本發(fā)明實(shí)施例涉及MEMS封裝件及其制造方法。

背景技術(shù)：

通常使用的術(shù)語微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)或微機(jī)械系統(tǒng)/結(jié)構(gòu)是指結(jié)合電氣部件和機(jī)械部件的較小的集成器件或系統(tǒng)。當(dāng)關(guān)注微機(jī)械部件時，術(shù)語“微機(jī)械系統(tǒng)”可以用于描述包括一個或多個微機(jī)械元件和可能，但不是必須的電氣部件和/或電子部件的較小的集成器件或系統(tǒng)。

微機(jī)械系統(tǒng)可以用作，例如，致動器、換能器或傳感器，例如，壓力傳感器。現(xiàn)今，在汽車電子產(chǎn)品和電子消費(fèi)品中，壓力傳感器是大宗制品。對于這些應(yīng)用中的許多應(yīng)用，在借助于專用集成電路(ASIC)控制和/或操作MEMS傳感器中使用系統(tǒng)。在這樣的實(shí)例中，MEMS傳感器和ASIC可以包括在MEMS封裝件中。

MEMS封裝件的機(jī)械有源元件可以通常需要相對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，諸如凹槽、梁、懸臂、底切、腔等。可能地，需要數(shù)量相對較高的制造步驟。此外，例如，用于制造MEMS封裝件的工藝可能需要與用于生成電氣和/或電子組件的可能的后續(xù)制造步驟兼容。結(jié)果，可能需要改進(jìn)制造MEMS封裝件的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，提供了一種制造微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)封裝件的方法，所述方法包括：將MEMS結(jié)構(gòu)附接至器件晶圓以形成晶圓級MEMS封裝件，其中，所述MEMS結(jié)構(gòu)上具有蓋結(jié)構(gòu)，所述器件晶圓包括形成在其中的多個第一器件；以及切割所述器件晶圓以形成多個芯片尺寸MEMS封裝件，其中，所述器件晶圓具有附接至其的MEMS結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的另一些實(shí)施例，還提供了一種制造微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)封裝件的方法，所述方法包括：將MEMS結(jié)構(gòu)耦合至器件晶圓以形成晶圓級MEMS封裝件，其中，所述MEMS結(jié)構(gòu)上具有蓋結(jié)構(gòu)，所述器件晶圓包括多個第一器件；在所述耦合之后，減薄所述晶圓級MEMS封裝件以暴露出所述器件晶圓中的導(dǎo)電部件；在所述減薄的所述晶圓級MEMS封裝件的表面處形成第一再分布層(RDL)，所述第一RDL電耦合至暴露的所述導(dǎo)電部件；以及切割所述晶圓級MEMS封裝件以形成多個芯片尺寸MEMS封裝件。

根據(jù)本發(fā)明的又一些實(shí)施例，還提供了一種微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)封裝件，包括：第一器件襯底，包括形成在其中的一個或多個第一器件；MEMS結(jié)構(gòu)，所述MEMS結(jié)構(gòu)上具有蓋結(jié)構(gòu)且設(shè)置在所述第一器件襯底的第一主表面處；以及第二器件襯底，包括形成在其中的一個或多個第二器件，所述第二器件襯底設(shè)置在所述第一器件襯底的第二主表面處，所述第二主表面與所述第一主表面相對。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，對各種部件沒有按比例繪制并且僅僅用于說明的目的。實(shí)際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增大或縮小。

圖1A和圖1B示出了根據(jù)實(shí)施例的單側(cè)晶圓級微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)封裝件。

圖2A至圖2F示出了根據(jù)實(shí)施例示出的制造單側(cè)晶圓級MEMS封裝件的方法的工藝流程。

圖3示出了根據(jù)實(shí)施例的雙側(cè)晶圓級MEMS封裝件。

圖4A至圖4F示出了根據(jù)實(shí)施例示出的制造雙側(cè)晶圓級MEMS封裝件的方法的工藝流程。

圖5示出了根據(jù)實(shí)施例的單側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件。

圖6A至圖6E示出了根據(jù)實(shí)施例示出的制造單側(cè)晶圓上芯片MEMS 封裝件的方法的工藝流程。

圖7示出了根據(jù)實(shí)施例的雙側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件。

圖8A至圖8E示出了根據(jù)實(shí)施例示出的制造雙側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件的方法的工藝流程。

圖9示出了根據(jù)實(shí)施例的在MEMS蓋中具有一個或多個通孔的單側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件。

圖10示出了根據(jù)實(shí)施例的具有模擬芯片的單側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件。

圖11A至圖11F示出了根據(jù)實(shí)施例示出的制造具有一個或多個第三通孔的單側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件的方法的工藝流程。

圖12示出了根據(jù)實(shí)施例的在MEMS蓋中具有一個或多個通孔的雙側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件。

具體實(shí)施方式

以下公開內(nèi)容提供了許多用于實(shí)現(xiàn)所提供主題的不同特征的不同實(shí)施例或?qū)嵗Ｏ旅婷枋隽私M件和布置的具體實(shí)例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例，而不旨在限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成為直接接觸的實(shí)施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實(shí)施例。此外，本發(fā)明可在各個實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號和/或字母。該重復(fù)是為了簡單和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。

而且，為便于描述，在此可以使用諸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等的空間相對術(shù)語，以便于描述如圖所示的一個元件或部件與另一個(或另一些)元件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的方位外，空間相對術(shù)語旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，而在此使用的空間相對描述符可以同樣地作相應(yīng)的解釋。

圖1A顯示了根據(jù)一個或多個實(shí)施例的晶圓級微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)封 裝件100。晶圓級MEMS封裝件100可以包括設(shè)置在蓋晶圓104和器件晶圓106之間的MEMS晶圓102。在如圖1A所示的實(shí)例中，MEMS晶圓102和器件晶圓106可以具有基本上相等的寬度W1、W2。

MEMS晶圓102可以包括可以彼此鄰近橫向布置地多個MEMS器件102-1、102-2。在如圖1A所示的實(shí)例中，多個MEMS器件102-1、102-2包括第一MEMS器件102-1和第二MEMS器件102-2。但是，在其他實(shí)施例中，形成在MEMS晶圓102中的MEMS器件的數(shù)量可以多于兩個(例如，三個、四個、五個、十個MEMS器件等)。在一些實(shí)施例中，MEMS晶圓102的多個MEMS器件102-1、102-2可以布置為在MEMS晶圓102中的矩陣。作為實(shí)例，第一MEMS器件102-1和第二MEMS器件102-2可以分別是第一MEMS芯片和第二MEMS芯片。結(jié)果，MEMS晶圓102可以是包括未被切割或彼此分隔開的多個MEMS芯片的晶圓。

MEMS晶圓102可以包括半導(dǎo)體材料、聚合物、金屬、陶瓷、它們的組合等。在MEMS晶圓102包括半導(dǎo)體材料的實(shí)施例中，半導(dǎo)體材料可以包括元素半導(dǎo)體(例如，包括晶體形式的硅和/或鍺)、化合物半導(dǎo)體(例如，包括氧化物、氮化硅、碳化硅、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦或銻化銦的至少一個)、合金半導(dǎo)體(例如，包括Cu、Al、AlCu、W、Ti、SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GaInAs、GaInP或GaInAsP的至少一個)或它們的組合。在MEMS晶圓102包括聚合物的實(shí)施例中，聚合物可以包括環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、雙苯并環(huán)丁烯(BCB)、聚苯并惡唑(PBO)、它們的組合等。在MEMS晶圓102包括陶瓷的實(shí)施例中，陶瓷可以包括硅、鋁和/或鈦的氮化物、碳化硅、它們的組合等。

MEMS晶圓102可以包括形成在其中的一個或多個的可移動元件108。在如圖1A所示的實(shí)例中，僅顯示了兩個可移動元件108；但是，在其他實(shí)施例中，可移動元件108的數(shù)量可以少于兩個(例如，一個)或可以多于兩個(例如，三個、四個、五個、六個或多個)。在一些實(shí)施例中，MEMS晶圓102的多個MEMS器件102-1、102-2的每個可以包括至少一個可移動元件108。例如，在圖1A的示出中，第一MEMS器件102-1和第二MEMS器件102-2的每個包括可移動元件108。作為實(shí)例，可移動元件108可以是 柔性膜(例如，形成在MEMS晶圓102中的可變形鏡器件中)，懸臂梁(例如，形成在MEMS晶圓102中的運(yùn)動傳感器中)、梳狀結(jié)構(gòu)中的一系列的指狀物(例如，形成在MEMS晶圓102中的加速計(jì)中)等。

通過圖案化MEMS晶圓102的部分可以形成可移動元件108(例如，使用光刻工藝和/或蝕刻工藝)。為了允許在三維空間中的可移動元件108的自由移動，MEMS晶圓102可以包括在可移動元件108和器件晶圓106(例如，最靠近可移動元件108的器件晶圓106的表面)之間產(chǎn)生第一間隙G1(例如，第一氣隙)的支架區(qū)(standoff regions)110(例如，支柱)。可選地或額外地，蓋晶圓104可以具有形成在其中的腔112，從而允許可移動元件108的自由移動。如圖1A所示，蓋晶圓104的腔體112可以與MEMS晶圓102的可移動元件108對準(zhǔn)。

現(xiàn)在參考晶圓級MEMS封裝件100的器件晶圓106，器件晶圓106可以具有形成在其中的一個或多個的第一器件114。在實(shí)施例中，器件晶圓106可以是專用集成電路(ASIC)晶圓，并且一個或多個第一器件114可以是一個或多個ASIC器件。在實(shí)施例中，一個或多個ASIC器件可以配置為實(shí)施單一功能。在另一實(shí)施例中，一個或多個ASIC器件可以配置為實(shí)施功能的組合。在這樣的實(shí)施例中，器件晶圓106可以是梳狀A(yù)SIC器件晶圓。

器件晶圓106可以包括具有形成在其中或其上的一個或多個第一器件114的襯底116(例如，如圖1A的實(shí)例中所示)。襯底116可以包括半導(dǎo)體材料，該半導(dǎo)體材料可以包括上述涉及MEMS晶圓102的一種或多種半導(dǎo)體材料。器件晶圓106可以包括設(shè)置在襯底116的第一主表面116a處的多個介電層118(例如，堆疊的介電層)。作為實(shí)例，最靠近襯底116的介電層118可以是器件晶圓106的層間介電(ILD)層。多個介電層118可以具有形成在其中的多個互連結(jié)構(gòu)120。多個互連結(jié)構(gòu)120可以包括多個金屬層以及互連多個金屬層的一個或多個的通孔。作為實(shí)例，距離襯底116最遠(yuǎn)的金屬層可以是器件晶圓106的最頂層金屬層，而距離襯底116最近的金屬層可以是器件晶圓106的最底層金屬層。多個互連結(jié)構(gòu)120可以包括諸如金屬或金屬合金的導(dǎo)電體材料。作為實(shí)例，多個互連結(jié)構(gòu)120可以包括銅、金、鋁、它們的合金等。

器件晶圓106可以進(jìn)一步包括設(shè)置在多個介電層118的層中的一個或多個的器件插塞121。作為實(shí)例，一個或多個的器件插塞121可以設(shè)置在器件晶圓106的ILD層中(例如，最靠近襯底116的介電層)。一個或多個器件插塞121可以用于將一個或多個第一器件114電連接至設(shè)置在多個介電層118中的多個互連結(jié)構(gòu)120。一個或多個器件插塞121可以包括與多個互連結(jié)構(gòu)120相似的材料。

MEMS晶圓102可以通過設(shè)置在MEMS晶圓102和器件晶圓106之間的多個晶圓間連接件122接合至器件晶圓106。作為實(shí)例，多個晶圓間連接件122可以接合至MEMS晶圓102的支架區(qū)110并且也可以接合至器件晶圓106的最頂層金屬層，從而如圖1A所示，將MEMS晶圓102和器件晶圓106彼此附著。多個晶圓間連接件122可以包括共晶材料。例如，多個晶圓間連接件122可以包括基于鉛的焊料(例如，Pb-Sn組合物)；無鉛焊料材料(例如，包括InSb)；錫、銀和銅(SAC)組合物；鈦、錫和銅組合物；銅、鎳和錫組合物；它們的組合等。在一些實(shí)施例中，多個晶圓間連接件122可以包括通過電化學(xué)鍍(ECP)；金屬沉積；它們的組合的工藝的多個層。作為實(shí)例，在多個晶圓間連接件122包括鈦、錫和銅組合物的實(shí)施例中，相應(yīng)的晶圓間連接件122可以包含包括鈦的第一層、包括錫的第二層以及包括銅的第三層(例如，如圖2A的實(shí)例中所示)。

現(xiàn)在參考晶圓級MEMS封裝件100的蓋晶圓104，蓋晶圓104可以包括半導(dǎo)體襯底124以及位于半導(dǎo)體襯底124的主表面124a上且面向MEMS晶圓102設(shè)置的氧化物層126。氧化物層126可以共形地形成在主表面124a上方，并且因此，可以作為形成在蓋晶圓104中的腔112的襯墊。半導(dǎo)體襯底124可以包括上述涉及MEMS晶圓102描述的一種或多種半導(dǎo)體材料。氧化物層126可以包括半導(dǎo)體材料的氧化物(例如，氧化硅)。蓋晶圓104通過熔融接合而接合至MEMS晶圓102，可以在蓋晶圓104和MEMS晶圓102上的氧化物層126的材料之間建立熔融接合。

晶圓級MEMS封裝件100可以進(jìn)一步包括第一再分布層(RDL)128，第一再分布層(RDL)128設(shè)置在襯底116的與第一主表面116a相對的第二主表面116b處。第一RDL128可以包括可以部分地或完全地設(shè)置在絕緣 層128d(例如，介電層)內(nèi)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r(例如，接觸焊盤、導(dǎo)電跡線、UBM等)。在一些實(shí)施例中，絕緣層128d可以包括多個子層(例如，多個介電子層)。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r可以包括與多個互連結(jié)構(gòu)120相似的材料。在圖1A的實(shí)例中，第一RDL128示出為具有形成在多個層或級上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r的多級結(jié)構(gòu)。但是，在其他實(shí)施例中，第一RDL128可以是具有單級導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r(例如，如圖3所示的導(dǎo)電跡線)的單級結(jié)構(gòu)。

第一RDL128可以通過一個或多個通孔結(jié)構(gòu)130電連接至多個互連結(jié)構(gòu)120，一個或多個通孔結(jié)構(gòu)130延伸穿過器件晶圓106的襯底116以及多個介電層118(例如，ILD層)的一個或多個。作為實(shí)例，一個或多個通孔結(jié)構(gòu)130可以在襯底116的第二主表面116b和第一主表面116a之間延伸，并且可以進(jìn)一步從襯底116的第一主表面116a延伸至多個介電層118的一個或多個，如圖1A的實(shí)例中所示。一個或多個的通孔結(jié)構(gòu)130的第一端可以電耦合和/或物理耦合至設(shè)置在多個介電層118(例如，最底層金屬層)中的多個互連結(jié)構(gòu)120，而第二端可以電耦合和/或物理耦合至第一RDL128的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r，從而將第一RDL128和多個互連結(jié)構(gòu)120彼此電連接。一個或多個通孔結(jié)構(gòu)130可以包括與多個互連結(jié)構(gòu)120相似的材料。

晶圓級MEMS封裝件100可以進(jìn)一步包括連接件132，連接件132形成在第一RDL128的背向器件晶圓106的表面處。在圖1A所示的實(shí)例中，多個連接件132可以是球柵陣列(BGA)。在其他實(shí)施例中，多個連接件132可以包括凸塊、支柱、它們的組合等。多個連接件132可以包括導(dǎo)電材料(例如，金屬或金屬合金)。例如，多個連接件132可以包括焊料材料。通過另一實(shí)例，多個連接件132可以包括錫、鎳、鉛、銅、金、銀、鋅、鉍、鎂、銻、銦或它們的合金的至少一個。在實(shí)施例中，多個連接件132的至少一個連接件可以電連接和/或物理連接至第一RDL128的一個或多個的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r。

在圖1A所示的實(shí)施例中，形成在第一RDL128的背向器件晶圓106的表面處的多個連接件132可以是BGA。但是，在另一實(shí)施例中(例如，如圖1B的實(shí)例中所示)，多個連接件132可以由多個焊盤134置換，多個 焊盤134可以，作為實(shí)例，是連接盤柵格陣列(LGA)。多個焊盤134可以包括與多個互連結(jié)構(gòu)120相似的材料。

圖2A至圖2F顯示了根據(jù)一個或多個實(shí)施例示出的制造晶圓級MEMS封裝件的方法的工藝流程圖。圖2A至圖2F中所示的工藝流程圖可以，例如，用于制造圖1A和圖1B中所示的晶圓級MEMS封裝件100。如圖2A所示，包括多個MEMS器件102-1、102-2的MEMS晶圓102，例如，通過熔融接合，可以附接于或接合至蓋晶圓104，熔融接合可以存在于蓋晶圓104的氧化物層126的材料和MEMS晶圓102的材料之間。

蓋晶圓104可以形成為與MEMS晶圓102分隔開。例如，可以(例如，通過蝕刻工藝)圖案化蓋晶圓104的半導(dǎo)體襯底124以形成腔112。其后，可以形成氧化物層126以作為半導(dǎo)體襯底124和形成在其中的腔112的內(nèi)襯。在實(shí)施例中，通過可以對半導(dǎo)體襯底124施加的氧化工藝可以形成氧化物層126。在另一實(shí)施例中，可以通過沉積工藝(例如，共形的沉積工藝)來形成氧化物層126。蓋晶圓104的半導(dǎo)體襯底124可以具有第一厚度T1，第一厚度T1可以是半導(dǎo)體襯底124的位于腔112外部的區(qū)域中的半導(dǎo)體襯底124的厚度。第一厚度T1可以在從約300微米至約600微米的范圍內(nèi)以控制MEMS晶圓102的所期望的翹曲度，盡管在其他實(shí)施例中也可能是其他厚度。

參考圖2A中所示的MEMS晶圓102，在一些實(shí)施例中，在之后的MEMS晶圓102附接于或接合蓋晶圓104之前，支架區(qū)110和可移動元件108可以形成在MEMS晶圓102中。但是，在其他實(shí)施例中，襯底(例如，包括半導(dǎo)體材料、聚合物、金屬、陶瓷、它們的組合等)可以初始地附接于或接合至蓋晶圓104(例如，蓋晶圓104的氧化物層126)。隨后地，可以處理襯底(例如，圖案化和/或蝕刻)以形成MEMS晶圓102的支架區(qū)110和可移動元件108。在這樣的實(shí)施例中，具有形成在其中的腔112的蓋晶圓104可以額外地用作載體以在可移動元件108和支架區(qū)110的形成期間提供用于MEMS襯底的機(jī)械支撐和/或結(jié)構(gòu)支撐。

如圖2A所示，例如，為了在操作MEMS晶圓102期間允許可移動元件108的自由移動，MEMS晶圓102的可移動元件108可以與蓋晶圓104 的腔112對準(zhǔn)。結(jié)果，在MEMS晶圓102附接于或接合至蓋晶圓104之前，支架區(qū)110和可移動元件108形成在MEMS晶圓102中的實(shí)施例中，在蓋晶圓104和MEMS晶圓102彼此接合或附接于彼此之前和/或之時，MEMS晶圓102的可移動元件108與蓋晶圓104的腔112對準(zhǔn)。但是，在將MEMS襯底接合至蓋晶圓104之后形成支架區(qū)110和可移動元件108的實(shí)施例中，可移動元件108可以形成在襯底的覆在蓋晶圓104的腔112上面的區(qū)域中。MEMS晶圓102的支架區(qū)110可以設(shè)置在MEMS晶圓102的背向蓋晶圓104的主表面200a處。支架區(qū)110可以從主表面200a延伸第一距離D1，第一距離D1可以在從約1微米至約10微米的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，MEMS晶圓102的第二厚度T2(例如，在MEMS晶圓102的與支架區(qū)110橫向分隔開的區(qū)域中)可以在從約10微米至約50微米的范圍內(nèi)，盡管在其他實(shí)施例中也可能是其他厚度。

如圖2A所示，多個晶圓間連接件122可以形成在支架區(qū)110的表面上方。作為實(shí)例，多個晶圓間連接件122可以形成在支架區(qū)110的背向蓋晶圓104的表面上。在圖2A的實(shí)例中，多個晶圓間連接件122示出為包括多個層。例如，多個晶圓間連接件122可以包括包含鈦的第一層(例如，最底層)、包含銅的第二層、包含鎳的第三層和包含錫的第四層。在其他實(shí)施例中，晶圓間連接件122可以包括包含鈦的第一層(例如，最底層)、包含銅的第二層、包含錫的第三層。多個晶圓間連接件122可以通過沉積、蒸發(fā)、電鍍、印刷、焊料轉(zhuǎn)印、它們的組合等形成在支架區(qū)110上。多個晶圓間連接件122可以從支架區(qū)110延伸第二距離D2，第二距離D2可以在從約0.1微米至約2微米的范圍內(nèi)，盡管也可能是其他距離。在一些實(shí)施例中，多個晶圓間連接件122可以具有從約5微米至約100微米的范圍內(nèi)的寬度(例如，在基本上垂直于第二距離D2的方向上測量)，盡管也可能是其他寬度。

圖2B顯示了可以與圖2A中所示的布置分隔開處理的器件晶圓106。如圖2B所示，例如，通過蝕刻工藝，開口202可以形成在器件晶圓的多個介電層118的介電層中，但是用于形成開口202的其他工藝也是可能的。開口202可以暴露出距離襯底116最遠(yuǎn)的金屬層(例如，最頂層金屬層)。 結(jié)果，其中形成有開口202的介電層可以是距離襯底116最遠(yuǎn)的介電層(例如，最頂層介電層)。在一些實(shí)施例中，一個或多個的開口202可以內(nèi)襯有導(dǎo)電襯墊204，導(dǎo)電襯墊204可以穿過距離襯底116最遠(yuǎn)的金屬層(例如，最頂層金屬層)電連接至設(shè)置在多個介電層118中的多個互連結(jié)構(gòu)120。導(dǎo)電襯墊204可以包括與互連結(jié)構(gòu)120相似的材料，并且可以通過沉積工藝、鍍工藝等形成，盡管也可能是其他合適的工藝。

如圖2B所示，在工藝流程的該階段，一個或多個的通孔結(jié)構(gòu)130可以部分地延伸至襯底116中，例如，從襯底116的第一主表面116a延伸至襯底116的內(nèi)部區(qū)域中。器件晶圓106的第三厚度T3可以測量為襯底116的第二主表面116b與距離襯底116最遠(yuǎn)的金屬層(例如，最頂層金屬層)之間的距離，如圖2B所示。在實(shí)施例中，第三厚度T3可以初始地為約760微米，盡管在其他實(shí)施例中也可能是其他厚度。

參照圖2C，器件晶圓106附接于具有接合至其的蓋晶圓104的MEMS晶圓102。具體地，可以使用多個晶圓間連接件122來使MEMS晶圓102接合至器件晶圓106。在將MEMS晶圓102和器件晶圓106彼此接合中，多個晶圓間連接件122可以與一些開口202對準(zhǔn)，并且與由開口202暴露出的金屬層接觸(例如，物理接觸和/或電接觸)。在實(shí)施例中，也可以對多個晶圓間連接件122實(shí)施熱壓縮接合(TCB)工藝以使MEMS晶圓102和器件晶圓106彼此接合。使用多個晶圓間連接件122以使MEMS晶圓102和器件晶圓106彼此接合可以密封(例如，氣密密封)MEMS晶圓102的可移動元件108。如上涉及圖1A所述，由于支架區(qū)110，第一間隙G1(例如，第一氣隙)可以存在于可移動元件108和器件晶圓106之間。在實(shí)施例中，第一間隙G1可以在從約1微米至約10微米的范圍內(nèi)。同樣地，第二間隙G2(例如，第二氣隙)可以存在于可移動元件108和蓋晶圓104的腔112中的氧化物層126之間。在一些實(shí)施例中，在尺寸上，第二間隙G2可以基本上大于或等于第一間隙G1。

參考圖2D,可以使用第一減薄工藝(由箭頭206指示)來減薄蓋晶圓104。具體地，蓋晶圓104的半導(dǎo)體襯底124的第一厚度T1可以減小至減薄的第一厚度T1'，第一厚度T1'可以在約300微米至約400微米的范圍內(nèi)。 可以使用諸如機(jī)械研磨工藝或化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝的蝕刻工藝和/或平坦化工藝來實(shí)施第一減薄工藝。

參考圖2E，可以使用可以施加于器件管芯106的襯底116的第二主表面116b的第二減薄工藝(由箭頭208指示)來減薄器件晶圓106。第二減薄工藝可以暴露出襯底116內(nèi)的一個或多個通孔結(jié)構(gòu)130。在實(shí)施例中，器件管芯106的第三厚度T3可以減小至減薄的第三厚度T3'，第三厚度T3'可以在約50微米至約150微米的范圍內(nèi)?？梢允褂弥T如機(jī)械研磨工藝或化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝的蝕刻工藝和/或平坦化工藝來實(shí)施第二減薄工藝。

參考圖2F，第一RDL128可以形成在襯底116的第二主表面116b處。在一些實(shí)施例中，第一RDL128可以形成在載體上，以及之后，與載體分隔開并且放置在襯底116的第二主表面116b處。接下來，可以是將第一RDL128的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r接合至一個或多個通孔結(jié)構(gòu)130，以及將第一RDL128的絕緣層128d接合至襯底116的接合工藝。但是，在另一實(shí)施例中，可以通過在襯底116的第二主表面116b處交替地形成絕緣層128d的絕緣材料(例如，介電材料)，并且之后，在其中形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r，來形成第一RDL128?？梢酝ㄟ^旋涂技術(shù)、電化學(xué)鍍、化學(xué)汽相沉積(CVD)、物理汽相沉積(PVD)、原子層沉積(ALD)、分子束外延CVD等來形成絕緣層128d的絕緣材料。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r可以通過沉積和蝕刻工藝、鑲嵌工藝、雙鑲嵌工藝等形成在絕緣層128d的材料中。

在形成第一RDL128之后，多個連接件132(例如，在圖1A中示出)或多個焊盤134(例如，在圖1B中示出)可以形成在第一RDL128的背向襯底116的表面處。可以通過暴露出(例如，使用蝕刻工藝)第一RDL128的多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r并且例如通過安裝、印刷、球落等在暴露的多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r上方形成多個連接件132，來形成多個連接件132?？梢酝ㄟ^暴露出(例如，使用蝕刻工藝)第一RDL128的多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r并且例如通過沉積和/或鍍工藝等在暴露的多個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r上方形成多個連接件132，來形成多個焊盤134。形成多個連接件132或形成多個焊盤134可以分別導(dǎo)致圖1A或圖1B中所示的晶圓級MEMS封裝件100。接下來，可以切割(例如，沿著切割線DL，在圖2F中示出)晶圓級MEMS封裝件100， 從而使器件晶圓106、MEMS晶圓102和蓋晶圓104分離，其可以導(dǎo)致多個芯片級(或芯片尺寸)MEMS封裝件210-1、210-2。芯片級MEMS封裝件210-1、210-2的每個可以包括MEMS芯片(例如，從分離MEMS晶圓102獲得)，MEMS芯片具有在其上的MEMS蓋(例如，從分離蓋晶圓104獲得)并且堆疊在器件芯片(例如，從分離器件晶圓106獲得)上方。

由圖1A和圖1B所示的晶圓級MEMS封裝件100以及圖2A至圖2F示出的工藝流程提供的一個優(yōu)勢是用于MEMS的堆疊晶圓級封裝方案。此外，圖2A至圖2F示出的工藝流程是避免了使用臨時載體和載體分離的成本的成本效益高的工藝。工藝流程也導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)高制造生產(chǎn)量的批次工藝。此外，作為實(shí)例，包括一個或多個ASIC器件的器件晶圓106的集成能夠?yàn)橹悄芷骷?、移動器件、物?lián)網(wǎng)(IoT)和可穿戴電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)較小的形狀因數(shù)和較高的性能。作為實(shí)例，為了相應(yīng)的芯片級MEMS封裝件，單一組合ASIC器件可以控制包括在相應(yīng)的芯片級MEMS封裝件中的相應(yīng)的MEMS器件的多重功能。作為實(shí)例，MEMS晶圓102包括6軸運(yùn)動傳感器功能(在線性加速計(jì)中的3個軸和在陀螺儀中的3個軸)，而器件晶圓106包括兩個控制功能：一個用于控制3軸線性加速計(jì)，另一個用于控制3軸陀螺儀。

在圖1A、圖1B以及圖2A至圖2F所示的實(shí)施例中，晶圓級MEMS封裝件100可以是單側(cè)晶圓級MEMS封裝件，并且從其獲得的芯片級MEMS封裝件可以是單側(cè)芯片級MEMS封裝件。換言之，器件晶圓106的一側(cè)(例如，如圖2F的方向上示出的頂側(cè))具有堆疊在其上的一個或多個的器件(例如，多個MEMS器件102-1、102-2)，而器件晶圓106的另一側(cè)(例如，如圖2F的方向上示出的底側(cè))沒有堆疊的器件。但是，在一些實(shí)施例中，晶圓級MEMS封裝件可以是雙側(cè)晶圓級MEMS封裝件，其中，器件堆疊在器件晶圓106的相對兩側(cè)上。這樣的實(shí)施例的一個實(shí)例示出在圖3中。

圖3顯示了根據(jù)一個或多個實(shí)施例的雙側(cè)晶圓級MEMS封裝件300。如圖3所示，除了面向襯底116的第一主表面116a的MEMS晶圓102之外，一個或多個第二器件302可以設(shè)置在器件晶圓106的襯底116的第二 主表面116b處。在實(shí)施例中，一個或多個第二器件302可以包括MEMS器件、模擬器件、能量收集器件、傳感器器件、邏輯器件和/或存儲器件(例如，閃光器件、DRAM、SRAM、SDRAM等)，盡管也可能是其他器件。在圖3的實(shí)例中，第一RDL128是包括單層或多層或單級或多級導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r的單級結(jié)構(gòu)。作為實(shí)例，單級導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r可以是形成在襯底116的第二主表面116b處的導(dǎo)電跡線。

在圖3中所示，一個或多個第二器件302可以通過粘著層304(例如，非導(dǎo)電層)附接至器件晶圓106。作為實(shí)例，粘著層304可以將一個或多個第二器件302附接至第一RDL128的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r，從而將一個或多個第二器件302附接至器件晶圓106。粘著層304可以包括膠、聚合材料、管芯接合膜(DAF)等。

一個或多個第二器件302可以包封在模塑料306中。模塑料306可以包括絕緣材料，絕緣材料可以，例如，包括環(huán)氧樹脂材料、聚氨酯材料或包括兩個或多個的環(huán)氧樹脂材料的環(huán)氧樹脂混合物的至少一個。例如，模塑料306可以包括環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯(BCB)、聚苯并惡唑(PBO)等。模塑料306可以填充有填料粒子，例如二氧化硅填料、玻璃填料或相似的填料。

在圖3中的實(shí)例中，一個或多個第二器件302的有源表面302a可以背向器件晶圓106。金屬凸塊308可以形成在一個或多個第二器件302的有源表面302a處。金屬凸塊308可以包括與多個互連結(jié)構(gòu)120相似的材料。在一些實(shí)施例中，一個或多個第二器件302的有源表面302a可以具有形成在其上(未在圖3中示出)的接觸焊盤(例如，I/O焊盤)。在這樣的實(shí)施例中，金屬凸塊308設(shè)置在一個或多個第二器件302的接觸焊盤上方并且覆蓋一個或多個第二器件302的接觸焊盤。也形成在相應(yīng)的第二器件302的有源表面302a處的是器件絕緣層310(例如，包括介電材料)，器件絕緣層310覆蓋有源表面302a并且圍繞相應(yīng)的第二器件302的金屬凸塊308。

晶圓級MEMS封裝件300還包括設(shè)置在器件絕緣層310的背向一個或多個第二器件302的表面處的第二RDL312。第二RDL312可以包括可以部分地或完全地設(shè)置在絕緣層312d(例如，介電層)內(nèi)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)312r(例 如，接觸焊盤、通孔、導(dǎo)電跡線、UBM等)。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)312r可以包括與多個互連結(jié)構(gòu)120相似的材料。

第二RDL312的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)312r可以電耦合和/或物理耦合至金屬凸塊308，并且還可以電耦合和/或物理耦合至延伸穿過模塑料306的一個或多個的第一通孔314。一個或多個的第一通孔314可以包括與多個互連結(jié)構(gòu)120相似的材料并且也可以電耦合和/或物理耦合至第一RDL128。結(jié)果，如圖3所示，一個或多個第二器件302可以通過金屬凸塊308、第二RDL312、一個或多個第一通孔314、第一RDL128以及一個或多個通孔結(jié)構(gòu)130電連接至器件晶圓106的多個互連結(jié)構(gòu)120。在一些實(shí)施例中，多個連接件132或多個焊盤134可以形成在第二RDL312的背向一個或多個第二器件302的表面處。

圖4A至圖4F顯示了根據(jù)一個或多個實(shí)施例示出的制造雙側(cè)晶圓級MEMS封裝件的方法的工藝流程圖。圖4A至圖4F中所示的工藝流程圖可以，例如，用于制造圖3中所示的晶圓級MEMS封裝件300。參考圖4A，示出的結(jié)構(gòu)可以與圖2E中示出的結(jié)構(gòu)相似。例如，可以實(shí)施上述關(guān)于圖2A至圖2E的工藝流程以達(dá)到圖4A中所示的結(jié)構(gòu)。如圖4A所示，可以使用可以施加于器件晶圓106的襯底116的第二主表面116b的第二減薄工藝來減薄器件晶圓106。第二減薄工藝可以暴露出襯底116內(nèi)的一個或多個通孔結(jié)構(gòu)130。

參考圖4B，第一RDL128可以形成在襯底116的第二主表面116b處。如上關(guān)于圖3所述，在該實(shí)例中的第一RDL128可以是包括單層或多層或單級或多級導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r的單級結(jié)構(gòu)(例如，沿著襯底116的第二主表面116b延伸的一個或多個導(dǎo)電跡線)?？梢酝ㄟ^鍍工藝或通過沉積和蝕刻工藝形成第一RDL128。

參照圖4C，工藝流程繼續(xù)在第一RDL128上方形成一個或多個第一通孔314。在一些實(shí)施例中，一個或多個第一通孔314可以直接形成在第一RDL128上方以使第一RDL128的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r和一個或多個第一通孔314之間物理接觸?？梢酝ㄟ^諸如電鍍的任何合適的技術(shù)形成一個或多個第一通孔314。取決于所期望的材料，可以交替地使用諸如濺射、蒸發(fā)、PECVD 等的其他形成的工藝。

參考圖4D，一個或多個第二器件302可以放置(例如，使用拾取和放置工藝)在襯底116的第二主表面116b上方。具體地，一個或多個第二器件302可以通過粘著層304附接至襯底116的第二主表面116b，而一個或多個第二器件302的有源表面302a背向襯底116。一個或多個第二器件302可以放置在一個或多個第一通孔314的鄰近的通孔結(jié)構(gòu)之間。相應(yīng)地，在一些實(shí)施例中，至少一個通孔結(jié)構(gòu)314可以橫向地鄰近一個或多個第二器件302的側(cè)壁。

參照圖4E，可以形成模塑料306以包封一個或多個第一通孔314和一個或多個第二器件302。在一些實(shí)施例中，模塑料306的橫向伸展基本上等于器件晶圓106的橫向伸展。在一些實(shí)施例中，使用例如，模具(未示出)來成形或模制模塑料306，模具可以具有當(dāng)應(yīng)用時用于保持模塑料306的邊界或其他部件。這樣的模具可以用于在一個或多個第一通孔314和一個或多個第二器件302上方壓模模塑料306以迫使模塑料306擠入開口、間隔和凹槽中，從而消除模塑料306中的氣穴等。

在一些實(shí)施例中，可以形成模塑料306以覆蓋一個或多個第一通孔314、器件絕緣層310和金屬凸塊308。相應(yīng)地，可以對模塑料306實(shí)施減薄工藝以暴露出一個或多個第一通孔314、器件絕緣層310和金屬凸塊308?？梢允褂弥T如機(jī)械研磨工藝或化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝的蝕刻工藝和/或平坦化工藝來實(shí)施減薄工藝。在一些實(shí)施例中，通過減薄工藝也可以去除一個或多個第一通孔314、器件絕緣層310和金屬凸塊308的部分。結(jié)果，一個或多個第一通孔314、器件絕緣層310和金屬凸塊308的表面可以基本上與模塑料306的表面共面。此外，由于減薄工藝，一個或多個第一通孔314可以從襯底116的第二主表面116b延伸第三距離D3，第三距離D3可以在從約5微米至約10微米的范圍內(nèi)。

參考圖4F,工藝流程繼續(xù)在模塑料306的背向器件晶圓106的表面處形成第二RDL312。在一些實(shí)施例中，第二RDL312可以形成在載體上，以及之后，與載體分隔開并且放置在模塑料306的背向器件晶圓106的表面處。接下來，可以是將第二RDL312的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)312r接合至一個或多個第一通 孔314，以及將第二RDL312的絕緣層312d接合至模塑料306的材料的接合工藝。但是，在另一實(shí)施例中，可以通過在模塑料306的背向器件晶圓106的表面處交替地形成絕緣層312d的絕緣材料(例如，介電材料)，并且之后，在其中形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)312r，來形成第二RDL312?？梢酝ㄟ^旋涂技術(shù)、電化學(xué)鍍、化學(xué)汽相沉積(CVD)、物理汽相沉積(PVD)、原子層沉積(ALD)、分子束外延CVD等來形成絕緣層312d的絕緣材料。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)312r可以通過沉積和蝕刻工藝、鑲嵌工藝、雙鑲嵌工藝等形成在絕緣層312d的材料中。

在形成第二RDL312之后，多個連接件132(例如，在圖1A中示出)或多個焊盤134(例如，在圖1B中示出)可以例如，使用上述關(guān)于圖2F中的相似工藝，形成在第二RDL312的背向襯底116的表面處。接下來，可以切割(例如，沿著切割線DL，在圖4F中示出)雙側(cè)晶圓級MEMS封裝件300，從而使器件晶圓106、MEMS晶圓102、蓋晶圓104和模塑料306分離，模塑料306具有在其中的一個或多個的第二器件302。這可以導(dǎo)致多個雙側(cè)芯片級MEMS封裝件410-1、410-2。雙側(cè)芯片級MEMS封裝件410-1、410-2的每個可以包括MEMS芯片(例如，從分離MEMS晶圓102獲得)，MEMS芯片具有在其上的MEMS蓋(例如，從分離蓋晶圓104獲得)并且堆疊在第一器件芯片的第一表面上方(例如，從分離器件晶圓106獲得)。此外，器件管芯的第二表面可以具有在其處的第二器件芯片(例如，第二器件302)。

由圖3所示的晶圓級MEMS封裝件300以及圖4A至圖4F示出的工藝流程提供的一個優(yōu)勢是用于MEMS的堆疊晶圓級封裝方案。此外，圖4A至圖4F示出的工藝流程是避免了使用臨時載體和載體分離的成本的高性價比工藝。工藝流程也導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)高制造生產(chǎn)量的批次工藝。此外，作為實(shí)例，包括一個或多個ASIC器件的器件晶圓106的集成能夠?yàn)橹悄芷骷?、移動器件、物?lián)網(wǎng)(IoT)和可穿戴電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)較小的形狀因數(shù)和較高的性能。作為實(shí)例，為了相應(yīng)的芯片級MEMS封裝件，單一組合ASIC器件可以控制包括在相應(yīng)的芯片級MEMS封裝件中的相應(yīng)的MEMS器件的多重功能。

在圖1A、圖1B、圖2A至圖2F、圖3以及圖4A至圖4F中所示的實(shí)施例中，例如使用多個晶圓間連接件122以使晶圓級MEMS結(jié)構(gòu)(例如MEMS晶圓102)接合至或附接至晶圓級器件結(jié)構(gòu)(例如，器件晶圓106)。在這些實(shí)施例中，分離MEMS晶圓102、器件晶圓106和蓋晶圓104以形成多個芯片級MEMS封裝件。但是，可以有其他實(shí)施例，其中，具有芯片級蓋結(jié)構(gòu)的芯片級MEMS結(jié)構(gòu)接合至或附接至晶圓級器件結(jié)構(gòu)(例如，器件晶圓106)。結(jié)果，在形成多個芯片級MEMS封裝件中，只有晶圓級器件結(jié)構(gòu)(例如，器件晶圓106)可能需要被分離。這樣的實(shí)施例的一個實(shí)例示出在圖5中。

圖5顯示了根據(jù)一個或多個實(shí)施例的包括堆疊在器件晶圓506上方的MEMS芯片502的晶圓上芯片MEMS封裝件500。作為實(shí)例，僅顯示了兩個MEMS芯片502；但是，在其他實(shí)施例中，MEMS芯片502的數(shù)量可以多于兩個(例如，三個、四個、五個等)。作為實(shí)例，MEMS芯片502的每個可以被視為與上述關(guān)于圖1A、圖1B、圖2A至圖2F、圖3以及圖4A至圖4F中描述的MEMS晶圓102的多個MEMS器件102-1、102-2的一個等同。此外，作為實(shí)例，器件晶圓506可以被視為與上述關(guān)于圖1A、圖1B、圖2A至圖2F、圖3以及圖4A至圖4F中的器件晶圓106等同。因此，圖5中的MEMS芯片502和器件晶圓506分別是MEMS器件102-1或102-2以及器件晶圓106的簡化說明。這樣做是為了簡潔和幫助突顯圖5中所示的實(shí)施例的相關(guān)部件。

如圖5所示，MEMS芯片502的每個可以由MEMS蓋504覆蓋，MEMS蓋504可以設(shè)置在一個或多個可移動元件108上方，一個或多個可移動元件108可以形成在MEMS芯片502中。MEMS蓋504可以是可用于密封(例如，氣密密封)MEMS芯片502的一個或多個可移動元件108的芯片級結(jié)構(gòu)，同時在MEMS蓋504的表面和MEMS芯片502的面向MEMS蓋504的表面之間提供第二間隙G2。MEMS蓋504不同于蓋晶圓104，不同之處在于MEMS蓋504可能是芯片級蓋結(jié)構(gòu)，而蓋晶圓104可能是晶圓級蓋結(jié)構(gòu)。MEMS蓋504可以包括與蓋結(jié)構(gòu)104相似的材料。

舉例說明，可以通過分離MEMS晶圓102獲得每個MEMS芯片502， 并且將每個分離的MEMS器件附接至器件晶圓506，以使分離的MEMS器件彼此橫向地分隔開。此外，通過分離覆蓋在具有分離的MEMS蓋的分離的MEMS器件的蓋晶圓104，MEMS蓋504可以形成在相應(yīng)的分離的MEMS器件上方。通過設(shè)置在MEMS蓋504和MEMS芯片502之間的多個芯片間連接件508，MEMS蓋504可以接合或附接至MEMS芯片502。多個芯片間連接件508可以包括與多個晶圓間連接件122相似的材料。通過粘著層510，MEMS芯片502可以附接至器件晶圓506，粘著層510在組分方面可以與上述關(guān)于圖1A、圖1B、圖2A至圖2F、圖3以及圖4A至圖4F中描述的粘著層304相似。

如圖5所示，MEMS芯片502和MEMS蓋504可以彼此電連接并且通過多個接合引線512電連接至器件晶圓506，接合引線512可以包括銅、金、鋁、它們的合金等。MEMS芯片502、MEMS蓋504、粘著層510和多個接合引線512可以包封在模塑料514中，模塑料514在組分方面可以與上述關(guān)于圖3描述的模塑料306相似。

多個接合引線512可以電連接和/或物理連接至器件晶圓506的第一焊盤516，第一焊盤516可以設(shè)置在器件晶圓506的面向MEMS芯片502的表面處。通過一個或多個的第二晶圓通孔520，第一焊盤516可以電連接至設(shè)置在器件晶圓506的背向MEMS芯片502的表面處的第二焊盤518，一個或多個的第二晶圓通孔520延伸穿過器件晶圓506并且在第一焊盤516和第二焊盤518之間延伸。一個或多個的第二晶圓通孔520、第一焊盤516和第二焊盤518可以包括與多個接合引線512相似的材料。

如上所述，作為實(shí)例，器件晶圓506可以被視為與上述關(guān)于圖1A、圖1B、圖2A至圖2F、圖3以及圖4A至圖4F中描述的器件晶圓106的簡化說明等同。相應(yīng)地，作為實(shí)例，一個或多個的第二晶圓通孔520可以延伸穿過圖1A、圖1B、圖2A至圖2F、圖3以及圖4A至圖4F中示出的器件晶圓106的襯底116和多個介電層118以電連接第一焊盤516和第二焊盤518，作為實(shí)例，第一焊盤516和第二焊盤518可以分別地形成在襯底116的第二主表面116b處和距離襯底116最遠(yuǎn)的金屬層處(例如，最頂層金屬層)。

在一些實(shí)施例中，器件晶圓506的面向MEMS芯片502的表面可以是器件晶圓506的前側(cè)。在這樣的實(shí)施例中，器件晶圓506的第一焊盤516可以是器件晶圓506的前側(cè)焊盤。在另一實(shí)施例中，器件晶圓506的背向MEMS芯片502的表面可以是器件晶圓506的前側(cè)。在該實(shí)施例中，器件晶圓506的第二焊盤518可以是器件晶圓506的前側(cè)焊盤。圖5中示出的晶圓上芯片MEMS封裝件500還包括包含導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r和絕緣層128d的第一RDL128。第一RDL128可以形成在器件晶圓506的背向MEMS芯片502的表面處。在一些實(shí)施例中，多個連接件132(例如，BGA)或多個焊盤134(例如，LGA)可以形成在第一RDL128的背向器件晶圓106的表面處。為了簡潔，這些結(jié)構(gòu)未示出在圖5中。

圖6A至圖6E顯示了根據(jù)一個或多個實(shí)施例示出的制造晶圓上芯片MEMS的方法的工藝流程。圖6A至圖6E中所示的工藝流程可以，例如，用于制造圖5中所示的晶圓上芯片MEMS封裝件500。此外，為了簡潔，圖6A至圖6E中所示的工藝流程顯示圖5中所示的布置的一側(cè)(例如，左側(cè)500L)。但是，應(yīng)該理解，所述工藝可以同時地應(yīng)用于圖5中所示的結(jié)構(gòu)的兩側(cè)500L和500R。

參考圖6A，在其上具有MEMS蓋504的MEMS芯片502可以使用粘著層510附接于或接合至(例如，使用拾取和放置工藝)器件晶圓506。作為實(shí)例，MEMS芯片502可以接合至具有形成在其處的第一焊盤516的器件晶圓506的表面。如圖6A所示，在工藝流程的該階段，一個或多個的第二晶圓通孔520從具有第一焊盤516的器件晶圓506的表面部分地延伸至器件晶圓506中(例如，延伸至器件晶圓506的內(nèi)部區(qū)域中)。

參考圖6B，可以形成多個接合引線512以使MEMS蓋504和MEMS芯片502彼此互連，并且使MEMS蓋504和MEMS芯片502與器件晶圓506互連。參考圖6C，模塑料514可以形成在器件晶圓506上方以包封多個接合引線512、MEMS蓋504、MEMS芯片502和粘著層510。使用的工藝可以與上述圖4E中關(guān)于形成模塑料306描述的工藝相似。

接下來，如圖6D所示，可以使用可以施加于器件管芯506的背向MEMS芯片502的表面的第三減薄工藝(由箭頭602指示)來減薄器件晶 圓506。第三減薄工藝602可以暴露出一個或多個第二晶圓通孔520。此外，第二焊盤518可以形成在一個或多個第二晶圓通孔520的暴露的部分上方(例如，通過鍍工藝或通過沉積和蝕刻工藝)。可以使用諸如機(jī)械研磨工藝或化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝的蝕刻工藝和/或平坦化工藝來實(shí)施第三減薄工藝602。

參考圖6E，第一RDL128可以形成在器件晶圓506的表面處，器件晶圓506的表面具有在其處形成的第二焊盤518。在一些實(shí)施例中，第一RDL128可以形成在載體上，以及之后，與載體分隔開并且放置在器件晶圓506的具有第二焊盤518的表面處。但是，在另一實(shí)施例中，可以通過在器件晶圓506的具有第二焊盤518的表面處交替地形成絕緣層128d的絕緣材料(例如，介電材料)，并且之后，在其中形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r，來形成第一RDL128。通過上述關(guān)于圖2F的相似的工藝可以形成第一RDL128的絕緣層128d和導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r。

在形成第一RDL128之后，多個連接件132(例如，在圖1A中示出)或多個焊盤134(例如，在圖1B中示出)可以例如，使用上述關(guān)于圖2F中的工藝，形成在第一RDL128的背向器件晶圓506的表面處。接下來，可以切割晶圓上芯片MEMS封裝件500(例如，沿著切割線DL，在圖6E中示出)，因此導(dǎo)致多個芯片級MEMS封裝件。

由圖5所示的晶圓級MEMS封裝件500以及圖6A至圖6E示出的工藝流程提供的一個優(yōu)勢是用于MEMS的晶圓上芯片級封裝方案。此外，圖6A至圖6E示出的工藝流程是避免了使用臨時載體和載體分離的成本的高性價比工藝。工藝流程也導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)高制造生產(chǎn)量的批次工藝。此外，作為實(shí)例，包括一個或多個ASIC器件的器件晶圓106的集成能夠?yàn)橹悄芷骷⒁苿悠骷?、物?lián)網(wǎng)(IoT)和可穿戴電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)較小的形狀因數(shù)和較高的性能。作為實(shí)例，為了相應(yīng)的芯片級MEMS封裝件，單一組合ASIC器件可以控制包括在相應(yīng)的芯片級MEMS封裝件中的相應(yīng)的MEMS器件的多重功能。

在圖5以及圖6A至圖6E示出的實(shí)施例中，晶圓上芯片MEMS封裝件500可以是單側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件。換言之，器件晶圓506的一側(cè) 具有堆疊在其上的芯片級結(jié)構(gòu)(例如，MEMS芯片502)，而器件晶圓506的另一側(cè)沒有堆疊的器件。但是，在一些實(shí)施例中，晶圓上芯片MEMS封裝件可以是雙側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件，其中，芯片級結(jié)構(gòu)堆疊在器件晶圓506的相對管芯上。這樣的實(shí)施例的一個實(shí)例示出在圖7中。

圖7顯示了根據(jù)一個或多個實(shí)施例的雙側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件700。應(yīng)該注意，僅顯示了雙側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件700的一側(cè)(例如，左側(cè))，并且圖7中顯示的雙側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件700可以復(fù)制至左邊或右邊(例如，如圖5中)。如圖7所示，第二器件302可以形成在第一RDL128的背向MEMS芯片502的表面處。結(jié)果，器件晶圓506可以設(shè)置在MEMS芯片502和第二器件302之間。在實(shí)施例中，第二器件302可以包括MEMS器件、能量收集器件、傳感器器件、邏輯器件、模擬器件或存儲器件(例如，閃光器件、DRAM、SRAM、SDRAM等)，盡管也可能是其他器件。在圖7的實(shí)例中，第一RDL128是包括設(shè)置為跨過多個層或級的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r的多級結(jié)構(gòu)。但是，在一些實(shí)施例中，第一RDL128可以是包括單級導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r的單級結(jié)構(gòu)，單級導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r可以是導(dǎo)電跡線。

如圖7中所示，第二器件302可以通過粘著層304附接至器件晶圓506。作為實(shí)例，粘著層304可以將一個或多個第二器件302附接至第一RDL128的絕緣層128d，從而將第二器件302附接至器件晶圓506。

第二器件302可以包封在模塑料306中。在圖7中的實(shí)例中，第二器件302的有源表面302a可以背向器件晶圓506。金屬凸塊308可以形成在第二器件302的有源表面302a處。在一些實(shí)施例中，第二器件302的有源表面302a可以具有形成在其上(未在圖7中示出)的接觸焊盤(例如，I/O焊盤)。在這樣的實(shí)施例中，金屬凸塊308設(shè)置在第二器件302的接觸焊盤上方并且覆蓋第二器件302的接觸焊盤。也形成在有源表面302a處的是器件絕緣層310(例如，包括介電材料)，器件絕緣層310覆蓋有源表面302a并且圍繞第二器件302的金屬凸塊308。

雙側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件700還包括設(shè)置在器件絕緣層310的背向第二器件302的表面處的第二RDL312。第二RDL312可以包括可以部分 地或完全地設(shè)置在絕緣層312d(例如，介電層)內(nèi)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)312r(例如，接觸焊盤、通孔、導(dǎo)電跡線、UBM等)。

第二RDL312的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)312r可以電耦合和/或物理耦合至金屬凸塊308，并且還可以電耦合和/或物理耦合至延伸穿過模塑料306的一個或多個的第一通孔314。一個或多個的第一通孔314可以電耦合和/或物理耦合至第一RDL128。因此，通過金屬凸塊308、第二RDL312、一個或多個第一通孔314和第一RDL128,第二器件302可以電連接至器件晶圓506。此外，通過金屬凸塊308、第二RDL312、一個或多個第一通孔314、第一RDL128、第二焊盤518、一個或多個第二晶圓通孔520、第一焊盤516和多個接合引線512，第二器件302可以電連接至MEMS芯片502。在一些實(shí)施例中，多個連接件132或多個焊盤134也可以形成在第二RDL312的背向第二器件302的表面處。

圖8A至圖8E顯示了根據(jù)一個或多個實(shí)施例示出的制造雙側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件的方法的工藝流程。作為實(shí)例，圖8A至圖8E顯示的工藝流程可以用于制造圖7中所示的雙側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件700。參考圖8A，示出的結(jié)構(gòu)可以與圖6E中示出的結(jié)構(gòu)相似。例如，可以實(shí)施上述關(guān)于圖6A至圖6E的工藝流程以達(dá)到圖8A中所示的結(jié)構(gòu)。如圖8A所示，第一RDL128可以形成在器件晶圓506的表面處，器件晶圓506的表面具有在其處形成的第二焊盤518。

參照圖8B，工藝流程繼續(xù)在第一RDL128上方形成一個或多個第一通孔314。圖8B中的一個或多個第一通孔314的形成可以與上述關(guān)于圖4C描述的工藝相似。

參考圖8C，第二器件302可以放置(例如，使用拾取和放置工藝)在第一RDL128的背向器件晶圓506的表面上方。具體地，第二器件302可以通過粘著層304附接至第一RDL128，而第二器件302的有源表面302a背向器件晶圓506。第二器件302可以放置在一個或多個第一通孔314的鄰近的通孔結(jié)構(gòu)之間。相應(yīng)地，在一些實(shí)施例中，至少一個通孔結(jié)構(gòu)314可以橫向地與第二器件302的側(cè)壁分隔開。

參考圖8D，可以形成模塑料306以包封一個或多個第一通孔314和第 二器件302。在一些實(shí)施例中，模塑料306的橫向伸展基本上等于器件晶圓506的橫向伸展。圖8D中用于形成模塑料306的工藝可以與上述關(guān)于圖4E描述的工藝相似。

參考圖8E,工藝流程繼續(xù)在模塑料306的背向器件晶圓506的表面處形成第二RDL312。圖8E中用于形成第二RDL312的工藝可以與上述關(guān)于圖4F描述的工藝相似。在形成第二RDL312之后，多個連接件132(例如，在圖1A中示出)或多個焊盤134(例如，在圖1B中示出)可以形成在第二RDL312的背向器件晶圓506的表面處。使用上述關(guān)于圖4F描述的相似的工藝來形成多個連接件132和多個焊盤134。接下來，可以切割雙側(cè)晶圓上管芯MEMS封裝件700(例如，沿著切割線DL，在圖8E中示出)，從而分離雙側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件700，其可以導(dǎo)致多個芯片級MEMS封裝件。

由圖7所示的晶圓級MEMS封裝件700以及圖8A至圖8E示出的工藝流程提供的一個優(yōu)勢是用于MEMS的晶圓上芯片級封裝方案。此外，圖8A至圖8E示出的工藝流程是避免了使用臨時載體和載體分離的成本的高性價比工藝。工藝流程也導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)高制造生產(chǎn)量的批次工藝。此外，作為實(shí)例，包括一個或多個ASIC器件的器件晶圓106的集成能夠?yàn)橹悄芷骷?、移動器件、物?lián)網(wǎng)(IoT)和可穿戴電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)較小的形狀因數(shù)和較高的性能。作為實(shí)例，為了相應(yīng)的芯片級MEMS封裝件，單一組合ASIC器件可以控制包括在相應(yīng)的芯片級MEMS封裝件中的相應(yīng)的MEMS器件的多重功能。

圖5、圖6A至圖6E、圖7、圖8A至圖8E所示的實(shí)施例使用多個接合引線512以使MEMS蓋504和MEMS芯片502彼此互連，并且使MEMS蓋504和MEMS芯片502與器件晶圓506互連。但是，MEMS蓋504、MEMS芯片502和器件晶圓506之間的互連長度可以通過使用互連結(jié)構(gòu)而不是多個接合引線512來縮短。這樣的實(shí)施例示出在圖9中。

圖9顯示了根據(jù)一個或多個的實(shí)施例的在MEMS蓋504中具有一個或多個第三通孔902的單側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件900。如圖9所示，多個接合引線512由一個或多個第三通孔902置換，一個或多個第三通孔902 將MEMS蓋504互連至MEMS芯片502和至器件晶圓506。在圖9中所示的實(shí)例中，MEMS蓋504設(shè)置在MEMS芯片502和器件晶圓506之間。一個或多個第三通孔902從MEMS蓋504的位于MEMS芯片502近端的表面延伸至MEMS蓋504的位于MEMS芯片502遠(yuǎn)端的表面。一個或多個第三通孔902的位于MEMS芯片502近端的部分可以物理連接至和/或電連接至芯片間連接件508，而一個或多個第三通孔902的位于MEMS芯片502遠(yuǎn)端的部分可以物理連接至和/或電連接至接觸焊盤904，接觸焊盤904設(shè)置在MEMS蓋504的面向器件晶圓506的表面處。接觸焊盤904可以包括與多個互連結(jié)構(gòu)120相似的材料。

如圖9中所示，第三RDL928可以設(shè)置在接觸焊盤904和器件晶圓506之間。具體地，第三RDL928可以設(shè)置在其處具有第一焊盤516的器件晶圓506的表面處。在一些實(shí)施例中，器件晶圓506的表面可以是器件晶圓506的前側(cè)，器件晶圓506的表面處具有第一焊盤516。在這樣的實(shí)施例中，器件晶圓506的第一焊盤516可以是器件晶圓506的前側(cè)焊盤。在另一實(shí)施例中，器件晶圓506的表面可以是器件晶圓506的前側(cè)，器件晶圓506的表面處具有第二焊盤518。在該實(shí)施例中，器件晶圓506的第二焊盤518可以是器件晶圓506的前側(cè)焊盤。

第三RDL928可以包括可以部分地或完全地設(shè)置在絕緣層928d(例如，介電層)內(nèi)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)928r(例如，接觸焊盤、導(dǎo)電跡線、UBM等)。在一些實(shí)施例中，絕緣層928d可以包括多個子層(例如，多個介電子層)。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)928r可以包括與多個互連結(jié)構(gòu)120相似的材料。第三RDL928可以是具有形成在多個層或級上方的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)928r的多級結(jié)構(gòu)，或者第三RDL928可以是具有單級導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r(例如，導(dǎo)電跡線)的單級結(jié)構(gòu)。第三RDL928的一個或多個的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)928r可以物理連接至和/或電連接至第一焊盤516。此外，第三RDL928的一個或多個的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)928r可以物理連接至和/或電連接至導(dǎo)電元件906(例如，諸如C4焊料凸塊或微凸塊的凸塊)。導(dǎo)電元件906設(shè)置在第三RDL928和MEMS蓋504之間。導(dǎo)電元件906可以包括與多個連接件132的相似的材料，并且可以進(jìn)一步物理連接至和/或電連接至接觸焊盤904。

通過圖9中顯示的布置，MEMS蓋504、MEMS芯片502和器件晶圓506之間的互連長度可以通過使用一個或多個第三通孔902縮短。MEMS蓋504、MEMS芯片502和器件晶圓506之間的互連長度的縮短，與之前實(shí)施例相比，可以允許較低的寄生現(xiàn)象、較高的存儲帶寬和較高的容量。作為實(shí)例，與之前實(shí)施例相比，這也導(dǎo)致MEMS封裝件900的較低的能量功耗，因此允許各個MEMS封裝件用于廣泛的應(yīng)用中，諸如物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和可穿戴電子設(shè)備。

在圖9所示的實(shí)施例中，MEMS封裝件900的模擬功能可以包括在器件晶圓506和/或MEMS芯片502中。但是，在另一實(shí)施例中，MEMS封裝件900的模擬功能可以作為單獨(dú)的模擬芯片劃分出器件晶圓506和/或MEMS芯片502。這樣的實(shí)施例示出在圖10中。

圖10顯示了根據(jù)一個或多個實(shí)施例的具有模擬芯片1002的單側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件1000。如圖10所示，模擬芯片1002可以設(shè)置在MEMS芯片502的背向MEMS蓋504的表面處。模擬芯片1002可以通過粘合劑或通過其他芯片到芯片接合技術(shù)附接至MEMS芯片502。一個或多個第三通孔902可以進(jìn)一步延伸至MEMS芯片502中從而物理接觸和/或電接觸模擬芯片1002。結(jié)果，模擬芯片1002、MEMS蓋504和MEMS芯片502彼此電連接并且電連接至器件晶圓506。

圖11A至圖11F顯示了根據(jù)一個或多個實(shí)施例示出的制造具有一個或多個第三通孔的單側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件的方法的工藝流程。作為實(shí)例，圖11A至圖11F顯示的工藝流程可以用于分別制造圖9和圖10中所示的MEMS封裝件900和1000。參考圖11A，導(dǎo)電元件906可以形成在接觸焊盤904處，接觸焊盤904形成在MEMS蓋504的背向MEMS芯片502的表面處。導(dǎo)電元件906可以通過蒸發(fā)、電鍍、印刷、焊料轉(zhuǎn)印、球放置等形成在接觸焊盤904處。

參考圖11B，第三RDL928可以形成在器件晶圓506的表面處，器件晶圓506的表面具有第一焊盤516?？梢允褂蒙鲜鲫P(guān)于第一RDL128的相似工藝來形成第三RDL928。如圖11B所示，在工藝流程的該階段，一個或多個的第二晶圓通孔520可以部分地延伸至器件晶圓506，例如，從具 有第一焊盤516的器件晶圓506的表面延伸至器件晶圓506的內(nèi)部區(qū)域中。

參照圖11C，MEMS芯片502和MEMS蓋504可以接合至或附接至第三RDL928(例如，使用倒裝芯片接合技術(shù))。如上關(guān)于圖9所述，第三RDL928的一個或多個的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)928r可以物理連接至和/或電連接至導(dǎo)電元件906。參照圖11D,模塑料514可以形成在第三RDL928上方以包封導(dǎo)電元件906、MEMS蓋504和第三RDL928之間的間隔、MEMS蓋504和MEMS芯片502。使用的工藝可以與上述圖4E中關(guān)于形成模塑料306的工藝相似。

接下來，如圖11E所示，可以使用可以施加于器件管芯506的背向MEMS芯片502的表面的第三減薄工藝602來減薄器件晶圓506。第三減薄工藝602可以暴露出一個或多個第二晶圓通孔520。此外，第二焊盤518可以形成在一個或多個第二晶圓通孔520的暴露的部分上方(例如，通過鍍工藝或通過沉積和蝕刻工藝)。可以使用諸如機(jī)械研磨工藝或化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝的蝕刻工藝和/或平坦化工藝來實(shí)施第三減薄工藝602。

參考圖11F，第一RDL128可以形成在器件晶圓506的表面處，器件晶圓506的表面具有在其處形成的第二焊盤518。在一些實(shí)施例中，第一RDL128可以形成在載體上，以及之后，與載體分隔開并且放置在器件晶圓506的具有第二焊盤518的表面處。但是，在另一實(shí)施例中，可以通過在器件晶圓506的具有第二焊盤518的表面處交替地形成絕緣層128d的絕緣材料(例如，介電材料)，并且之后，在其中形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r，來形成第一RDL128。通過上述關(guān)于圖2F描述的相似的工藝可以形成第一RDL128的絕緣層128d和導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r。

在形成第一RDL128之后，多個連接件132(例如，在圖1A中示出)或多個焊盤134(例如，在圖1B中示出)可以例如，使用上述關(guān)于圖2F中描述的工藝，形成在第一RDL128的背向器件晶圓506的表面處。接下來，可以切割晶圓上芯片MEMS封裝件900(例如，沿著切割線DL，在圖11F中示出)，因此導(dǎo)致多個芯片級MEMS封裝件。

由圖9和圖10所示的晶圓級MEMS封裝件900以及圖11A至圖11F示出的工藝流程提供的一個優(yōu)勢是用于MEMS的晶圓上芯片級封裝方案。 此外，圖11A至圖11F示出的工藝流程是避免了使用臨時載體和載體分離的成本的高性價比工藝。工藝流程也導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)高制造生產(chǎn)量的批次工藝。此外，作為實(shí)例，包括一個或多個ASIC器件的器件晶圓106的集成能夠?yàn)橹悄芷骷⒁苿悠骷?、物?lián)網(wǎng)(IoT)和可穿戴電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)較小的形狀因數(shù)和較高的性能。作為實(shí)例，為了相應(yīng)的芯片級MEMS封裝件，單一組合ASIC器件可以控制包括在相應(yīng)的芯片級MEMS封裝件中的相應(yīng)的MEMS器件的多重功能。

通過圖9和圖10中顯示的布置，MEMS蓋504、MEMS芯片502和器件晶圓506之間的互連長度可以通過使用一個或多個第三通孔902縮短。MEMS蓋504、MEMS芯片502和器件晶圓506之間的互連長度的縮短，與之前實(shí)施例相比，可以允許較低的寄生現(xiàn)象、較高的存儲帶寬和較高的容量。作為實(shí)例，與之前實(shí)施例相比，這也導(dǎo)致MEMS封裝件900和MEMS封裝件1000的較低的能量功耗，因此允許各個MEMS封裝件用于廣泛的應(yīng)用中，諸如物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和可穿戴電子設(shè)備。

在圖9、圖10以及圖11A至圖11F示出的實(shí)施例中，晶圓上芯片MEMS封裝件900和1000可以是單側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件。換言之，器件晶圓506的一側(cè)具有堆疊在其上的芯片級結(jié)構(gòu)(例如，MEMS芯片502)，而器件晶圓506的另一側(cè)沒有堆疊的器件。但是，在一些實(shí)施例中，晶圓上芯片MEMS封裝件可以是雙側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件，其中，芯片級結(jié)構(gòu)堆疊在器件晶圓506的相對管芯上。這樣的實(shí)施例的一個實(shí)例示出在圖12中。

圖12顯示了根據(jù)一個或多個的實(shí)施例的具有一個或多個第三通孔的雙側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件1200。應(yīng)該注意，僅顯示了雙側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件1200的一側(cè)(例如，左側(cè))，并且圖12中顯示的雙側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件1200可以復(fù)制至左邊或右邊(例如，如圖5中)。如圖12所示，第二器件302可以形成在第一RDL128的背向MEMS芯片502的表面處。結(jié)果，器件晶圓506可以設(shè)置在MEMS芯片502和第二器件302之間。在實(shí)施例中，第二器件302可以包括MEMS器件、模擬器件、能量收集器件、傳感器器件、邏輯器件和/或存儲器件(例如，閃光器件、 DRAM、SRAM、SDRAM等)，盡管也可能是其他器件。在圖12的實(shí)例中，第一RDL128是包括設(shè)置為跨過多個層或級的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r的多級結(jié)構(gòu)。但是，在一些實(shí)施例中，第一RDL128可以是包括單級導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r的單級結(jié)構(gòu)，單級導(dǎo)電結(jié)構(gòu)128r可以是導(dǎo)電跡線。

如圖12中所示，第二器件302可以通過粘著層304附接至器件晶圓506。作為實(shí)例，粘著層304可以將一個或多個第二器件302附接至第一RDL128的絕緣層128d，從而將第二器件302附接至器件晶圓506。

第二器件302可以包封在模塑料306中。在圖12中的實(shí)例中，第二器件302的有源表面302a可以背向器件晶圓506。金屬凸塊308可以形成在第二器件302的有源表面302a處。在一些實(shí)施例中，第二器件302的有源表面302a可以具有形成在其上(未在圖12中示出)的接觸焊盤(例如，I/O焊盤)。在這樣的實(shí)施例中，金屬凸塊308設(shè)置在第二器件302的接觸焊盤上方并且覆蓋第二器件302的接觸焊盤。也形成在有源表面302a處的是器件絕緣層310(例如，包括介電材料)，器件絕緣層310覆蓋有源表面302a并且圍繞第二器件302的金屬焊盤308。

雙側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件1200還包括設(shè)置在器件絕緣層310的背向第二器件302的表面處的第二RDL312。第二RDL312可以包括可以部分地或完全地設(shè)置在絕緣層312d(例如，介電層)內(nèi)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)312r(例如，接觸焊盤、通孔、導(dǎo)電跡線、UBM等)。

第二RDL312的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)312r可以電耦合和/或物理耦合至金屬凸塊308，并且還可以電耦合和/或物理耦合至延伸穿過模塑料306的一個或多個的第一通孔314。一個或多個的第一通孔314可以電耦合和/或物理耦合第一RDL128。因此，通過金屬凸塊308、第二RDL312、一個或多個第一通孔314和第一RDL128,第二器件302可以電連接至器件管芯506。此外，通過金屬凸塊308、第二RDL312、一個或多個第一通孔314、第一RDL128、第二焊盤518、一個或多個第二晶圓通孔520、第一焊盤516、第三RDL928、導(dǎo)電元件906、接觸焊盤904、一個或多個第三通孔902和多個芯片間連接件508，第二器件302可以電連接至MEMS芯片502。在一些實(shí)施例中，多個連接件132或多個焊盤134也可以形成在第二RDL312的背向第二器 件302的表面處。作為實(shí)例，用于制造雙側(cè)晶圓上芯片MEMS封裝件1200的工藝流程可以與圖8A至圖8E中所示的工藝流程相似。

上述關(guān)于圖9和圖10的優(yōu)勢也可以通過圖12中顯示的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)本文所述的各個實(shí)施例，提供了一種制造MEMS封裝件的方法。在實(shí)施例中，該方法包括：將在其上具有蓋結(jié)構(gòu)的MEMS結(jié)構(gòu)附接至包括形成在其中的多個第一器件的器件晶圓以形成晶圓級MEMS封裝件；以及切割具有附著至其的MEMS結(jié)構(gòu)的器件晶圓以形成多個芯片尺寸MEMS封裝件。

根據(jù)本文所述的各個實(shí)施例，提供了一種制造MEMS封裝件的方法。在實(shí)施例中，該方法包括：將在其上具有蓋結(jié)構(gòu)的MEMS結(jié)構(gòu)耦合至包括多個第一器件的器件晶圓以形成晶圓級MEMS封裝件；在耦合之后，減薄晶圓級MEMS封裝件以暴露出器件晶圓中的導(dǎo)電部件；在減薄的晶圓級MEMS封裝件的表面處形成第一再分布層(RDL)，第一RDL電耦合至暴露的導(dǎo)電部件；并且切割晶圓級MEMS封裝件以形成多個芯片尺寸MEMS封裝件。

根據(jù)本文所述的各個實(shí)施例，提供了一種制造MEMS封裝件的方法。在實(shí)施例中，該方法包括：將多個MEMS器件設(shè)置在器件晶圓上方，器件晶圓包括形成在其中的多個第一器件，多個MEMS器件電耦合至多個第一器件；使用減薄工藝暴露出器件晶圓中的導(dǎo)電部件；在器件晶圓的暴露于減薄工藝的表面上方形成第一再分布層(RDL)，第一RDL電耦合至器件層中的導(dǎo)電部件；并且切割器件晶圓和第一RDL以使多個第一器件彼此分隔開以及使多個MEMS器件彼此分隔開。

根據(jù)本文所述的各個實(shí)施例，提供了一種MEMS封裝件。在實(shí)施例中，MEMS封裝件包括：第一器件襯底，包括形成在其中的一個或多個第一器件；MEMS結(jié)構(gòu)，具有在其上的蓋結(jié)構(gòu)且設(shè)置在第一器件襯底的第一主表面處；以及第二器件襯底，包括形成在其中的一個或多個第二器件，第二器件襯底設(shè)置在第一器件襯底的第二主表面處，第二主表面與第一主表面相對。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，提供了一種制造微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)封 裝件的方法，所述方法包括：將MEMS結(jié)構(gòu)附接至器件晶圓以形成晶圓級MEMS封裝件，其中，所述MEMS結(jié)構(gòu)上具有蓋結(jié)構(gòu)，所述器件晶圓包括形成在其中的多個第一器件；以及切割所述器件晶圓以形成多個芯片尺寸MEMS封裝件，其中，所述器件晶圓具有附接至其的MEMS結(jié)構(gòu)。

在上述方法中，所述多個芯片尺寸MEMS封裝件的第一個包括所述多個第一器件的第一個，并且其中，所述多個芯片尺寸MEMS封裝件的第二個包括所述多個第一器件的第二個。

在上述方法中，所述MEMS結(jié)構(gòu)包括具有多個MEMS器件的MEMS晶圓，并且其中，所述蓋結(jié)構(gòu)包括具有多個腔的蓋晶圓，所述多個腔的每個設(shè)置在所述多個MEMS器件的相應(yīng)的一個上方。

在上述方法中，所述切割進(jìn)一步包括：切割所述MEMS晶圓和所述蓋晶圓，其中，所述多個芯片尺寸MEMS封裝件的第一個包括所述多個MEMS器件的第一個，以及其中，所述多個芯片尺寸MEMS封裝件的第二個包括所述多個MEMS器件的第二個。

在上述方法中，將其上具有所述蓋結(jié)構(gòu)的所述MEMS結(jié)構(gòu)附接至所述器件晶圓包括：在所述MEMS結(jié)構(gòu)的支架區(qū)處形成多個晶圓間連接件，所述支架區(qū)從所述MEMS結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)離所述蓋結(jié)構(gòu)的主表面延伸；以及將所述多個晶圓間連接件接合至所述器件晶圓的金屬部件。

在上述方法中，接合所述多個晶圓間連接件包括熱壓縮接合(TCB)工藝。

在上述方法中，所述MEMS結(jié)構(gòu)包括MEMS芯片，并且其中，所述蓋結(jié)構(gòu)包括MEMS蓋，所述MEMS蓋設(shè)置在所述MEMS芯片的表面上。

在上述方法中，將其上具有所述蓋結(jié)構(gòu)的所述MEMS結(jié)構(gòu)附接至所述器件晶圓包括：使用設(shè)置在所述MEMS結(jié)構(gòu)和所述器件晶圓之間的粘著層將所述MEMS結(jié)構(gòu)附接至所述器件晶圓。

在上述方法中，所述MEMS結(jié)構(gòu)通過多個接合引線電耦合至所述多個第一器件。

在上述方法中，將其上具有所述蓋結(jié)構(gòu)的所述MEMS結(jié)構(gòu)附接至所述器件晶圓包括：使用設(shè)置在所述MEMS蓋和所述器件晶圓之間的多個芯片 間連接件將所述MEMS蓋接合至所述器件晶圓。

在上述方法中，所述MEMS結(jié)構(gòu)通過一個或多個通孔電耦合至所述多個第一器件，所述一個或多個通孔延伸穿過所述MEMS蓋。

根據(jù)本發(fā)明的另一些實(shí)施例，還提供了一種制造微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)封裝件的方法，所述方法包括：將MEMS結(jié)構(gòu)耦合至器件晶圓以形成晶圓級MEMS封裝件，其中，所述MEMS結(jié)構(gòu)上具有蓋結(jié)構(gòu)，所述器件晶圓包括多個第一器件；在所述耦合之后，減薄所述晶圓級MEMS封裝件以暴露出所述器件晶圓中的導(dǎo)電部件；在所述減薄的所述晶圓級MEMS封裝件的表面處形成第一再分布層(RDL)，所述第一RDL電耦合至暴露的所述導(dǎo)電部件；以及切割所述晶圓級MEMS封裝件以形成多個芯片尺寸MEMS封裝件。

在上述方法中，所述MEMS結(jié)構(gòu)和所述蓋結(jié)構(gòu)分別包括MEMS芯片和設(shè)置在所述MEMS芯片上方的MEMS蓋，并且其中，所述方法進(jìn)一步包括：在所述耦合之后和所述減薄之前，將所述MEMS芯片和所述MEMS蓋包封在第一模塑料中。

在上述方法中，還包括：在所述切割之前，將多個第二器件耦接在所述第一RDL的背向所述器件晶圓的表面上；以及在第二模塑料中包封所述多個第二器件。

在上述方法中，所述MEMS結(jié)構(gòu)的寬度和所述器件晶圓的寬度在從約8英寸至約18英寸的范圍內(nèi)。

在上述方法中，所述MEMS結(jié)構(gòu)的寬度在從約6英寸至約12英寸的范圍內(nèi)，并且其中，所述器件晶圓的寬度在從約8英寸至約18英寸的范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的又一些實(shí)施例，還提供了一種微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)封裝件，包括：第一器件襯底，包括形成在其中的一個或多個第一器件；MEMS結(jié)構(gòu)，所述MEMS結(jié)構(gòu)上具有蓋結(jié)構(gòu)且設(shè)置在所述第一器件襯底的第一主表面處；以及第二器件襯底，包括形成在其中的一個或多個第二器件，所述第二器件襯底設(shè)置在所述第一器件襯底的第二主表面處，所述第二主表面與所述第一主表面相對。

在上述MEMS封裝件中，所述MEMS結(jié)構(gòu)和所述蓋結(jié)構(gòu)包封在第一模塑料中。

在上述MEMS封裝件中，進(jìn)一步包括：第一再分布層，設(shè)置在所述第一器件襯底和所述第二器件襯底之間，其中，所述一個或多個第一器件和所述一個或多個第二器件通過所述第一RDL電耦合。

在上述MEMS封裝件中，進(jìn)一步包括：粘著層，將所述第一器件襯底和所述第二器件襯底彼此耦合。

上面概述了若干實(shí)施例的部件、使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)或修改用于實(shí)現(xiàn)與在此所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識到，這種等同構(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，在此他們可以做出多種變化、替換以及改變。