一種在襯底減薄工藝中的粘片方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在襯底減薄工藝中的粘片方法，該方法包括：在襯底正面涂覆電子束光刻膠；在涂覆了電子束光刻膠的襯底正面蒸發(fā)或者濺射金屬；采用高溫蠟將襯底正面粘貼在減薄片托上；采用低溫蠟將減薄片托粘貼在減薄玻璃片上；對襯底背面進行減薄工藝；去低溫蠟，將減薄片托連同襯底從減薄玻璃片上取下；以及完成后續(xù)其它背面工藝之后的去膠，使襯底和減薄片托分離。利用本發(fā)明，有效解決了常規(guī)光刻膠和高溫蠟的互融問題，提高了減薄工藝的工藝效率和工藝成品率。
【專利說明】一種在襯底減薄工藝中的粘片方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在襯底減薄工藝中的粘片方法，尤其是針對于微波功率場效應(yīng)晶體管(FET)和集成電路工藝，能夠有效避免高溫蠟和光刻膠之間的互融，極大地提高去膠效率和去膠質(zhì)量，最終達到提高器件和電路成品率的目的。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微波功率器件和電路的發(fā)展，器件和電路對后道工藝的效率和成品率的要求也越來越高。后道工藝中的減薄步驟，粘片過程是必不可少的，而且粘片和減薄后襯底與片托的分離工藝直接影響器件和電路的成品率。
[0003]為了利于器件和電路在工作狀態(tài)時的散熱和減小高頻寄生，功率器件和電路的襯底需要進行減薄工藝。在減薄工藝中，需要將襯底倒扣在片托上，它們之間一般通過高溫蠟進行粘附；再將片托粘貼在有足夠強度的玻璃片上，片托和玻璃片之間一般通過低溫蠟進行粘附；然后將玻璃片吸附在減薄設(shè)備的磨頭上，對襯底背面進行減薄工藝。在減薄步驟完成之后，一般情況下通過浸泡去蠟液將低溫蠟溶解，使片托和玻璃片分離；完成后續(xù)其它背面工藝之后，再通過浸泡高溫去蠟液將高溫蠟溶解，使襯底和片托分離，從而完成整個減薄工藝。
[0004]由于襯底正面已經(jīng)制作了器件和電路，形成了空氣橋等有一定高度的布線結(jié)構(gòu)。通常這個結(jié)構(gòu)總高度在幾個微米左右，而且存在中空結(jié)構(gòu)的空氣橋等。所以在將襯底正面和片托粘貼的工藝中，要求片托和襯底之間的粘附物質(zhì)的厚度至少在10個微米左右。而目前主流的高溫蠟?zāi)軌蛲扛驳暮穸仍?微米左右，其厚度不能對襯底正面結(jié)構(gòu)進行有效的保護。為了增加襯底和片托之間的距離，更為了能夠?qū)σr底正面結(jié)構(gòu)進行有效的支撐和保護，在進行高溫蠟粘片之前，要在襯底正面涂覆一層足夠厚度的光刻膠。這樣，再經(jīng)過高溫蠟粘片后，就在襯底正面和片托之間形成了將近10微米左右的粘附層，能夠有效的保護襯底正面的器件和電路結(jié)構(gòu)。
[0005]但是，由于高溫蠟要在180攝氏度的條件下進行涂覆和粘片，在工藝條件上能夠與之匹配的光刻膠只有電子束光刻膠，其烘烤最高溫度也在180攝氏度左右。所以，在進行高溫蠟粘片過程中，以及在之后的減薄工藝過程中，電子束光刻膠和高溫蠟接觸部位會產(chǎn)生部分互溶，生成極為難以去除的有機物。這種物質(zhì)極難溶于去蠟液和去膠液，導致去膠或去蠟工藝時間非常長，通常在幾天或者幾周的時間，工藝效率極低。而且，即使去膠或者去蠟完成，襯底表面也非常容易殘留很多難以去除的有機物殘渣，對后面的工藝造成非常不利的影響。
[0006]綜上所述，光刻膠/高溫蠟的粘片方法存在如下缺點:
[0007]1.去蠟/去膠時間長，效率低下；
[0008]2.去臘/去I父效果差，成品率低；
[0009]3.會對后續(xù)工藝產(chǎn)生不利影響。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010](一)要解決的技術(shù)問題
[0011]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種在襯底減薄工藝中的粘片方法，以有效解決常規(guī)光刻膠和高溫蠟的互融問題，提高減薄工藝的工藝效率和工藝成品率。
[0012](二)技術(shù)方案
[0013]為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種在襯底減薄工藝中的粘片方法，該方法包括:在襯底正面涂覆電子束光刻膠；在涂覆了電子束光刻膠的襯底正面蒸發(fā)或者濺射金屬；采用高溫蠟將襯底正面粘貼在減薄片托上；采用低溫蠟將減薄片托粘貼在減薄玻璃片上；對襯底背面進行減薄工藝；去低溫蠟，將減薄片托連同襯底從減薄玻璃片上取下；以及完成后續(xù)其它背面工藝之后的去膠，使襯底和減薄片托分離。
[0014]上述方案中，所述在襯底正面涂覆電子束光刻膠的步驟中，電子束光刻膠為PMMA950-A11光刻膠，涂覆厚度大于3個微米，烘烤條件為180°C熱板真空加熱4分鐘。
[0015]上述方案中，所述在涂覆了電子束光刻膠的襯底正面蒸發(fā)或者濺射金屬的步驟中，是采用蒸發(fā)或者濺射工藝，在襯底正面涂覆的PMMA950-A11電子束光刻膠上蒸發(fā)或者濺射厚度為IOnm的金屬Al或者金屬Ti。
[0016]上述方案中，所述采用高溫蠟將襯底正面粘貼在減薄片托上的步驟中，是將涂覆有PMMA950-A11電子束光刻膠和沉積有金屬的襯底正面用高溫蠟粘貼在減薄片托上，工藝條件為180°C。
[0017]上述方案中，所述采用低溫蠟將減薄片托粘貼在減薄玻璃片上的步驟中，是將減薄片托用低溫蠟粘貼在減薄玻璃片上，工藝條件為70°C。
[0018]上述方案中，所述去低溫蠟的步驟中，是將減薄玻璃片、減薄片托連同襯底整體浸泡低溫去蠟液，將減薄片托連同襯底從減薄玻璃片上取下。
[0019]上述方案中，所述去膠使襯底和片托分離的步驟中，是將減薄片托連同襯底浸泡到去膠液中進行去膠工藝，使襯底和片托分離。
[0020]上述方案中，所述去膠工藝的工藝條件為:在50°C去膠液中浸泡30分鐘，更換新去膠液后在50°C條件下超聲20分鐘，IPA超聲5分鐘，用去離子水沖洗5次，用干燥氮氣吹干。
[0021](三)有益效果
[0022]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0023]1、本發(fā)明提供的在襯底減薄工藝中的粘片方法，通過在PMMA950-A11光刻膠與高溫蠟之間插入薄層金屬，使兩種有機物完全隔離，有效地避免了互溶作用的發(fā)生，有效解決了光刻膠和高溫蠟的互溶問題，提高了工藝效率和工藝成品率；
[0024]2、本發(fā)明提供的在襯底減薄工藝中的粘片方法，由于有效的避免了光刻膠和高溫蠟之間的互溶，不會產(chǎn)生其它難溶的有機產(chǎn)物，不會對后續(xù)工藝產(chǎn)生不利影響，工藝步驟增加非常少，幾乎未增加工藝復(fù)雜性，顯著提高了整套工藝的效率和工藝成品率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明提供的在襯底減薄工藝中的粘片方法的流程圖；
[0026]圖2至圖8是依照本發(fā)明實施例的粘片和使襯底和片托分離的工藝流程圖；[0027]圖9和圖10是使用本發(fā)明的之前和之后，襯底和片托分離后的效果對比。
【具體實施方式】
[0028]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0029]本發(fā)明提供的在襯底減薄工藝中的粘片方法，是使用電子束光刻膠/薄層金屬/高溫蠟結(jié)構(gòu)，在電子束光刻膠與高溫蠟之間插入薄層金屬，利用金屬固有的性質(zhì)，阻止兩種有機物的互融作用發(fā)生。這樣，在減薄工藝和其它背面工藝完成之后，可以很順利地用去膠工藝把襯底和片托分離，極大的縮短工藝時間，而且避免了難溶有機物的產(chǎn)生。
[0030]如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的在襯底減薄工藝中的粘片方法的流程圖，該方法包括:
[0031]步驟1:在襯底正面涂覆電子束光刻膠；
[0032]其中，電子束光刻膠為PMMA950-A11光刻膠，涂覆厚度大于3個微米，烘烤條件為180°C熱板加熱4分鐘。此處的180°C是指PMMA950-A11光刻膠的標準烘烤溫度，不同的熱板，溫度設(shè)置可能會有微小偏差；此處的4分鐘是指PMMA950-A11光刻膠的標準烘烤時間，不同的熱板，烘烤時間可能會有偏差，其目的是使PMMA950-A11光刻膠中的溶劑充分揮發(fā)；
[0033]步驟2:在涂覆了電子束光刻膠的襯底正面蒸發(fā)或者濺射金屬；
[0034]其中，該步驟是采用蒸發(fā)或者濺射工藝，在襯底正面涂覆的PMMA950-A11電子束光刻膠上蒸發(fā)或者濺射約IOnm厚度Al或者Ti或者其它能夠和光刻膠粘附的金屬；
[0035]步驟3:采用高溫蠟將襯底正面粘貼在減薄片托上；
[0036]將涂覆有PMMA950-A11電子束光刻膠和沉積有金屬的襯底正面用高溫蠟粘貼在減薄片托上，工藝條件為180°C ；
[0037]步驟4:采用低溫蠟將減薄片托粘貼在減薄玻璃片上；
[0038]將減薄片托用低溫蠟粘貼在減薄玻璃片上，工藝條件為70°C ；
[0039]步驟5:對襯底背面進行減薄工藝；
[0040]步驟6:去低溫蠟，將減薄片托連同襯底從減薄玻璃片上取下:
[0041]整體浸泡低溫去蠟液，將減薄片托連同襯底從減薄玻璃片上取下；
[0042]步驟7:完成后續(xù)其它背面工藝之后的去膠，使襯底和減薄片托分離:
[0043]將減薄片托連同襯底浸泡到去膠液中，進行去膠工藝；工藝條件為:在50°C去膠液中浸泡30分鐘，更換新去膠液后在50°C條件下超聲20分鐘，IPA超聲5分鐘，用去離子水沖洗5次，用干燥氮氣吹干；在此步工藝過程中，襯底和減薄片托分離，并將PMGI層徹底去除。
[0044]基于圖1所示的在襯底減薄工藝中的粘片方法的流程圖，圖2至圖8是依照本發(fā)明實施例的粘片和使襯底與片托分離的工藝流程圖，其中:
[0045]圖2為襯底正面工藝完成后，在襯底正面涂覆PMMA-AlI光刻膠。襯底正面已經(jīng)制作完成了半導體器件或者電路，為了在減薄過程中使器件和電路結(jié)構(gòu)不被損傷，需要在襯底正面涂覆PMMA-AlI光刻膠，以進行保護。涂覆條件為=PMMA-All光刻膠厚度為3um以上，在180°C熱板烘烤4分鐘；
[0046]圖3所示步驟為在襯底正面沉積金屬層，厚度為IOnm左右；[0047]圖4所示步驟為襯底倒扣并粘附在片托上。此步驟要通過高溫蠟將襯底正面和片托進行粘附。
[0048]圖5所示步驟為將粘貼好襯底的片托(沒有粘貼襯底一面)通過低溫蠟粘貼在玻璃片上。
[0049]圖6所示步驟為對粘貼在剝離片上的襯底背面，進行減薄工藝。
[0050]圖7所示步驟為將減薄后的連同片托和玻璃片的襯底，浸泡在去蠟液中，片托和玻璃片之間的低溫蠟溶解，使片托和玻璃片分離。
[0051]圖8所示步驟為將與玻璃片分離的連同片托的襯底，浸泡在去膠液中，襯底和片托之間的光刻膠(PMMA-All)溶解，使襯底和片托分離。
[0052]圖9為使用傳統(tǒng)工藝，襯底和片托分離后，表面殘留的大量固體污物。
[0053]圖10為使用插入金屬層的粘片工藝，襯底和片托分離后，干凈整潔的襯底表面。
[0054]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種在襯底減薄工藝中的粘片方法，其特征在于，該方法包括: 在襯底正面涂覆電子束光刻膠； 在涂覆了電子束光刻膠的襯底正面蒸發(fā)或者濺射金屬； 采用高溫蠟將襯底正面粘貼在減薄片托上； 采用低溫蠟將減薄片托粘貼在減薄玻璃片上； 對襯底背面進行減薄工藝； 去低溫蠟，將減薄片托連同襯底從減薄玻璃片上取下；以及 完成后續(xù)其它背面工藝之后的去膠，使襯底和減薄片托分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在襯底減薄工藝中的粘片方法，其特征在于，所述在襯底正面涂覆電子束光刻膠的步驟中，電子束光刻膠為PMMA950-A11光刻膠，涂覆厚度大于3個微米，烘烤條件為180°C熱板真空加熱4分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在襯底減薄工藝中的粘片方法，其特征在于，所述在涂覆了電子束光刻膠的襯底正面蒸發(fā)或者濺射金屬的步驟中，是采用蒸發(fā)或者濺射工藝，在襯底正面涂覆的PMMA950-A11電子束光刻膠上蒸發(fā)或者濺射厚度為IOnm的金屬Al或者金屬Ti。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在襯底減薄工藝中的粘片方法，其特征在于，所述采用高溫蠟將襯底正面粘貼在減薄片托上的步驟中，是將涂覆有PMMA950-A11電子束光刻膠和沉積有金屬的襯底正面用高溫蠟粘貼在減薄片托上，工藝條件為180°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在襯底減薄工藝中的粘片方法，其特征在于，所述采用低溫蠟將減薄片托粘貼在減薄玻璃片上的步驟中，是將減薄片托用低溫蠟粘貼在減薄玻璃片上，工藝條件為70°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在襯底減薄工藝中的粘片方法，其特征在于，所述去低溫蠟的步驟中，是將減薄玻璃片、減薄片托連同襯底整體浸泡低溫去蠟液，將減薄片托連同襯底從減薄玻璃片上取下。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在襯底減薄工藝中的粘片方法，其特征在于，所述去膠使襯底和片托分離的步驟中，是將減薄片托連同襯底浸泡到去膠液中進行去膠工藝，使襯底和片托分離。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的在襯底減薄工藝中的粘片方法，其特征在于，所述去膠工藝的工藝條件為:在50°C去膠液中浸泡30分鐘，更換新去膠液后在50°C條件下超聲20分鐘，IPA超聲5分鐘，用去離子水沖洗5次，用干燥氮氣吹干。
【文檔編號】H01L21/02GK103489756SQ201310472846
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】鄭英奎, 杜萌, 王鑫華 申請人:中國科學院微電子研究所