体。该方法还包括将载体衬底的第一侧接合至设置在微机电系统(MEMS)衬底上的介电层。该方法还包括:在MEMS衬底上形成一个或多个接合层；以及选择性地图案化MEMS衬底以限定位于一个或多个腔体上方的一个或多个软机械结构。该方法还包括:通过干蚀刻工艺选择性地蚀刻介电层以释放一个或多个软机械结构。该方法还包括在小于约400°C的温度下将CMOS衬底接合至MEMS衬底的第二侧，其中，将CMOS衬底接合至MEMS衬底使得一个或多个接合层形成接合结构，接合结构包括设置在CMOS衬底和MEMS衬底之间的合金。
[0113]在又一其他实施例中，本发明涉及一种集成芯片。集成芯片包括:载体衬底，包括设置在载体衬底的第一侧内的一个或多个腔体。该集成芯片还包括:介电层，在从一个或多个软机械结构横向偏移的位置处设置在微机电系统(MEMS)衬底的第一侧上，其中，介电层邻接载体衬底的第一侧。该集成芯片还包括:接合结构，包括邻近MEMS衬底的第二侧并且接合至上部金属互连层的金属间化合物，上部金属互连层位于设置在CMOS衬底上方的BEOL金属堆叠件内。
[0114]上面概述了若干实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本发明的方面。本领域技术人员应该理解，他们可以容易地使用本发明作为基础来设计或修改用于实现与在此所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优势的其他工艺和结构。本领域技术人员也应该意识到，这种等同构造并不背离本发明的精神和范围，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，在此他们可以做出多种变化、替换以及改变。
【主权项】
1.一种形成集成芯片的方法，包括: 在载体衬底的第一侧内形成一个或多个腔体； 将所述载体衬底的第一侧接合至设置在微机电系统(MEMS)衬底上的介电层； 选择性地图案化所述MEMS衬底以限定位于所述一个或多个腔体上方的一个或多个软机械结构； 使用干蚀刻工艺选择性地去除所述介电层以释放所述一个或多个软机械结构；以及通过设置在CMOS衬底和所述MEMS衬底之间的接合结构将所述CMOS衬底接合至所述MEMS衬底的第二侧。2.根据权利要求1所述的方法，还包括: 在所述CMOS衬底上方的介电材料中形成多个开口，其中，所述多个开口暴露后段制程(BEOL)金属堆叠件内的上部金属互连层； 在所述上部金属互连层上形成第一接合层；以及 使所述第一接合层与第二接合层接触。3.根据权利要求2所述的方法， 其中，所述第一接合层包括金；以及 其中，所述第二接合层包括锗或硅。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在小于约400°C的温度下实施将所述CMOS衬底接合至所述MEMS衬底的第二侧。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接合结构包括具有大于约300°C的熔融温度的金属间化合物。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述金属间化合物包括铜(Cu)、金(Au)、锡(Sn)和铟(In)中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述干蚀刻工艺包括蚀刻剂，所述蚀刻剂包括汽化的氢氟酸。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述干蚀刻工艺使得所述介电层从所述MEMS衬底的侧壁和所述载体衬底的侧壁回缩。9.一种形成集成芯片的方法，包括: 选择性地蚀刻载体衬底的第一侧以形成一个或多个腔体； 将所述载体衬底的第一侧接合至设置在微机电系统(MEMS)衬底上的介电层； 在所述MEMS衬底上形成一个或多个接合层； 选择性地图案化所述MEMS衬底以限定位于所述一个或多个腔体上方的一个或多个软机械结构； 通过干蚀刻工艺选择性地蚀刻所述介电层以释放所述一个或多个软机械结构；以及在小于约400°C的温度下将CMOS衬底接合至所述MEMS衬底的第二侧，其中，将所述CMOS衬底接合至所述MEMS衬底使得所述一个或多个接合层形成接合结构，所述接合结构包括设置在所述CMOS衬底和所述MEMS衬底之间的合金。10.一种集成芯片，包括: 载体衬底，包括设置在所述载体衬底的第一侧内的一个或多个腔体； 介电层，在从一个或一个以上或多个软机械结构横向偏移的位置处设置在微机电系统(MEMS)衬底的第一侧上，其中，所述介电层邻接所述载体衬底的第一侧；以及 接合结构，包括邻接所述MEMS衬底的第二侧并且电连接至上部金属互连层的金属间化合物，所述上部金属互连层位于设置在CMOS衬底上方的BEOL金属堆叠件内。
【专利摘要】本发明涉及形成MEMS器件的方法以缓解上述困难。在一些实施例中，本发明涉及形成MEMS器件的方法，该方法在载体衬底的第一侧内形成一个或多个腔体。然后将载体衬底的第一侧接合至设置于微机电系统(MEMS)衬底上的介电层，并且随后图案化MEMS衬底以限定位于一个或多个腔体上方的软机械结构。然后，使用干蚀刻工艺选择性地去除介电层以释放一个或多个软机械结构。使用低温接合工艺，通过设置在CMOS衬底和MEMS衬底之间的接合结构将CMOS衬底接合至MEMS衬底的第二侧。本发明还提供一种集成芯片。
【IPC分类】H01L21/60, H01L21/8238, B81C3/00
【公开号】CN105609433
【申请号】CN201510755359
【发明人】郑钧文, 朱家骅, 彭荣辉
【申请人】台湾积体电路制造股份有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年11月9日
【公告号】US9394161, US20160137492