CN104098063A - 微机电***器件在制造过程中的加固方法 - Google Patents

微机电***器件在制造过程中的加固方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微机电***器件在制造过程中的加固方法，包括下列步骤：步骤一，在玻璃片上涂覆光刻胶；步骤二，将圆片与所述玻璃片对齐叠放在一起；步骤三，利用硅片与玻璃的阳极键合工艺，将玻璃片涂有光刻胶的一面与所述圆片键合在一起；步骤四，利用湿法去胶工艺的去胶溶液，将所述圆片脱离所述玻璃片。本发明解决了后续传输工序中圆片的碎片问题。穿孔腐蚀及后续的传输完成后再通过湿法去胶将光刻胶去除，就能很轻易的将圆片从玻璃片上脱离，因此用于加固的玻璃片不会对圆片造成影响。

Description

微机电***器件在制造过程中的加固方法
技术领域
本发明涉及微观结构技术，特别是涉及一种微机电***器件在制造过程中的加固方法。
背景技术
对于微机电***（Micro Electro Mechanical Systems,MEMS）器件中一些特殊的产品，例如一种微镜产品，需要将圆片（Wafer）腐蚀出直径600微米的通孔空腔，使组合膜（多晶/SiO2等）可以在空腔内转动，以实现产品分光/转换等功能。而由于圆片本身只有400微米厚，腐蚀后再进行圆片后续的传输工序容易造成碎片。类似的，采用背面深槽腐蚀350微米工艺的MEMS产品，在进行正面的腐蚀工艺时也同样会遇到易碎片的问题。
一种解决方案是将圆片加厚，在传输等工序完成后再进行减薄。但这种方法较为复杂，不易实现。
发明内容
基于此，为了解决一些特殊结构的MEMS产品在制造过程中易碎片的问题，有必要提供一种微机电***器件在制造过程中的加固方法。
一种微机电***器件在制造过程中的加固方法，包括下列步骤：步骤一，在玻璃片上涂覆光刻胶；步骤二，将圆片与所述玻璃片对齐叠放在一起；步骤三，利用硅片与玻璃的阳极键合工艺，将玻璃片涂有光刻胶的一面与所述圆片键合在一起；步骤四，利用湿法去胶工艺的去胶溶液，将所述圆片脱离所述玻璃片。
在其中一个实施例中，所述步骤三和步骤四之间还包括对所述硅片未与玻璃片键合的一面进行腐蚀以形成穿孔的步骤。
在其中一个实施例中，所述步骤一之前还包括在所述玻璃片上形成遮光膜的步骤。
在其中一个实施例中，所述遮光膜为铝膜。
在其中一个实施例中，所述铝膜的厚度为2000埃。
在其中一个实施例中，所述步骤一是将光刻胶涂覆在所述遮光膜表面，所述步骤一包括对玻璃片进行脱水烘培并在遮光膜表面涂覆六甲基乙硅氮烷的步骤，以及将光刻胶溶液喷洒在所述遮光膜涂有六甲基乙硅氮烷的表面进行甩胶的步骤；甩胶后不对遮光膜表面的光刻胶进行烘焙，以保持所述遮光膜表面的光刻胶中溶剂的含量。
在其中一个实施例中，所述步骤一中涂覆的光刻胶厚度为1.0～1.3微米。
在其中一个实施例中，所述步骤三中的键合温度为95～115摄氏度，传输电荷量为550～650毫库仑。
在其中一个实施例中，所述步骤四是将键合在一起的圆片和玻璃片浸泡在硫酸和双氧水的混合溶液中进行脱胶处理。
在其中一个实施例中，所述脱胶处理时溶液的温度为100～140摄氏度，浸泡的时间为20～40分钟。
上述微机电***器件在制造过程中的加固方法，利用硅片与玻璃的阳极键合工艺，将圆片与涂有光刻胶的玻璃片临时键合在一起后再进行圆片的腐蚀穿孔工艺，穿孔腐蚀时即使圆片被整片腐蚀穿通，由于底下有玻璃片作为衬垫，不会使得设备卡盘被直接腐蚀而失去真空吸附，解决了后续传输工序中的碎片问题。穿孔腐蚀及后续的传输完成后再通过湿法去胶将光刻胶去除，就能很轻易的将圆片从玻璃片上脱离，因此用于加固的玻璃片不会对圆片造成影响。
附图说明
图1是一实施例中微机电***器件在制造过程中的加固方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
S110，在玻璃片上涂覆光刻胶。
在本实施例中，涂胶后光刻胶厚度为1.15±0.15微米，该厚度的光刻胶使得后续脱胶步骤中易于脱离，优选为1.15微米。在本实施例中，选用的是型号为i7350-13p的光刻胶，在其它实施例中也可以选用其它本领域习知的光刻胶。
S120，将圆片与玻璃片对齐叠放在一起。
本实施例中的圆片是具有背面350微米深槽腐蚀结构的MEMS产品的圆片，可以理解的，本发明也同样适用于其它类型的MEMS产品。在本实施例中，需要利用键合装置将玻璃片与圆片（wafer）键合在一起，因此本步骤中是利用键合卡盘将MEMS产品的圆片与涂有光刻胶的玻璃片对齐叠放在一起。
S130，利用硅片与玻璃的阳极键合工艺，将玻璃片涂有光刻胶的一面与圆片键合在一起。
本实施例中，是将圆片的与350微米深槽腐蚀结构相反的一面与玻璃片涂有光刻胶的一面键合在一起。
步骤S130完成后，圆片被玻璃片加固，此时再进行穿孔腐蚀就不必担心后续传输工序中的碎片问题了。
S140，利用湿法去胶工艺的去胶溶液，将圆片脱离玻璃片。
穿孔腐蚀完成后，再将键合在一起的玻璃片和圆片浸泡在去胶溶液中，光刻胶被去胶溶液去除后，圆片从玻璃片上脱离。本实施例中，使用硫酸与双氧水混合溶液（SPM）作为去胶溶液，在其它实施例中也可以选用其它本领域习知的湿法去胶溶液。去胶的温度和时间与选用的光刻胶和涂胶厚度有关，在本实施例中脱胶处理时溶液的温度为120±20摄氏度，优选为120摄氏度；浸泡的时间为30±10分钟，优选为30分钟。
其中，在步骤S110中使用涂胶设备对玻璃片进行涂胶时，由于很多涂胶设备无法检测到透明的玻璃片，因此需要在玻璃片表面形成一层不透明的遮光膜，以使得这类涂胶设备能正常涂胶。遮光膜的成分可以是不透明且在半导体生产中常用的、易于形成的铝、二氧化硅、氮化硅等，在本实施例中形成一层厚度为2000埃的铝膜。步骤S110中涂覆光刻胶是涂在该遮光膜的表面。
在优选的实施例中，步骤S130是对玻璃片进行脱水烘培并在遮光膜表面涂覆六甲基乙硅氮烷（hexa-methyl-disilazane,HMDS），以增强光刻胶的黏附性，并将光刻胶溶液喷洒在遮光膜涂有HMDS的表面进行甩胶。甩胶后不对光刻胶进行烘焙，以保持光刻胶中溶剂的含量，防止溶剂和光刻胶中微量的杂质流失，利用溶剂的黏附性及杂质的导电性增强键合效果。
在步骤S130的键合工艺中，可以采用通常的硅-玻璃键合的压力，例如500牛顿，但要采用比正常情况下低的键合温度和传输电荷，避免光刻胶因温度过高或传输电荷量大（键合时间长）而变性，导致后续光刻胶去除不干净。正常的产品硅-玻璃键合温度是在370摄氏度，该温度能够确保硅-玻璃膨胀系数一致；传输电荷量4000毫库仑，确保键合强度满足产品要求，后续硅和玻璃不会分离。本实施例中的键合温度为105±15摄氏度，优选为105摄氏度；传输电荷量为600±50毫库仑，优选为600毫库仑。该温度既可以使光刻胶溶剂挥发掉，同时又确保了光刻胶的原本的性质；该传输电荷量在确保了有电流传输的键合时间较短，并且键合强度满足临时键合效果的情况下，做到了尽量不影响光刻胶的原本的性质，使得带胶的玻璃片后续比较容易脱离开。另外由于阳极键合时候，玻璃片接负极，因此键合过程中光刻胶内的微量杂质会被吸附到玻璃片表面，杂质不会对圆片造成影响。
上述微机电***器件在制造过程中的加固方法，利用硅片与玻璃的阳极键合工艺，将圆片与涂有光刻胶的玻璃片临时键合在一起后再进行圆片的腐蚀穿孔工艺，穿孔腐蚀时即使圆片被整片腐蚀穿通，由于底下有玻璃片作为衬垫，不会使得设备卡盘被直接腐蚀而失去真空吸附，解决了后续传输工序中的碎片问题。穿孔腐蚀及后续的传输完成后再通过湿法去胶将光刻胶去除，就能很轻易的将圆片从玻璃片上脱离，因此用于加固的玻璃片不会对圆片造成影响。
综上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种微机电***器件在制造过程中的加固方法，包括下列步骤：
步骤一，在玻璃片上涂覆光刻胶；
步骤二，将圆片与所述玻璃片对齐叠放在一起；
步骤三，利用硅片与玻璃的阳极键合工艺，将玻璃片涂有光刻胶的一面与所述圆片键合在一起；
步骤四，利用湿法去胶工艺的去胶溶液，将所述圆片脱离所述玻璃片。
2.根据权利要求1所述的微机电***器件在制造过程中的加固方法，其特征在于，所述步骤三和步骤四之间还包括对所述硅片未与玻璃片键合的一面进行腐蚀以形成穿孔的步骤。
3.根据权利要求1所述的微机电***器件在制造过程中的加固方法，其特征在于，所述步骤一之前还包括在所述玻璃片上形成遮光膜的步骤。
4.根据权利要求3所述的微机电***器件在制造过程中的加固方法，其特征在于，所述遮光膜为铝膜。
5.根据权利要求4所述的微机电***器件在制造过程中的加固方法，其特征在于，所述铝膜的厚度为2000埃。
6.根据权利要求3-5中任意一项所述的微机电***器件在制造过程中的加固方法，其特征在于，所述步骤一是将光刻胶涂覆在所述遮光膜表面，所述步骤一包括对玻璃片进行脱水烘培并在遮光膜表面涂覆六甲基乙硅氮烷的步骤，以及将光刻胶溶液喷洒在所述遮光膜涂有六甲基乙硅氮烷的表面进行甩胶的步骤；甩胶后不对遮光膜表面的光刻胶进行烘焙，以保持所述遮光膜表面的光刻胶中溶剂的含量。
7.根据权利要求1所述的微机电***器件在制造过程中的加固方法，其特征在于，所述步骤一中涂覆的光刻胶厚度为1.0～1.3微米。
8.根据权利要求1所述的微机电***器件在制造过程中的加固方法，其特征在于，所述步骤三中的键合温度为95～115摄氏度，传输电荷量为550～650毫库仑。
9.根据权利要求1所述的微机电***器件在制造过程中的加固方法，其特征在于，所述步骤四是将键合在一起的圆片和玻璃片浸泡在硫酸和双氧水的混合溶液中进行脱胶处理。
10.根据权利要求9所述的微机电***器件在制造过程中的加固方法，其特征在于，所述脱胶处理时溶液的温度为100～140摄氏度，浸泡的时间为20～40分钟。
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