TW200305621A - A method for coating a semiconductor substrate with a mixture containing an adhesion promoter - Google Patents

Description

2〇〇3〇562l 玖、發明說明 【發明戶斤屬之技術領域】 發明相關領域 [0001]本發明通常與增黏劑與塗覆技術有關。 L lltr 5發明背景 [0002] 許多不同的塗覆技術應用包含有例如將聚氨 脂施加到硬木地板之單一施加塗料的相對簡單的應用，到 更多具有許多層次的相關應用。半導體工業需要用於具有 · 以具有特定化學或物理性質的複雜、依序塗覆塗層之產品 10的製造之塗覆技術。該被用於一典型的半導體晶片處理程 序的多層塗層，係典型地產生分離的絕緣層、半導體層與 傳導層’以在一個微觀的尺度上生產例如電容器和電晶體 之電子元件。通常，當每個塗層被依序施加以達成所需要 特性的時候，這些多層的塗層需要一特定的硬化時間和環 15 境。 [0003] 如果生產一產品需要太多步驟的話，與在丨 ♦ 導體加工中所使用的方法相同的依序塗覆製造方法，可以 會又困無效率和品質控制上的問題。特別地，在-可撓# · 薄片或材料筒係被自動地引導過一系列的製造步驟之像$ 、 2袞裝進出或以薄片為主的製造情況下，硬化步驟可能是不 易進行的纟這些類型的製造情況中，當該硬化區域係被 適當地處理的時候，每個硬化步驟中都需要在等候區或蓄 積器中花費相當的時間。因此，額外的硬化或製造步驟可 6 200305621 玖、發明說明， 能對應需要在機械和材料上更多的資本投資，且可能導致 更長的製造時間。 【明内^^】 發明摘要 5 [0004]以一塗料塗覆一半導體基材的方法，該方法係 由將增黏劑與塗料混合以及將該混合物施加至半導體基材 材料的步驟所組成。本發明也包含一用於以一塗料塗覆一 半導體基材的裝置，其包含用於將增黏劑與塗料混合的裝 置以及將該混合物施加至半導體基材的裝置。 10 圖式簡要說明 [0005] 第1圖是依據本發明之一具體例所進行的步 驟之流程圖； [0006] 第2A圖是一被施加到半導體基材上的塗料 之剖面圖； 15 [〇〇〇7]第2B圖是一被施加到半導體基材上的塗料 之放大剖面圖，其顯示在其等之間所形成的接觸角； [0008] 第3圖是依據本發明的一具體例之將一塗料 施加到一半導體基材的方法的剖視圖；以及 [0009] 第4圖是依據本發明的一個具體例所形成的 20多層產品之剖視圖。 【實施方式3 發明的詳細說明 7 200305621 玖、發明說叽 [0010]塗覆技術是廣泛的存在物品的製作中，例如 從施加的油漆塗料到完成的物件一直到需要複雜的多層系 統之技術的半導體加工。舉例來說，塗覆技術使得在半導 體基材材料上施加一塗料的應用，能夠在二個材料之間施 5行一所欲的程度的黏附劑。通常該塗覆方法需要二個分離 的步驟，其一需要將增黏劑施加至半導體基材，而僅只是 接著將一塗層施加到該經處理的半導體基材。該塗料及/ 或半導體基材材料可以或是相同的或不同的化學成分。 [0011]第1圖是依據本發明的一具體例所進行的步 10驟之流程圖。通常，該方法被認為係在一個混合步驟105 和一施加步驟106之後的一系列的四個步驟丨〇丨、1 、 103,和104。該等選擇步驟10M04選擇完成產品所需 要的性質以及產生該完成產品所需要的材料。在四個選擇 步驟101-104之後，步驟105係定義為將在步驟1〇3相 15同的塗料與步驟1〇4中相同的增黏劑混合。在步驟1〇6 中’在步驟105中被產生的混合物係被施加到一選定的半 導體基材，而如果需要的話，該被施加的混合物係在步驟 107中被硬化。 明確地說，本發明的完成產品所需的塗料性質係在步 20驟1 〇 1中選定。舉例來說，一具有保護特性的塗料可以 根據它的功用能力在步驟101中被選定，以保護避免在 下層的半導體基材損害。在其他的例子中，一塗料可因為 8 200305621 玫、發明說明 · 例如絕緣效能的特殊電氣性質，或為了提供一吸引人的末 道漆之美學的性質，而在步驟101中被選定。 [0013]步驟102辨識一用於本發明的半導體基材材 料。半導體基材包含有在例如在施加電或磁場之某些情況 下^導電的材料。半導體基材也可以結合不用來作為半導 體之材料的半導體材料。典型的半導體基材可以包含同質 的和非同質的材料，例如金屬、塑膠物質、非金屬、玻璃 或陶曼。更明確地說，例如石夕、二氧化石夕、氮化石夕和銘化 φ 合物的半導體基材可能被用在本發明的具體例中。在本發 月的他具體例中，可以使用例如可撓之石夕塗覆薄片的可 撓性矽半導體基材。在第丨圖所例示說明的具體例中， 所選擇的基材係為一典型的在半導體製造中之半導體基材 。要注意許多其他的基材係適合用於本方法中。 [0014]在步驟1〇3中，辨識一個液態塗料。適當塗 15料的特定實施例有塗層劑、光敏聚合物、光起始劑、丙烯 酉文、水氨知、膝體、墨水、黏著劑和油漆。液態的塗料可 以是單一化合物或組成物，或者其可以是二個或更多個化 合物或組成物的均質或非均質溶液。在一具體例中，該塗 · 料可以是由聚氨脂、丙婦酸酯與例如2,2-二甲氧基-1，2-二 · 20苯乙醇的光起始劑。在一較佳的具體例中，該塗料可以 是由Norland Products所製造的光敏聚合物n〇A83H〇 NOA83H溶液包含有的巯基酯。然而，要注意許多其他 的塗料係適合用於本方法中。 9 200305621 玖、發明說明 [〇〇15]步驟104，採用—與在步驟102料導體基 材與步驟103中相料㈣㈣。相容的增黏劑可與步驟 中所採料液態塗料混合，並保有或提高塗料所需要 的性質。該增黏劑可選自從許多不同的材料和化合物，其 :包括有，但不限於’有機石夕院、丙稀酸和環氧樹脂。在 一具體例令’所選擇的增黏劑係與塗料分開施加。較佳的 具體例中使用VM_652 #為選定的增黏劑。肋

Mi_ySt刪所製造的VM.652，在有機溶液中包含有f 氨基丙基三以氧基矽烷。 [0016]該增黏劑也可以該增黏劑提高該選定的半導體 基材材料之可濕性的能力為基礎來作為選擇標準。可濕 性半導體基材材料可以使得一液態塗覆材料可以均於且一 致地塗抹敷過該半導體基材，其係在運用本方法的多數應 用中所欲的特性。 15 [0017]第2A圖是覆蓋以一塗料混合物2〇2的半導 體基材201的剖面圖。第2B圖是覆蓋以一塗料混合物 202的半導體基材201的放大剖面圖。半導體基材的可 濕性與施加的液體塗料間之關係，係與半導體基材2〇1 的表面和液態塗料202的表面所形成的接觸角203成比 20例。通常，可濕性的表面使液體塗料形成較小的接觸角 203 ’而增黏劑係在步驟1〇4中被選擇，以在和液態的塗 料混合的時使得基材-塗料的接觸角203變成最小。 10 200305621 玫、發明說明 [0018]回頭參照第1圖，在步驟1〇5中所採用的 液態的塗料係在步驟103中與步驟1〇4中所採用的增勒 劑混合。該混合物也可以包含任何多種有機的和無機的溶 劑，例如水、醇、乙醚，或烴。許多種的混合技術可能 5被使用以混合液態塗料和增勒劑，其包括，但是不限於， 例如機械攪拌、搖動、或攪乳的方法。然而，第1圖所 私用的具體例’係藉由搜拌將液態塗料與增黏劑混合，以 得到一均質的塗料和增黏劑之混合物或膠體。 [〇〇⑼在步驟1〇"，在步驟105中形成的混合物 ίο係被施加到步·驟102巾採用的半導體基材上。本方法可 以採用包括例如洗注、塗敷、噴灑、擠注或塗抹的許多種 的施加方法’來將該混合物施加在半導體基材上。該半導 體基材也可以被浸在混合物中。該方法也可以採用特殊的 %加方法，但不限於使用計量桿或棒、凹版印刷施加技術 15帷幔塗布、間隙塗覆或網眼塗覆。施加過程可以許多種 的周圍條件下進行，舉例來說，包括在真空、高的或低溫 度、或是低微粒子或增壓環境下進行。纟一個具體例中， 在v驟105中形成的混合物係使用旋轉塗覆技術而施加 至步驟102所選擇的半導體基材上。 2〇 [〇〇2〇]在步驟1〇7中，該施加的混合物係進行一硬 化步驟。在第1圖中所採用的具體例中，施加的塗料混 合物可被曝露於-可以誘導在塗料混合物中所包含的光敏 聚合物之聚合作用的紫外線來源下。在其他的具體例中， 200305621 玖、發明說明 該硬化步驟可以使用與紫外線不同波長的光源，或是可以 使用加熱或冷卻來硬化該塗料混合物。在步驟1〇7中某 些塗料混合物可能不需要硬化。 [0021]第3圖例示說明使用旋轉塗覆施加技術，而 5將來自步驟105的混合物施加到步驟102所選定的半導 體基材上。旋轉塗覆係在一具體例中被用來作為將一塗 料與增黏劑之混合物施加至一半導體基材上的方法。該 半導體基材301可以是碟形的，但是可以假定許多種的 形狀都具有可沿著一縱轴的周圍穩定旋轉的能力。該混合 1〇物302可以使用一施加噴嘴303而被施加到一的迴轉的 半導體基材上。該半導體基材3〇1可以多種不同的迴轉 速度來快速旋轉；典型的轉速範圍是界於每分鐘ι〇轉到 每分鐘1〇,〇〇〇轉。 [0022] 第4圖顯示本發明的典型最終產品模範的截 15面圖，其圖例說明一塗覆四個層的半導體基材401。在該 具體例中，層次402 {-包含有與增黏劑混合之聚酿亞 胺的塗層。層次403、4〇4和4〇5的數量和成分，係依 據本發明所需要的產品而不同，而且可能包含具有例如絕 緣f生、導電性，半導性、介電性或保護作用的特定物理性 20質之層次。如第4圖所示，要注意該方法可以被用來在 -個半導體基材上施加多個層次，或者也可以用來施加塗 料的單一塗層。 [0023] 概略的說，本發明提供一使用最少單獨步驟來 12 200305621 玖、發明說明； 將半導體基材材料塗敷以一塗料的方法。要注意本發明可 輕易地使用在該領域中任何現存的許多種工具來施行。此 外，雖然本發明參照特定的具體例來描述，其他實施與修 改的具體例和方法也是很明顯的可在不背離本發明的實際 5精神與範圍下來採用。舉例來說，雖然本發明在例如積體 電路的電子元件製造中發現特殊的應用，然而其也可以應 用到其他的裝置以及需要使用一個增黏劑來施加一塗層之 表面的廣大應用範圍。 【圖式簡單說明】 10 第1圖是依據本發明之一具體例所進行的步驟之流 程圖； 第2A圖是一被施加到半導體基材上的塗料之剖面圖 第2B圖是一被施加到半導體基材上的塗料之放大剖 15 面圖，其顯示在其等之間所形成的接觸角； 第3圖是依據本發明的一具體例之將一塗料施加到 一半導體基材的方法的剖視圖；以及 第4圖是依據本發明的一個具體例所形成的多層產品 之剖視圖。 13 200305621 玖、發明說明 圖式之主要元件代表符號表】 101選定所需的塗料性質 102辨識半導體基材材料 5 103辨識液態塗料 104辨識增黏劑 105混合步驟 106施加步驟 107硬化步驟 10 202塗料混合物 201半導體基材 203接觸角 301半導體基材 302混合物 15 303施加喷嘴 401半導體基材 402,403,404 和 405 層次 14

Claims (1)

1. ^305621 拾、申請專利範圍 h 一種將塗料2〇2塗敷至半導體基材材料2〇1的方法 ’其包含： 將一增黏劑與一塗料105混合；且 將該混合物施加到一半導體基材材料1〇6。 5 2 • 申請專利範圍第1項的方法，其進一步包含有： 選擇一與該半導體基材材料以及該塗料104相容 的增黏劑。

   如申請專利範圍第1項的方法，其進一步包含有： 選擇一最後產品101所需的性質； 10 , 並選擇一個半導體基材材料102和一塗料103 以提供該性質。 •如申清專利範圍第3項的方法，其進一步包含有·· 選擇一與該半導體基材材料與該塗料104相容的 增黏劑。 15 5

   .如申請專利範圍第1項的方法，其中該半導體基材 材料是一可撓的薄片。 6·如申請專利範圍第1項的方法，其中該塗料係由聚 氨脂、丙稀酸酯與光起始劑所組成。 7· 一種用於塗敷半導體基材的方法，其包含： 20 將一塗料與一增黏劑混合以產生一塗料混合物 10 5 ;和 將該混合物施加至半導體基材1〇6。 8.如申請專利範圍帛7項的方法，其中相較於該塗料 ’該塗料混合物已經改良其黏附特性。 15 ^305621 拾、申請專利範圍 9·—經塗層的半導體基材，其包含： 一半導體基材201 ;與 一塗料混合物202，其係由施加至到半導體基材 的增黏劑和光敏聚合物所組成。 1G· —種用於塗敷半導體基材的方法，其包含： 將VM-652與NOA83H混合以形成一塗料混合 物； 以該塗料混合物旋轉塗敷該半導體基材，以形成 一經塗層的半導體基材106;且 將該經塗層的半導體基材以一紫外線光源照射’ 以硬化塗料混合物107。 16