CN105489521B - 一种测温晶片及测温晶片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种测温晶片及测温晶片的制备方法，该测温晶片包括晶片和玻璃片，在所述晶片的背面上设置有一个或者多个凹槽，在所述凹槽内设置有测温件，且所述测温件的温度示数面朝下，所述玻璃片粘结在所述晶片背面。本发明提供的测温晶片，可以解决打火造成测温失败的问题，从而可以提高测温的可靠性；并且，由于测温件设置在测温晶片的内部，因而可以更准确地获得晶片的实际温度，从而可以提高测温的准确度。
Description
技术领域
本发明属于半导体设备制造领域，具体涉及一种测温晶片及测温晶片的制备方法。
背景技术
目前，在半导体领域中，制备薄膜的方法包括喷涂法、化学气相沉积、蒸发镀膜和磁控溅射法等。其中，磁控溅射方法由于其具有工艺稳定结构简单等优点被广泛应用。在硅通孔(以下简称TSV)工艺中，为实现填充高深宽比的通孔，向基座加载负偏压以吸引等离子体朝向位于其上的晶片运动，这使得等离子体轰击晶片的能量增大，因而造成晶片上产生的热量增多，在热量累积一定程度时会导致晶片损坏。
为避免在工艺过程中晶片的温度过高造成晶片损坏，在工艺之前，需要借助类似与晶片的假片来检测工艺过程中晶片的最高温度，再根据该温度是否符合要求调整工艺参数。目前，常规的测温晶片温度的方法为：直接将测温试纸直接粘于假片的表面，且在测温试纸的表面粘贴有高温胶带，在工艺完成之后，将高温胶带去除再读取测温试纸上的温度值。
然而，采用上述测温晶片温度的方法在实际应用中不可避免地会存在以下技术问题：由于测温试纸粘贴于假片的表面会导致假片的表面存在凸起，且高温胶条粘贴于测温试纸表面会在真空环境中放气，因此，在基座连接有射频输入的情况下极易引起打火，造成剧烈放电，从而造成测温试纸烧毁使得测温失败，甚至损坏设备。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种测温晶片及测温晶片的制备方法，其可以解决打火造成测温失败的问题，从而可以提高测温的可靠性；并且，由于测温件设置在测温晶片的内部，因而可以更准确地获得晶片的实际温度，从而可以提高测温的准确度。
为解决上述技术问题，本发明提供一种测温晶片，所述测温晶片包括晶片、玻璃片，在所述晶片的背面上设置有一个或者多个凹槽，在所述凹槽内设置有测温件，且所述测温件的温度示数面朝下，所述玻璃片粘结在所述晶片背面。
其中，所述晶片的表面上刻蚀有通孔，以使所述测温晶片的结构接近实际晶片的结构。
其中，所述多个凹槽分布设置在所述晶片的边缘区域和中心区域。
其中，所述测温件包括测温试纸。
本发明还提供一种测温晶片的制备方法，至少包括以下步骤：步骤S1，在晶片的背面上制备一个或者多个凹槽；步骤S2，向所述凹槽内设置测温件，且使所述测温件的温度示数面朝下；步骤S3，将玻璃片粘结在所述晶片的背面。
其中，在所述步骤S1之前还包括步骤S0，对所述晶片的背面研磨，以减薄所述晶片的厚度。
其中，在所述步骤S1中采用刻蚀方法或化学腐蚀的方法在晶片的背面制备所述凹槽。
其中，还包括步骤S4，在所述晶片的表面刻蚀通孔，以使制备的所述测温晶片的结构接近实际晶片的结构。
其中，所述测温件包括测温试纸。
本发明具有下述有益效果：
本发明提供的测温晶片，其在晶片的背面上设置有一个或者多个凹槽，在凹槽内设置有测温件，且测温件的温度示数面朝下。本发明提供的测温晶片和现有技术相比，测温件设置在测温晶片的内部，晶片表面不存在凸起，因而可以解决打火造成测温失败的问题，从而可以提高测温的可靠性；并且，由于测温件设置在测温晶片的内部，因而可以更准确地获得晶片的实际温度，从而可以提高测温的准确度。
本发明提供的测温晶片的制备方法，其通过在晶片的背面设置凹槽，再在凹槽内设置测温件，且温度试纸的温度示出面朝下，接着将玻璃片粘结在该晶片的背面上，以实现制备测温晶片。本发明提供的测温晶片的制备方法与现有技术相比，将测温件设置在测温晶片的内部，因而可以解决打火造成测温失败的问题，从而可以提高测温的可靠性；并且，由于将测温件设置在测温晶片的内部，因而可以更准确地获得晶片的实际温度，从而可以提高测温的准确度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的测温晶片的结构示意图；
图2为图1中晶片的仰视图；
图3为图1中晶片的俯视图；以及
图4为本发明实施例提供的测温晶片的制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例提供的测温晶片及测温晶片的制备方法进行详细描述。
图1为本发明实施例提供的测温晶片的结构示意图。图2为图1中晶片的仰视图。图3为图1中晶片的俯视图。请一并参阅图1-图3，本实施例提供的测温晶片10，包括晶片11和玻璃片12，在晶片11的背面上设置有一个或者多个凹槽110，在凹槽110内设置有测温件，且测温件的温度示数面朝下，玻璃片12粘结在晶片11的背面。
在本实施例中，凹槽110可以采用刻蚀方法或化学腐蚀的方法在晶片11的背面制备形成，当然，在实际应用中，还可以采用其他方法在晶片11的背面制备凹槽110。
优选地，多个凹槽110分布在晶片11的边缘区域和中心区域，如图2所示，可以获得测温晶片不同区域的温度，因而根据获得的不同区域的温度可以更准确地确定测温晶片在工艺中的最高温度，从而可以提高测温的准确性。在实际应用中，也可以根据实际需要设置凹槽110的位置。
采用本实施例提供的测温晶片，在工艺完成之后透过玻璃片12从晶片背面直接读取测温件的温度示数面上的温度值，以获得工艺过程中的最高温度，测温件包括测温试纸等。可以理解，用以粘结玻璃片12和晶片11的粘结剂13为透明粘结剂，例如，CV胶。
在本实施例中，晶片11的厚度应该满足封装所需要的厚度，一般为7～12mils，以使本实施例提供的测温晶片10模拟实际晶片，因而可以通过对测温晶片10测温来准确地获得实际晶片在工艺过程中的最高温度。
需要说明的是，TSV技术中至少包括以下工艺步骤：a表面刻蚀通孔工艺；b在通孔内沉积SiO2薄膜或者Polymer钝化层工艺；c沉积金属层工艺。采用本实施例提供的测温晶片10，可以检测上述任意一个工艺步骤过程中实际晶片的最高温度。
可以理解，测温晶片10的结构越接近工艺时的实际晶片的结构，温度检测的准确性也就越高。具体地，若检测工艺步骤a过程中的最高温度，则由于本实施例提供的测温晶片10的结构很接近工艺时的实际晶片的结构，因此，温度检测的准确度很高。
若检测工艺步骤b过程中的最高温度，由于此时实际晶片的表面上刻蚀有通孔，并且由于在工艺步骤a过程中的最高温度低于工艺步骤b过程中的最高温度，因此在测温晶片10进行工艺步骤a之后再检测工艺步骤b过程中的最高温度不会对温度检测产生影响，在这种情况下，在测温晶片10的晶片11的表面上刻蚀有通孔，可以使测温晶片10的结构接近实际晶片的结构，从而可以提高温度检测的准确度。
若检测工艺步骤c过程中的最高温度，由于此时实际晶片已完成工艺步骤a和b，即晶片的表面上刻蚀有通孔，且通孔内沉积有SiO2薄膜或者Polymer钝化层，并且由于工艺步骤a过程中的最高温度低于工艺步骤c过程中的最高温度，而在工艺步骤b过程中的最高温度高于工艺步骤c过程中的最高温度，因此对测温晶片10进行工艺步骤a之后再检测工艺步骤c过程中的最高温度不会对温度检测产生影响，而对测温晶片10进行工艺步骤b之后再检测工艺骤c过程中的最高温度则会对温度检测产生影响。因此，在这种情况下，可以仅在测温晶片10的晶片11上刻蚀通孔，而不在该通孔内沉积SiO2薄膜或者Polymer钝化层，这可以使测温晶片10的结构在一定程度上接近实际晶片的结构，从而可以提高温度检测的准确性。
还需要说明的是，在本实施例中，测温晶片10中的晶片11的表面未刻蚀通孔，如图3所示，在实验中发现，采用该测温晶片仍然可以准确获得检测工艺步骤b或c过程中的最高温度，因此，在保证测温的准确度的前提下，测温晶片10表面上未刻蚀通孔可以简化测温晶片10的结构，从而可以简化测温晶片的制备过程，进而可以提高经济效益。
综上所述，本实施例提供的测温晶片10和现有技术相比，测温件设置在测温晶片10的内部，因而可以解决测温件设置在测温晶片表面打火造成测温失败的问题，从而可以提高测温的可靠性；并且，由于测温件设置在测温晶片10的内部，因而可以更准确地获得晶片的实际温度，从而可以提高测温的准确度。
作为另外一个方案，本发明还提供一种测温晶片的制备方法。图4为本发明实施例提供的测温晶片的制备方法的流程图，请参阅图4，本实施例提供的测温晶片的制备方法，至少包括以下步骤：
步骤S1，在晶片的背面上制备一个或者多个凹槽；
步骤S2，向凹槽内设置测温件，且使测温件的温度示数面朝下，具体地，测温件包括测温试纸等；
步骤S3，将玻璃片粘结在晶片的背面。
具体地，在步骤S1中采用刻蚀方法或化学腐蚀的方法在晶片的背面制备凹槽，以容纳测温件。当然，在实际应用中，在步骤S1中还可以采用其他方法在晶片的背面制备凹槽。
通过上述步骤S1-S3，可实现使制备的测温晶片模拟实际晶片，因而可以通过对测温晶片测温来准确地获得实际晶片在工艺过程中的最高温度。
采用本实施例提供的测温晶片的制备方法制备的测温晶片，在工艺完成之后透过玻璃片从晶片背面直接读取测温件的温度示数面上的温度值。
在本实施例中，在步骤S1之前还包括步骤S0，对晶片的背面研磨，以减薄晶片的厚度，以使晶片的厚度达到封装所需的厚度，一般为7～12mils，以实现制备的测温晶片模拟实际的器件。当然，在实际应用中，若晶片的厚度满足封装所需的厚度，则可以省去步骤S0。
需要说明的是，TSV技术中至少包括以下工艺步骤：a表面刻蚀通孔工艺；b在通孔内沉积SiO2薄膜或者Polymer钝化层工艺；c沉积金属层工艺。采用本实施例提供的测温晶片的制备方法制备的测温晶片，可以检测上述任意一个工艺步骤过程中晶片的最高温度。
可以理解，制备的测温晶片的结构越接近工艺时的实际晶片的结构，温度检测的准确性也就越高。具体地，若检测工艺步骤a过程中的最高温度，则由于本实施例提供的测温晶片的制备方法制备的测温晶片的结构很接近工艺时的实际晶片的结构，因此，温度检测的准确度很高。
若检测工艺步骤b过程中的最高温度，由于此时实际晶片的表面上刻蚀有通孔，并且由于测温晶片在工艺步骤a过程中的最高温度低于工艺步骤b过程中的最高温度，因此在步骤S3之后还可以包括进行步骤S4，在晶片的表面上刻蚀通孔，以使制备的测温晶片的结构更接近实际晶片，在这种情况下，制备的测温晶片的表面上刻蚀有通孔，可以使测温晶片的结构接近实际晶片的结构，从而可以提高温度检测的准确度。
若检测工艺步骤c过程中的最高温度，由于此时实际晶片已完成工艺步骤a和b，即晶片的表面上刻蚀有通孔，且通孔内沉积有SiO2薄膜或者Polymer钝化层，并且由于测温晶片在工艺步骤a过程中的最高温度低于工艺步骤c过程中的最高温度，而在工艺步骤b过程中的最高温度高于工艺步骤c过程中的最高温度，因此对测温晶片10进行工艺步骤a之后再检测工艺步骤c过程中的最高温度不会对温度检测产生影响，而对测温晶片进行工艺步骤b之后再检测工艺骤c过程中的最高温度会对温度检测产生影响。因此，在这种情况下，在步骤S3之后可以包括步骤S4，在晶片上刻蚀通孔，但是在步骤S4之后不可以包括在该通孔内沉积SiO2薄膜或者Polymer钝化层，这样既不会对温度检测产生影响，又可以使制备的测温晶片的结构在一定程度上接近实际晶片的结构，从而可以提高温度检测的准确性。
还需要说明的是，在本实施例中，在步骤S3之后不包括步骤S4，如图1所示，在这种情况下，制备的测温晶片中的晶片的表面未刻蚀通孔，在实验中发现，采用该制备的测温晶片仍然可以准确获得检测工艺步骤b或c过程中的最高温度，因此，在保证准确温度检测的准确度的前提下，不需要在步骤S3之后在晶片的表面上刻蚀通孔可以简化测温晶片的制备方法，从而可以提高经济效益。
综上所述，本实施例提供的测温晶片的制备方法与现有技术相比，可实现将测温件设置在测温晶片的内部，因而可以解决打火造成测温失败的问题，从而可以提高测温的可靠性；并且，由于将测温件设置在测温晶片的内部，因而可以更准确地获得晶片的实际温度，从而可以提高测温的准确度。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种测温晶片，其特征在于，所述测温晶片包括晶片、玻璃片，在所述晶片的背面上设置有一个或者多个凹槽，在所述凹槽内设置有测温试纸，且所述测温试纸的温度示数面朝下，所述玻璃片粘结在所述晶片背面。
2.根据权利要求1所述的测温晶片，其特征在于，所述晶片的表面上刻蚀有通孔，以使所述测温晶片的结构接近实际晶片的结构。
3.根据权利要求1所述的测温晶片，其特征在于，所述多个凹槽分布设置在所述晶片的边缘区域和中心区域。
4.一种测温晶片的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
步骤S1，在晶片的背面上制备一个或者多个凹槽；
步骤S2，向所述凹槽内设置测温试纸，且使所述测温试纸的温度示数面朝下；
步骤S3，将玻璃片粘结在所述晶片的背面。
5.根据权利要求4所述的测温晶片的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1之前还包括步骤S0，对所述晶片的背面研磨，以减薄所述晶片的厚度。
6.根据权利要求4所述的测温晶片的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中采用刻蚀方法或化学腐蚀的方法在晶片的背面制备所述凹槽。
7.根据权利要求4所述的测温晶片的制备方法，其特征在于，还包括步骤S4，在所述晶片的表面刻蚀通孔，以使制备的所述测温晶片的结构接近实际晶片的结构。
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