CN1975982A - 进行双面工艺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种进行双面工艺的方法。首先，提供一晶片，且该晶片的正面包含有一结构图案。接着在该结构图案上界定多条正面切割道，再在该等正面切割道内填入一填充层。随后利用一黏着层将该结构图案与一承载晶片接合，并在该晶片的背面界定多条背面切割道。最后移除所述正面切割道内的填充层。
Description
技术领域
本发明涉及一种进行双面工艺的方法，尤指一种可有效保护晶片正面的结构图案的进行双面工艺的方法。
背景技术
微机电元件，例如压力感应元件(pressure sensor)或是微型麦克风元件(microphone)，由于与传统半导体元件比较具有更为复杂的机械设计结构，例如悬膜结构，因此往往必须利用双面工艺加以制作。然而双面工艺步骤繁杂，因此在制作时往往面临许多困难。举例来说，与半导体元件比较，微机电元件的悬膜结构由于结构脆弱，因此在进行切割工艺容易产生破裂等问题。另外，在进行背面工艺时晶片的正面结构也容易受损。
一般而言，微机电元件的切割工艺是在正面工艺与背面工艺均完成后，利用切割刀具将晶片割切为多个管芯。然而利用切割刀具进行切割工艺会产生下列问题：
(1)切割刀具的切割宽度极限约为100微米，当元件尺寸缩小时切割道尺寸会成为晶片集成度无法提升的主因；
(2)当晶片集成度提升时，切割工艺的工艺时间也会随之增加，而影响生产效率；
(3)使用切割刀具会产生大量碎屑，故需利用清洁溶液对晶片进行清洗工艺，而此举易使较脆弱的悬膜结构破裂。
在现有技术中除了利用切割刀具进行切割工艺之外，还有利用蚀刻方式进行切割工艺的方法。请参考图1至图3，图1至图3为公知利用蚀刻方式进行切割工艺的方法示意图。如图1所示，提供晶片10，并在晶片10的正面形成牺牲层12与结构层14。接着在结构层14的表面形成光致抗蚀剂图案16，并利用光致抗蚀剂图案16作为硬掩模进行蚀刻工艺，以在晶片10的正面界定正面切割道18。
如图2所示，去除光致抗蚀剂图案16，并翻转晶片10，再利用黏着层20将结构层14接合于承载晶片22上。随后在晶片10的背面形成另一光致抗蚀剂图案24，并利用光致抗蚀剂图案24作为硬掩模进行干式蚀刻工艺界定背面切割道26与微机电元件的腔体28。如图3所示，去除光致抗蚀剂图案24，并进行湿式蚀刻工艺，去除牺牲层12以形成悬膜结构30。
由于公知技术系利用湿式蚀刻去除牺牲层12，因此若黏着层20的材料与牺牲层12的蚀刻选择比不佳，则在蚀刻过程中蚀刻液容易经由背面切割道26侵蚀结构层14的正面造成悬膜结构30受损。另一方面，若选择使用保护能力较佳的材料作为黏着层20，则悬膜结构30亦可能因堆叠于上方的黏着层20所产生的应力作用而发生破裂的问题。。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种进行双面工艺的方法，以有效保护晶片正面的结构图案。
根据本发明，提供了一种进行双面工艺的方法。首先，提供一晶片，且所述晶片的正面包含有一结构图案。接着在所述结构图案上界定多条正面切割道，再在所述正面切割道内填入一填充层。随后利用一黏着层将所述结构图案与一承载晶片接合，并于所述晶片的背面界定多条背面切割道。最后移除所述正面切割道内的所述填充层。
为了使能更近一步了解本发明的特征及技术内容，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为公知利用蚀刻方式进行切割工艺的方法示意图。
图4至图13为本发明一优选实施例进行双面工艺的方法。
附图标记说明
10晶片 12牺牲层
14结构层 16光致抗蚀剂图案
18正面切割道 20黏着层
22承载晶片 24光致抗蚀剂图案
26背面切割道 28腔体
30悬膜结构 50晶片
51牺牲层 52结构图案
54掩模图案 56正面切割道
58填充层 60黏着层
62承载晶片 64掩模图案
66背面切割道 68腔体
70悬膜结构 72可扩张胶带
具体实施方式
请参考图4至图13，图4至图13为本发明一优选实施例进行双面工艺的方法。如图4所示，首先提供晶片50，且晶片50的正面包含有结构图案52，其中结构图案52根据制作元件的不同而具有不同的结构，而本实施例是以制作具有悬膜结构的元件为例，因此结构图案52与晶片50之间还包含有牺牲层51，例如二氧化硅层。接着在结构图案52上形成一掩模图案54，例如一光致抗蚀剂图案。
图5所示，随后进行一正面蚀刻工艺以在结构图案52中界定正面切割道56，其中正面切割道56的深度可仅达结构图案52，或也可深及晶片50但未贯穿晶片50。如图6所示，去除掩模图案54，并在结构图案52的表面形成填充层58，且填充层58还填入正面切割道56内，其中填充层58的材料可为光致抗蚀剂、苯环丁烯(BCB)、聚酰亚胺(polyimide)或环氧树脂(epoxy)等材料，但不限于此。如图7所示，接着去除位于结构图案52表面的填充层58。去除填充层58的方法可利用一湿式工艺例如使用有机溶剂、或利用一干式工艺例如以氧气等离子体或研磨等方式，将位于结构图案52表面的填充层58去除。然而填充正面切割道56的方式并不限于上述图6与图7的方式，而可根据材料特性不同将填充层58直接填入正面切割道56内。
如图8所示，接着将晶片50翻转，并利用黏着层60将结构图案52接合于承载晶片62上，其中黏着层60可为热释放胶带、紫外光胶带等易于去除且不会产生应力问题并造成结构图案52损伤的材料，但不限于此而也可为其它适合的材料。随后，在晶片50的背面形成另一掩模图案64，例如一光致抗蚀剂图案，其中掩模图案64暴露出欲形成的背面切割道与腔体的位置。
如图9所示，利用掩模图案64作为硬掩模并进行背面蚀刻工艺，以界定背面切割道66与腔体68，其中背面切割道66的位置对应于正面切割道56的位置，而腔体68的位置则对应后续欲形成悬膜结构的位置。另外，背面蚀刻工艺可为一干式蚀刻工艺，例如等离子体蚀刻工艺，或是一湿式蚀刻，例如使用氢氧化钾(potassium hydroxide，KOH)溶液、乙二胺邻苯二酚(ethylenediamine-pyrocatechol-water，EDP)溶液或氢氧化四甲基铵溶液蚀刻液tetramethyl ammonium hydroxide，TMAH)作为蚀刻液的湿式蚀刻工艺。
如图10所示，去除掩模图案64，随后并进行一湿式蚀刻工艺，经由腔体68去除牺牲层51以使结构图案52形成悬膜结构70。值得说明的是由于正面切割道56内填充有填充层58，因此在湿式蚀刻工艺中可有效保护结构图案58的正面受到蚀刻液的伤害。如图11所示，接着去除填充于正面切割道56内的填充层58，例如利用有机溶剂或是利用氧气等离子体等方式，完成切割工艺。
如图12所示，接着将晶片50的背面贴附于一用于扩片的可扩张胶带72上。如图13所示，最后将黏着层60移除，即可利用拉撑可扩张胶带72进行后续自动扩片和分离晶片工艺，其中移除黏着层60的方式可视黏着层60的材料使用不同方法。举例来说，若黏着层60为热释放胶带，则可利用加热方式加以移除，而若黏着层60为紫外光胶带，则可利用照射紫外光方式加以移除。
综上所述，本发明进行双面工艺的方法具有下列优点：
(1)高度自动化；
(2)可避免悬膜结构在切割过程因清洗工艺而受损；
(3)正面切割道中所填充的填充层提供了进行背面湿式蚀刻工艺的可行性；
(4)悬膜结构上不具有其它材料层，可避免应力造成悬膜结构破裂等问题。
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 (14)
1、一种进行双面工艺的方法，包含有：
提供一晶片，且所述晶片的正面包含有一结构图案；
在所述结构图案上界定多条正面切割道；
在所述正面切割道内填入一填充层；
利用一黏着层将所述结构图案与一承载晶片接合；
在所述晶片的背面界定多条背面切割道；以及
移除所述正面切割道内的所述填充层。
2、如权利要求1所述的方法，其中所述正面切割道利用一正面蚀刻工艺界定。
3、如权利要求1所述的方法，其中所述正面切割道深及所述晶片但并未贯穿所述晶片。
4、如权利要求1所述的方法，其中在所述正面切割道内填入所述填充层的步骤包含有：
在所述结构图案上形成所述填充层，所述填充层覆盖于所述结构图案的表面并填入所述正面切割道内；以及
移除覆盖于所述结构图案的表面的所述填充层。
5、如权利要求1所述的方法，其中所述填充层的材料包含有光致抗蚀剂、苯环丁烯、聚酰亚胺或环氧树脂。
6、如权利要求1所述的方法，其中所述黏着层包含有一热释放胶带或一紫外光胶带。
7、如权利要求1所述的方法，其中在所述晶片的背面界定所述背面切割道时，也同时界定多个悬膜结构。
8、如权利要求7所述的方法，其中所述背面切割道与所述悬膜结构是利用一背面蚀刻工艺界定。
9、如权利要求8所述的方法，其中所述背面蚀刻工艺为一等离子体蚀刻工艺。
10、如权利要求8所述的方法，其中所述背面蚀刻工艺为一湿式蚀刻。
11、如权利要求10所述的方法，其中所述湿式蚀刻是使用氢氧化钾溶液、乙二胺邻苯二酚溶液或氢氧化四甲基铵溶液蚀刻液作为蚀刻液。
12、如权利要求1所述的方法，其中覆盖于所述结构图案的表面的所述填充层利用一湿式工艺移除。
13、如权利要求1所述的方法，其中覆盖于所述结构图案的表面的所述填充层利用一干式工艺移除。
14、如权利要求1所述的方法，在移除所述正面切割道内的所述填充层后，还包含有：
将所述晶片的背面贴附于一可扩张胶带上；
移除所述黏着层；以及
进行一自动扩片和晶片分离工艺。
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