CN1911780B - 保护晶片正面图案的方法与进行双面工艺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种保护晶片正面图案的方法和进行双面工艺的方法。该方法首先提供一晶片，其包含有一正面及一背面，同时晶片另包含有一正面图案位于正面，且正面图案包含有多个孔洞。接着在晶片的正面形成一低黏度流体，并使低黏度流体填入孔洞内。随后在晶片的正面形成一高黏度流体，并使高黏度流体填入孔洞内。
Description
技术领域
本发明涉及一种保护晶片正面图案的方法，尤其涉及一种具有保护晶片正面图案功能的双面工艺的方法。
背景技术
微机电(MEMS)元件，如微感应器(micro sensor)、微致动器(micro actuator)与微型麦克风(microphone)等，由于具有比半导体元件更为复杂的机械设计结构，例如旋转轴结构与隔板(diaphragm)结构等，因此常必须利用双面工艺方能制作完成。然而由于双面工艺并非半导体标准工艺，因此在制作上往往面临许多困难。举例来说，一般在进行双面工艺时，首先利用包含有沉积、光刻与蚀刻等工艺的正面工艺在晶片的正面形成正面图案，接着再将晶片翻转并利用背面工艺在晶片的背面形成背面图案，从而制作出所需的元件结构。然而在进行背面工艺之前，晶片的正面图案必须有完善的保护措施，以确保正面图案不会在进行背面工艺中或输送过程中受损。
请参考图1至图3，图1至图3为一进行双面工艺的现有技术的方法示意图。如图1所示，首先提供晶片10，其包含有正面12与背面14。晶片10的正面12已先利用正面工艺，如沉积、光刻与蚀刻等工艺形成了正面图案16，且正面图案16包含有多个具有不同深宽比的孔洞16A与16B。随后如图2所示，利用旋转涂布在晶片10的正面12涂布光致抗蚀剂层18，以保护晶片10的正面图案16。如图3所示，接着将晶片10翻转并利用静电吸盘20吸附固定晶片10，以利于进行后续的背面工艺。
然而如图2与图3所示，由于一般作为屏蔽用的光致抗蚀剂层18的黏度较大，因此在正面图案16的孔洞16A具有高深宽比的情况下，光致抗蚀剂层18无法完全填入孔洞16A内而因此会产生气泡18A。在此状况下，在进行背面工艺时如果需进行加热工艺或工艺温度较高时，气泡18A会由于受热膨胀而造成爆米花效应(popcorn effect)。一旦爆米花效应产生，将导致光致抗蚀剂层18的表面凹陷，而失去保护晶片10的正面12的作用，同时也会使静电吸盘20不易吸附固定晶片10。另外，若气泡18A的位置位于所欲制作的元件的结构附近，更有造成结构受损的可能性。
由上述可知，现有技术的作法有其缺点，特别是对于具有高深宽比的孔洞的晶片而言，其工艺成品率有待进一步改善。鉴于此，申请人提供了一种保护晶片正面图案的方法与进行双面工艺的方法，从而有效保护晶片正面图案并提高双面工艺的成品率。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种保护晶片正面图案的方法与一种具有保护晶片正面图案功能的双面工艺的方法，以改善现有技术无法克服的难题。
根据本发明的申请专利范围，公开了一种保护晶片正面图案的方法.首先提供一晶片，其包含有一正面及一背面，同时晶片还包含有一正面图案位于正面，且正面图案包含有多个孔洞.接着在晶片的正面形成一低黏度流体，并使低黏度流体填入孔洞内.随后在晶片的正面形成一高黏度流体，并使高黏度流体利用扩散原理完全填入孔洞内.对晶片进行加热工艺以驱除孔洞内的气泡.
根据本发明的申请专利范围，还公开了一种具有保护晶片正面图案功能的双面工艺的方法。首先提供一晶片，其包含有一正面及一背面，同时晶片另包含有一正面图案位于正面，且正面图案包含有多个孔洞。之后在晶片的正面形成一低黏度流体，并使低黏度流体填入孔洞内。随后在晶片的正面形成一高黏度流体，并利用扩散原理使高黏度流体完全填入孔洞内。对晶片进行加热工艺以驱除孔洞内的气泡。接着将晶片的正面贴附于一支撑载体上，并对晶片的背面进行至少一背面工艺。
本发明的方法首先在晶片的正面形成一低黏度流体，接着再于晶片的正面形成一高黏度流体并利用扩散作用将高黏度流体填入孔洞内，因此高黏度流体得以完全填入孔洞内并形成保护盖结构，所以可有效保护晶片正面图案。
为了使本发明的特征及技术内容更加明显易懂，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。然而附图仅供参考与辅助说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1至图3为进行双面工艺的现有技术的方法示意图。
图4至图10为本发明一优选实施例保护晶片正面图案的方法示意图。
附图标记说明
10晶片 12正面
14背面 16正面图案
16A，16B孔洞 18光致抗蚀剂层
18A气泡 20静电吸盘
50晶片 52正面
54背面 56正面图案
56A，56B孔洞 58低黏度流体
60高黏度流体 60A气泡
62热板 64保护盖结构
具体实施方式
请参考图4至图10。图4至图10为本发明一优选实施例保护晶片正面图案的方法示意图。如图4所示，首先提供晶片50，其包含有正面52与背面54。此外，上述晶片50的正面52已先利用正面工艺，如沉积、光刻与蚀刻等工艺而形成了正面图案56，且正面图案56包含有多个具有不同深宽比的孔洞56A与56B。如图5所示，随后在晶片50的正面52利用涂布或其它方式形成低黏度流体58。低黏度流体58的黏度优选为在10至50厘泊之间，并更优选为20厘泊。于本实施例中，低黏度流体58是选自光致抗蚀剂溶液，同时通过调配溶剂与溶质的组成以获得上述黏度范围，然而低黏度流体58也可为其它流体，并可按需求加入添加物。
如图6所示，由于低黏度流体58的流动性较好，因此会流入孔洞56A与56B中.如图7所示，随后在晶片50的正面52再形成高黏度流体60.高黏度流体60的黏度优选为在100至800厘泊之间，并更优选为400厘泊.在本实施例中，高黏度流体60选用光致抗蚀剂溶液，同时通过调配溶剂与溶质的组成以获得上述黏度范围，然而高黏度流体60并不局限于光致抗蚀剂溶液，其它具有类似性质的流体也可选用，并可按需求加入添加物.
如图8所示，接着将晶片50静置一段时间，使高黏度流体60通过扩散作用填入孔洞56A与56B，随后再旋转晶片50并通过控制转速调整高黏度流体60的厚度。接着如图9所示，孔洞56A与56B可能因为高黏度流体60的黏度较高而产生气泡60A，特别是对于具有高深宽比的孔洞56A而言，更容易产生气泡60A，所以在本实施例中接着利用加热工艺，通过渐进式加热方式将孔洞56A与56B内的气体驱除，以避免残留气泡60A，并同时达到固化高黏度流体60的作用。其中在本实施例中，是利用一热板(hot plate)62将晶片50缓慢加热至约150℃左右，由此驱离孔洞56A与56B内残存的气泡60A，但本发明也可运用其它加热方式，例如利用红外线辐射(IR radiation)或是热对流等方式，达到去除气泡60A的目的。
如图10所示，当气泡60A自孔洞56A与56B中被驱离后，同时当高黏度流体60固化后，高黏度流体60就在晶片50的正面52形成保护盖结构64，而发挥保护晶片正面图案的作用。另一方面，当晶片50的正面52获得有效保护后，即可利用支撑载体，例如利用静电吸盘(图未示)吸附保护盖结构64，并翻转晶片50以进行背面工艺，进而制作出所需的元件结构。如此一来，在晶片50的正面图案56被有效保护之前提下，本发明进行双面工艺的方法就可顺利制作出高可靠度的微机电元件。
由上述可知，本发明是利用扩散作用将高黏度流体60填入孔洞56A与56B内，再通过渐进方式进行加热工艺，以避免孔洞56A与56B内产生气泡60A并同时固化高黏度流体60以形成保护盖结构64，所以可有效保护正面图案56。一旦晶片50的正面获得有效保护，就可进行后续背面工艺，以制作出所需的元件结构。相较的下，进行双面工艺的现有技术的方法在无法有效保护晶片正面图案的情况下，将导致元件可靠度不佳与工艺成品率偏低等问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种保护晶片正面图案的方法，包含有：
提供晶片，所述晶片包含有正面及背面，所述晶片还包含有正面图案，位于所述正面，且所述正面图案包含有多个孔洞；
在所述晶片的所述正面形成低黏度流体，并使所述低黏度流体填入所述孔洞内；
在所述晶片的所述正面形成高黏度流体，并使所述高黏度流体利用扩散原理完全填入所述孔洞内；以及
对所述晶片进行加热工艺以驱除所述孔洞内的气泡。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述加热工艺是采用渐进方式进行。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述高黏度流体是高黏度光致抗蚀剂。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述低黏度流体的黏度是在10至50厘泊之间。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述高黏度流体的黏度是在100至800厘泊之间。
6.一种具有保护晶片正面图案功能的双面工艺的方法，包含有：
提供晶片，所述晶片包含有正面及背面；
进行至少一正面工艺，以于所述晶片的所述正面形成正面图案，且所述正面图案包含有多个孔洞；
在所述晶片的所述正面形成一低黏度流体，并使所述低黏度流体填入所述孔洞内；
于所述晶片的所述正面形成一高黏度流体，并利用扩散原理使所述高黏度流体完全填入所述孔洞内；
对所述晶片进行加热工艺以驱除所述孔洞内的气泡；以及
将所述晶片的所述正面贴附于支撑载体上，并对所述晶片的所述背面进行至少一背面工艺。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述加热工艺是采用渐进方式进行。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述高黏度流体是高黏度光致抗蚀剂。
9.如权利要求6所述的方法，其中所述低黏度流体的黏度是在10至50厘泊之间。
10.如权利要求6所述的方法，其中所述高黏度流体的黏度是在100至800厘泊之间。
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