CN104118844A - 一种硅基背面减薄方法 - Google Patents

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Abstract

一种硅基背面减薄方法，涉及刻蚀工艺。该方法包括以下步骤：首先，配合使用生料带与硅胶，使得硅基片除背面待减薄区域之外的其它表面得到完全密封；其次，待硅胶充分固化后，采用腐蚀液对硅基片背面待减薄区域进行腐蚀，使得硅基背面待减薄区域减薄至所需厚度；进而，减薄工艺完成后，去除生料带。由于硅胶及生料带成本低廉，安全性好，因此该方法有效克服现有技术中进行硅基减薄时保护其正面器件图形的方法成本高或使用局限性强的缺点，此外本方法适用于对不同尺寸的硅基减薄，尤其适用于实验室中应用，缩短实验周期，降低实验成本。

Description

一种硅基背面减薄方法
技术领域
本发明涉及刻蚀工艺，尤其是涉及一种硅基背面减薄方法。
背景技术
声表面波(SAW，Surface Acoustic Wave)是沿物体表面传播的一种弹性波。声表面波传感器精度高、灵敏度高、分辨率高、抗电磁干扰能力强，不需要模/数转换。敏感器件采用半导体平面工艺制作，易于集成，便于大规模生产。现有技术中存在很多基于表声波技术的传感器，氮化铝是目前已知的声速最高的压电材料，并且具有较大的机电耦合系数，因此被广泛运用于声表面波传感器中。而声表面波传感器的核心是声表面波谐振器，然而声表面波谐振器需要将硅基减薄因此需要运用MEMS微加工工艺中的刻蚀技术。刻蚀技术包括干法刻蚀和湿法刻蚀两种。对于湿法刻蚀而言，理论上pH值超过12的碱性溶液都可以作为刻蚀液。
氢氧化钾(KOH)湿法腐蚀工艺是目前广泛采用的各向异性硅湿法腐蚀工艺。由于成本低廉、安全性好、设备成本低、加工批量大、一致性较好，因此KOH在MEMS体硅加工工艺中得到了广泛的应用。但是KOH在腐蚀硅基的过程中也会腐蚀氮化铝，从而使硅基正面所刻图案遭到破坏，因此腐蚀过程中需要对硅基的正面进行保护，目前一般使用专门的夹具对其进行保护，但夹具做不到完全的密闭，在密封的边缘会有少量的腐蚀液渗透，且夹具一旦制作好，只能针对固定尺寸的基片，使用局限性强。此外，也可以购买专门的耐碱腐蚀的光刻胶对硅基正面进行保护，但是这种光刻胶成本较高，且还需要光刻工艺，延长实验周期。因此亟需一种成本低廉且能保护不同尺寸硅基的硅基背面减薄方法，以便于进行硅基腐蚀减薄的过程中保护器件的正面结构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中对器件进行硅基减薄时，保护其正面的方法成本高或使用局限性强的缺点，提供一种硅基背面减薄方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种硅基背面减薄方法，包括以下步骤：
A.配合使用生料带与硅胶，使得硅基片除背面待减薄区域之外的其它表面得到完全密封；
B.待硅胶充分固化后，采用腐蚀液对硅基片背面待减薄区域进行腐蚀，使得硅基背面待减薄区域减薄至所需厚度；
C.减薄工艺完成后，去除生料带。
进一步的，步骤A具体为：
A1.在载波片上拼接生料带，并将硅胶涂覆在缝隙处，使得拼接后的生料带的面积大于硅基片的面积；
A2.将硅基片放置在生料带上，且硅基片正面与拼接后的生料带相接触；
A3.在硅基片背面待减薄区域边缘外侧涂覆硅胶；
A4.将步骤A1中所述拼接后生料带的外边缘翻折过来与步骤A3中所述硅基片背面待减薄区域边缘外侧涂覆的硅胶相粘合，使得硅基片除背面待减薄区域之外的其它表面得到完全密封。
具体的，步骤B具体为：
在室温下使得硅胶充分固化后，在腐蚀液中腐蚀一定时间，使得硅基背面待减薄区域减薄至所需厚度。
进一步的，所述腐蚀液为80％的KOH腐蚀液。
进一步的，所述一定时间为两个小时。
具体的，步骤C具体为：
减薄工艺完成后，去除生料带，并用镊子去除硅基上残余的硅胶。
本发明的有益效果是：材料廉价易得，能够有效降低成本，材料无毒，安全性好，实用性强，能够有效对不同尺寸的硅基进行正面保护，适用范围广泛，安全性好。本发明适用于硅基减薄过程对硅基的正面进行保护，尤其适用于实验室中应用，缩短实验周期，降低实验成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
本发明的硅基片背面减薄方法，包括以下步骤：首先，利用生料带与硅胶，使得硅基片完全密封，只露出背面待减薄区域；其次，待硅胶充分固化后，进行腐蚀，使得硅基背面待减薄区域减薄至所需厚度；进而，减薄工艺完成后，去除生料带。
实施例
本例中的硅基片背面减薄方法包括以下步骤：
一、在洁净的载波片上拼接生料带，并利用硅胶涂覆在缝隙处，使得生料带的面积大于硅基片的面积；将硅基放置在生料带上，且硅基片正面与生料带相接触；
采用腐蚀液对硅基片背面减薄区域进行腐蚀减薄时，需要对硅基片的正面进行保护，生料带由于其无毒、无味、具有极其优越的绝缘性、极强的化学稳定性及良好的密封性能，因此本发明采用生料带与硅胶配合使用将硅基片除背面待减薄区域之外的其它表面完全密封。生料带能够防止腐蚀液与硅基片除背面待减薄区域之外的其它表面相接触，从而使得硅基片正面器件图形得到保护。同时，生料带与硅胶成本都很低廉，易于获得，能够有效降低实验成本。
二、在硅基片背面待减薄区域边缘外侧涂覆硅胶；
三、将步骤A1中所述拼接后生料带的外边缘翻折过来与步骤A3中所述硅基片背面待减薄区域边缘外侧涂覆的硅胶相粘合，使得硅基片除背面待减薄区域之外的其它表面得到完全密封。
该步骤能够减小硅胶的涂覆面积，进一步降低成本，由于放置生料带易于涂覆硅胶，因此本步骤能够有效加快操作步骤，节约实验时间。生料带与生料带之间存在缝隙，且生料带与待减薄的硅基之间也有可能存在缝隙，本步骤即在这些缝隙处涂上硅胶，使得除背面待减薄区域之外的其它表面得到完全密封，从而保护了硅基片正面器件图形。
四、在室温下使得硅胶充分固化后，在80％的KOH腐蚀液中腐蚀两个小时，使得硅基背面待减薄区域减薄至所需厚度。
五、减薄工艺完成后，去除生料带，并用镊子去除硅基上残余的硅胶。
由于本方法中，硅胶基本上都涂覆到生料带上，只有少量的硅胶涂覆在该器件上，腐蚀完成后，只要去除生料带就可以很方便将大部分硅胶去除，剩余的少量硅胶用镊子就可以去除，就得到减薄后的硅基。
该方法利用廉价的生料带、载玻片和硅胶对硅基的正面进行保护，使得在进行硅基减薄的过程中不会破坏其正面结构。相较于现有技术中利用夹具保护的方法，本方法能够做到完全密闭，且能够针对不同尺寸的基片进行保护；相较于利用专门的光刻胶进行保护的方法，本发明极大地降低了成本，缩短了实验周期，且材料无毒，安全性好。

Claims (6)

1.一种硅基片背面减薄方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.配合使用生料带与硅胶，使得硅基片除背面待减薄区域之外的其它表面得到完全密封；
B.待硅胶充分固化后，采用腐蚀液对硅基片背面待减薄区域进行腐蚀，使得硅基背面待减薄区域减薄至所需厚度；
C.减薄工艺完成后，去除生料带。
2.如权利要求1所述的硅基背面减薄方法，其特征在于，步骤A具体为：
A1.在载波片上拼接生料带，并将硅胶涂覆在缝隙处，使得拼接后的生料带的面积大于硅基片的面积；
A2.将硅基片放置在生料带上，且硅基片正面与拼接后的生料带相接触；
A3.在硅基片背面待减薄区域边缘外侧涂覆硅胶；
A4.将步骤A1中所述拼接后生料带的外边缘翻折过来与步骤A3中所述硅基片背面待减薄区域边缘外侧涂覆的硅胶相粘合，使得硅基片除背面待减薄区域之外的其它表面得到完全密封。
3.如权利要求1或2所述的硅基背面减薄方法，其特征在于，步骤B具体为：在室温下使得硅胶充分固化后，在腐蚀液中腐蚀一定时间，使得硅基背面待减薄区域减薄至所需厚度。
4.如权利要求3所述的硅基背面减薄方法，其特征在于，所述腐蚀液为80％的KOH腐蚀液。
5.如权利要求3所述的硅基背面减薄方法，其特征在于，所述一定时间为两个小时。
6.如权利要求1或2所述的硅基背面减薄方法，其特征在于，步骤C具体为：减薄工艺完成后，去除生料带，并用镊子去除硅基上残余的硅胶。
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