CN112133666A - 毫米波芯片制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种毫米波芯片制作方法，包括如下步骤：对减薄后的晶圆的背面进行背面光刻，背面光刻的目的是将背面的分片通道进行光刻，将晶圆的有效芯片区域进行保护；背面光刻采用背面分片光刻版将芯片的正面和背面进行双面对准，然后露出背面分片通道；下一步采取化学气体刻蚀的方法，将无光刻胶保护的背面分片区域进行刻蚀，直至刻蚀到保护蜡区域，刻蚀完毕后，进行光刻胶的去除工艺；当背面刻蚀完毕并将背面的光刻胶去除后，将已经减薄的待取芯片晶圆放置在取片装置上，将保护蜡融掉，分立的芯片将在自身重力的作用下自动落入到取片装置上。通过所述方法制备的芯片没有崩边或者毛刺，质量高。
Description
技术领域
本发明涉及电子元器件制备方法技术领域，尤其涉及一种毫米波芯片制作方法。
背景技术
毫米波是指频率在26.5GHz-300GHz范围内的电磁波，毫米波因为其波长处于毫米量级而得名，毫米波相对于微波来讲，其频率较高，波长更短，可以实现更大的通信带宽和更高的传输速率，实现更高分辨率的成像，因此毫米波具有众多的应用。目前实现毫米波各种应用的主要是毫米波各种芯片，例如用于毫米波波段的功率放大器芯片、低噪声功率放大器芯片、毫米波肖特基二极管等器件。
毫米波芯片由于其工作在频率较高的毫米波频段，其芯片的尺寸一般较小，有的芯片尺寸仅有百微米量级。由于毫米波频段较高，对芯片尺寸的完整度要求较高。芯片边缘越整齐，越容易获得良好的芯片性能。毫米波芯片的边缘是否平滑主要取决于芯片工艺制作工艺的后道工艺，主要是芯片的取片工艺。目前常用的方法是采用将毫米波芯片的晶圆粘贴在紫外敏感的蓝膜上，采取金刚石砂轮切割来对芯片进行划片，一般是在芯片的正面进行切割，将芯片取下来。基于该种方法取下来的毫米波芯片边缘一般会留有毛刺，边缘不是特别光滑。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种制备的芯片没有崩边或者毛刺，质量高的毫米波芯片制作方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种毫米波芯片制作方法，其特征在于包括如下步骤：
对芯片的晶圆正面进行加工工艺，在芯片的晶圆正面工艺做完后，晶圆将进入减薄工艺，在减薄的工艺过程中，将芯片的正面采用蜡将晶圆的正面进行保护，然后将整个晶圆粘在晶圆支撑上，此时晶圆的正面朝上，通过保护蜡与晶圆支撑接触，晶圆的背面进行减薄工艺；
当晶圆减薄至目标厚度后，对晶圆的背面进行背面光刻，背面光刻的目的是将背面的分片通道进行光刻，将晶圆的有效芯片区域进行保护；背面光刻采用背面分片光刻版将芯片的正面和背面进行双面对准，然后露出背面分片通道，此时晶圆的有效芯片区域的背面有光刻胶进行保护；下一步采取化学气体刻蚀的方法，将无光刻胶保护的背面分片区域进行刻蚀，直至刻蚀到保护蜡区域，刻蚀完毕后，进行光刻胶的去除工艺；
当背面刻蚀完毕并将背面的光刻胶去除后，将已经减薄的待取芯片晶圆放置在取片装置上，将保护蜡融掉，分立的芯片将在自身重力的作用下自动落入到取片装置上。
进一步的技术方案在于，所述方法还包括：当获得分立的芯片后，将芯片进行烘干获得完整的可用芯片。
优选的，在减薄的过程中将晶圆减薄至10微米-50微米。
优选的，所述晶圆支撑为蓝宝石块。
优选的，通过光学显微镜来观察是否已经刻蚀到保护蜡层。
进一步的技术方案在于：通过将整个取片装置放置在溶液中，将蜡融掉或采取加热的方式，将蜡融掉。
进一步的技术方案在于：所述取片装置包括支撑架，所述支撑架的上端设置有支撑环，所述支撑环的内圈与晶圆相适配，待融化保护蜡的晶圆放置到所述支撑环内，所述支撑架的下端设置有金属丝网，所述金属丝网用于承接从支撑环掉下的分立的芯片。
进一步的技术方案在于：所述金属丝网所采用的丝网缝隙大小取决于毫米波芯片的尺寸的大小。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明所提出的取片方法不采用砂轮切割的方式进行取片，不从芯片的正面进行取片，采用从芯片背面通过化学气体腐蚀的方式对目标分片区域进行刻蚀，通过在芯片正下方放置金属丝网，取到完整的毫米波芯片，获得的芯片边缘整齐，没有崩边或者毛刺。在刻蚀的过程中，芯片的应力得到完全的释放，芯片内无应力残余，提高了芯片的长期可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例所述方法中取片装置的结构示意图；
其中：1、晶圆；2、保护蜡；3、晶圆支撑；4、支撑架；5、支撑环；6、金属丝网。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明公开了一种毫米波芯片制作方法，所述方法包括如下步骤：
在芯片的晶圆正面工艺做完以后，晶圆1将进入减薄工艺，将芯片晶圆减至目标厚度，一般毫米波频段的芯片厚度要减薄到50微米以内，从50微米到10微米不等的厚度。
在减薄的工艺过程中，一般需要将芯片的正面采用保护蜡2将晶圆的正面进行保护，然后将整个晶圆粘在一种晶圆支撑3上，一般可以采用蓝宝石。此时芯片正面朝上通过保护蜡和蓝宝石接触，芯片背面进行减薄工艺。当减薄至目标厚度后，对芯片的背面进行背面光刻，背面光刻的目的是将背面的分片通道进行光刻，将晶圆的有效芯片区域进行保护。背面光刻采用背面分片光刻版将芯片的正面和背面进行双面对准，然后露出背面分片通道，此时晶圆的有效芯片区域的背面有光刻胶进行保护。下一步采取化学气体刻蚀的方法，将无光刻胶保护的背面分片区域进行刻蚀，直至刻蚀到保护蜡区域，可以通过光学显微镜来观察是否已经刻蚀到保护蜡层。刻蚀完毕后，进行光刻胶的去除工艺。
当背面刻蚀完毕并将背面的光刻胶去除后，将已经减薄的待取芯片晶圆放置在如附图1所示的取片装置上。此时待取芯片由芯片和支撑晶圆以及在芯片和支撑晶圆之间的保护蜡构成。为了获取完整的芯片，可以将整个取片装置放置在溶液中，将蜡融掉。也可以采取加热的方式，将蜡融掉。只要去除保护蜡，芯片和支撑晶圆之间无粘性，由于芯片的背面已经刻蚀完毕，芯片将在自身重力的作用下自动落入到附图1所示的金属丝网上面。此时，完整的芯片已经调入到附图1所示的金属丝网上。金属丝网所采用的丝网缝隙大小取决于毫米波芯片的尺寸的大小，目前市面上可以采购到最小只有几十微米缝隙孔径的技术丝网。
下一步将金属丝网上的芯片进行烘干，就得到了完整可用的芯片。
如图1所示，所述取片装置包括支撑架4，所述支撑架4的上端设置有支撑环5，所述支撑环5的内圈与晶圆1相适配，待融化保护蜡的晶圆放置到所述支撑环5内，所述支撑架4的下端设置有金属丝网6，所述金属丝网6用于承接从支撑环掉下的分立的芯片。
本发明所提出的取片方法不采用砂轮切割的方式进行取片，不从芯片的正面进行取片，采用从芯片背面通过化学气体腐蚀的方式对目标分片区域进行刻蚀，通过在芯片正下方放置金属丝网，取到完整的毫米波芯片，获得的芯片边缘整齐，没有崩边或者毛刺。在刻蚀的过程中，芯片的应力得到完全的释放，芯片内无应力残余，提高了芯片的长期可靠性。
Claims (8)
1.一种毫米波芯片制作方法，其特征在于包括如下步骤：
对芯片的晶圆（1）正面进行加工工艺，在芯片的晶圆正面工艺做完后，晶圆将进入减薄工艺，在减薄的工艺过程中，将芯片的正面采用保护蜡（2）将晶圆的正面进行保护，然后将整个晶圆粘在晶圆支撑（3）上，此时晶圆的正面朝上，通过保护蜡（2）与晶圆支撑（3）接触，晶圆的背面进行减薄工艺；
当晶圆减薄至目标厚度后，对晶圆的背面进行背面光刻，背面光刻的目的是将背面的分片通道进行光刻，将晶圆的有效芯片区域进行保护；背面光刻采用背面分片光刻版将芯片的正面和背面进行双面对准，然后露出背面分片通道，此时晶圆的有效芯片区域的背面有光刻胶进行保护；下一步采取化学气体刻蚀的方法，将无光刻胶保护的背面分片区域进行刻蚀，直至刻蚀到保护蜡区域，刻蚀完毕后，进行光刻胶的去除工艺；
当背面刻蚀完毕并将背面的光刻胶去除后，将已经减薄的待取芯片晶圆放置在取片装置上，将保护蜡融掉，分立的芯片将在自身重力的作用下自动落入到取片装置上。
2.如权利要求1所述的毫米波芯片制作方法，其特征在于：所述方法还包括：
当获得分立的芯片后，将芯片进行烘干获得完整的可用芯片。
3.如权利要求1所述的毫米波芯片制作方法，其特征在于：在减薄的过程中将晶圆减薄至10微米-50微米。
4.如权利要求1所述的毫米波芯片制作方法，其特征在于：所述晶圆支撑为蓝宝石块。
5.如权利要求1所述的毫米波芯片制作方法，其特征在于：通过光学显微镜来观察是否已经刻蚀到保护蜡层。
6.如权利要求1所述的毫米波芯片制作方法，其特征在于：通过将整个取片装置放置在溶液中，将蜡融掉或采取加热的方式，将蜡融掉。
7.如权利要求1所述的毫米波芯片制作方法，其特征在于：所述取片装置包括支撑架（4），所述支撑架（4）的上端设置有支撑环（5），所述支撑环（5）的内圈与晶圆（1）相适配，待融化保护蜡的晶圆放置到所述支撑环（5）内，所述支撑架（4）的下端设置有金属丝网（6），所述金属丝网（6）用于承接从支撑环掉下的分立的芯片。
8.如权利要求7所述的毫米波芯片制作方法，其特征在于：所述金属丝网（6）所采用的丝网缝隙大小取决于毫米波芯片的尺寸的大小。
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