專利名稱：用于在背側(cè)處理時(shí)保護(hù)前側(cè)電路的耐劃涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供用于在背側(cè)制作和封裝處理時(shí)保護(hù)脆弱的前側(cè)電路以免損壞的有機(jī)、 旋涂、耐劃涂層?，F(xiàn)有技術(shù)描述深度反應(yīng)性離子蝕刻(de印reactive ion etching, DRIE)制作用于許多微電機(jī)械制作過(guò)程中。例如，對(duì)要求高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的撓性微電機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)的需求以及對(duì)集成電路(IC)エ業(yè)提高密度和性能的期待都促使需要在MEMS和半導(dǎo)體裝置應(yīng)用中將DRIE用于形成硅的深各向異性蝕刻。但是，在處理過(guò)程中，晶片前側(cè)上已經(jīng)構(gòu)建的脆弱、蝕刻敏感性電路容易發(fā)生損壞，發(fā)生損壞的原因包括與蝕刻室卡盤(pán)直接接觸產(chǎn)生的物理?yè)p壞以及在蝕刻過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)損壞。通常已經(jīng)使用標(biāo)準(zhǔn)光致抗蝕劑作為DRIE保護(hù)涂層。但是這種材料無(wú)法提供必需的等離子體耐受性或耐劃性，而且已經(jīng)這種材料對(duì)于材料除氣和應(yīng)力相關(guān)事項(xiàng)存在問(wèn)題。 另外，光致抗蝕劑一般無(wú)法承受DRIE必需的110°C操作溫度?，F(xiàn)有的技術(shù)還依賴于裝置設(shè)計(jì)中獨(dú)立的鋁、SiO2或氧化鋁蝕刻停止層，但是隨后無(wú)法從裝置上除去這些材料，因此必須被結(jié)合到整體裝置設(shè)計(jì)中。它們還會(huì)影響下面的層，導(dǎo)致裝置收率損失。因此，在本領(lǐng)域中需要能提供要求的耐劃性同時(shí)避免現(xiàn)有涂層的缺點(diǎn)的保護(hù)涂層。這些材料應(yīng)當(dāng)不會(huì)污染蝕刻室或蝕刻工具，避免在蝕刻過(guò)程中除氣，具有足夠的硬度以抵抗物理劃擦，避免在蝕刻過(guò)程的溫度條件下產(chǎn)生任何再流動(dòng)傾向，能充分覆蓋裝置電路并使其形貌平面化而不會(huì)對(duì)裝置元件產(chǎn)生任何應(yīng)力。在蝕刻過(guò)程之后應(yīng)當(dāng)能輕易地除去這種材料，而不會(huì)損壞電路或基板本身或者對(duì)其產(chǎn)生負(fù)面影響。最后，這種材料還應(yīng)當(dāng)適于用作蝕刻停止層，從而使得裝置設(shè)計(jì)中不需要獨(dú)立層。發(fā)明概述本發(fā)明通過(guò)提供ー種利用符合以上要求的保護(hù)涂層在背側(cè)處理時(shí)保護(hù)前側(cè)裝置元件的方法克服了這些問(wèn)題。所述方法包括提供ー種基板，該基板包括裝置表面和背側(cè)表面?？梢匀芜x地在裝置表面上形成ー個(gè)或多個(gè)中間層。如果存在中間層，則在該中間層上形成非光敏保護(hù)層，或者，如果不存在中間層，則在裝置表面上形成非光敏保護(hù)層，對(duì)背側(cè)表面進(jìn)行背側(cè)處理。所述保護(hù)層由包含分散或溶解在溶劑體系中的組分的組合物形成，其中該組分選自苯乙烯-丙烯腈共聚物和芳族砜聚合物。本發(fā)明還提供了ー種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括ー種基板，所述基板包括裝置表面和背側(cè)表面，其中，所述裝置表面包括裝置元件?？沙サ姆枪饷舯Ｗo(hù)層與該裝置表面相鄰，在裝置表面和保護(hù)層之間不存在中間層。所述保護(hù)層由包含分散或溶解在溶劑體系中的組分的組合物形成，其中該組分選自苯乙烯-丙烯腈共聚物和芳族砜聚合物。附圖簡(jiǎn)要描述

圖1 (A)-(C)是說(shuō)明在背側(cè)處理過(guò)程中利用保護(hù)涂層保護(hù)前側(cè)裝置元件的流程示意圖；圖2是表示對(duì)實(shí)施例4中的苯乙烯-丙烯腈共聚物涂層進(jìn)行玻璃化轉(zhuǎn)變溫度測(cè)試的曲線圖；圖3是實(shí)施例5的熱重分析(TGA)結(jié)果的曲線圖；圖4是實(shí)施例5的真空除氣測(cè)試的曲線圖；圖5是實(shí)施例5的真空下除氣物質(zhì)的曲線圖；圖6是表示實(shí)施例5的膜離子水平的表格；圖7是實(shí)施例9的聚醚砜涂層的TGA結(jié)果的曲線圖；圖8是表示實(shí)施例13的聚醚砜涂層的透過(guò)率％的曲線圖；圖9是表示實(shí)施例13的聚醚砜涂層的折射率的曲線圖。發(fā)明詳述耐劃保護(hù)涂層組合物包含分散或溶解在溶劑體系中的組分。在一種實(shí)施方式中， 該組分是苯乙烯-丙烯腈共聚物，因此，所述組合物包含分散或溶解在溶劑體系中的苯乙烯-丙烯腈共聚物。優(yōu)選的共聚物是熱塑性聚合物，包含具有以下結(jié)構(gòu)式的重復(fù)單體
權(quán)利要求
1.一種保護(hù)裝置表面的方法，所述方法包括 提供基板，所述基板具有裝置表面和背側(cè)表面； 任選地在所述裝置表面上形成ー個(gè)或多個(gè)中間層；若存在中間層，則在所述中間層上形成非光敏性保護(hù)層，或者，若不存在中間層，則在所述裝置表面上形成非光敏性保護(hù)層，所述保護(hù)層由包含分散或溶解在溶劑體系中的組分的組合物形成，所述組分選自下組苯乙烯-丙烯腈共聚物和芳族砜聚合物；和對(duì)所述背側(cè)表面進(jìn)行背側(cè)處理。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，所述背側(cè)處理選自下組干蝕刻，濕蝕刻，濕清潔，晶片薄化，化學(xué)機(jī)械拋光，金屬和介電材料沉積，平版印刷圖案化鈍化和退火，及其組
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，所述方法還包括通過(guò)溶劑除去法從所述裝置表面除去所述保護(hù)層。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，所述裝置表面包括選自下組的裝置元件由硅、多晶硅、ニ氧化硅、氮(氧)化硅、金屬、低k介電材料、聚合物介電材料、金屬氮化物和硅化物、及其組合形成的結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在干，所述保護(hù)層以足以覆蓋所述裝置元件的厚度在所述裝置表面上形成。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，所述保護(hù)層的鉛筆硬度至少約為3H。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，所述保護(hù)層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度至少約為 IlO0Co
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，所述背側(cè)處理選自下組深度反應(yīng)性離子蝕刻，化學(xué)氣相沉積，物理氣相沉積，及其組合。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，所述組分是包含具有以下結(jié)構(gòu)式的重復(fù)單體的苯乙烯-丙烯腈共聚物其中各R1獨(dú)立選自-H和C1-C8烷基；且各R2獨(dú)立選自-H、C1-C8烷基、和C1-C8烷氧基。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在干，所述共聚物基本不含其他共聚單體。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在干，所述溶劑包括選自下組的溶劑酮、酷、ニ 醇醚、芳族烴、醚、及其混合物。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，所述組分是包含具有以下結(jié)構(gòu)式的重復(fù)單體的芳族砜聚合物
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在干，所述聚合物基本由具有結(jié)構(gòu)式(VI)的重復(fù)單體組成。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在干，所述溶劑體系包含選自下組的溶劑酮、 極性非質(zhì)子溶劑、芳族溶劑、乙酰乙酸乙酷、及其混合物。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，以所述組合物總重量為100重量％為基準(zhǔn)計(jì)，該組合物包含約5-40重量％的所述組分。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，所述組合物基本由分散或溶解在所述溶劑體系中的所述組分組成。
17.—種微電子結(jié)構(gòu)，其包括基板，該基板具有裝置表面和背側(cè)表面，所述裝置表面包括裝置元件；和與所述裝置表面相鄰的可除去的非光敏性保護(hù)層，所述保護(hù)層由包含分散或溶解在溶劑體系中的組分的組合物形成，所述組分選自下組苯乙烯-丙烯腈共聚物和芳族砜聚合物，其中在所述裝置表面和所述保護(hù)層之間不存在中間層。
18.如權(quán)利要求17所述的結(jié)構(gòu)，其特征在干，所述保護(hù)層的厚度約為5-20微米。
19.如權(quán)利要求17所述的結(jié)構(gòu)，其特征在干，所述裝置元件選自下組由硅、多晶硅、ニ 氧化硅、氮(氧)化硅、金屬、低k介電材料、聚合物介電材料、金屬氮化物和硅化物、及其組合形成的結(jié)構(gòu)。
20.如權(quán)利要求17所述的結(jié)構(gòu)，其特征在干，所述裝置元件是凸起的結(jié)構(gòu)和電路，選自下組焊料凸塊和連接點(diǎn)、接線樁、接線柱、由導(dǎo)電材料形成的線路、及其組合。
21.如權(quán)利要求20所述的結(jié)構(gòu)，其特征在干，所述保護(hù)層的厚度足以覆蓋所述凸起的結(jié)構(gòu)和電路。
全文摘要
用于在提供背側(cè)處理時(shí)保護(hù)微電機(jī)械裝置和半導(dǎo)體裝置的前側(cè)的耐劃涂層，以及使用該耐劃涂層的方法。所述涂層為非光敏性、可去除的涂層，能耐受高處理溫度。這些涂層還使得在裝置設(shè)計(jì)中可以取消獨(dú)立的蝕刻停止層。所述涂層由包含溶解或分散在溶劑體系中的組分的組合物形成。該組分選自苯乙烯-丙烯腈共聚物和芳族砜聚合物。
文檔編號(hào)H01L21/48GK102576680SQ201080041868
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月16日
發(fā)明者K·A·耶斯, M·M·小戴利, T·D·弗萊 申請(qǐng)人:布魯爾科技公司