[发明专利]一种声表面波器件晶圆钝化方法有效
申请号: | 201410434016.3 | 申请日: | 2014-08-29 |
公开(公告)号: | CN104241518B | 公开(公告)日: | 2017-03-15 |
发明(设计)人: | 孟腾飞;边旭明;王俊明;陈瑞;徐浩 | 申请(专利权)人: | 北京长峰微电科技有限公司 |
主分类号: | H01L41/23 | 分类号: | H01L41/23;G03F7/20 |
代理公司: | 中国航天科工集团公司专利中心11024 | 代理人: | 岳洁菱,姜中英 |
地址: | 100854 北京*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 表面波 器件 钝化 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种钝化方法,特别是一种声表面波器件晶圆钝化方法。
背景技术
声表面波器件的制作工艺为:首先在铌酸锂、钽酸锂等压电基片上蒸发一层铝膜,然后光刻出电极相互交叉的换能器,再经过晶圆切割、涂胶粘片、引线键合、封装等工序。在光刻之后的后道工序中,常因铝膜裸露在外而不可避免的产生表面划伤、粘附多余物、铝膜被腐蚀、封管飞溅等影响器件性能的问题。目前,普遍采用在芯片表面制备一层非金属薄膜,即钝化的方法来保护芯片,具体步骤为:在封装工序前,利用UV膜等简易的掩膜装置遮挡住密封区,然后进行非金属钝化层的制备,之后再拆下掩膜装置进入封装工序。
然而上述钝化方法存在如下问题:非金属钝化层在芯片的部分区域尤其是引线的下方无法形成有效覆盖;用掩膜装置手工遮挡密封区的操作极其复杂;由于芯片已经固化在管壳上,钝化时对于不同型号的管壳需要制作不同的夹具,尤其对于如TO型等常用的管壳很难实现集中钝化,从而导致生产效率低下;钝化层保护铝膜的作用仅仅体现在封装过程,并没有覆盖整个后道工序。
发明内容
本发明的目的在于提供一种声表面波器件晶圆钝化方法,解决过去钝化方法中钝化层在芯片的部分区域无法有效覆盖、掩膜操作复杂、夹具制作困难、无法集中生产、保护作用不能覆盖整个后道工序的问题。
一种声表面波器件晶圆钝化方法,其具体步骤为:
第一步 选择光刻胶
在声表面波器件中,铝膜图形的电极尺寸大于 ,线条宽度小于,并通过光刻工序复制掩膜版得到铝膜图形,其中,光刻工序包括:匀胶、前烘、曝光、泛曝光、后烘、显影,掩膜版包括阳版和阴版,曝光方式有投影式和接触式,设投影式曝光的投影比例为,接触式曝光的投影比例为。
对于光刻后形成的带有铝膜图形但尚未切割的晶圆,根据光刻工序中的掩膜版类型选择光刻胶,阳版选择正性光刻胶,阴版选择反转光刻胶,光刻胶选择与铝膜和钝化层材料不发生化学反应且不相溶的有机溶剂,设光刻胶的敏感波长为,设定曝光波长为光刻胶的敏感波长。
第二步 制作光刻胶薄膜
设预制备的钝化层厚度为。在光刻后形成的带有叉指图形但尚未切割的晶圆上,采用匀胶方式制备光刻胶薄膜,并按照光刻工序中的前烘条件对光刻胶薄膜进行固化,光刻胶薄膜的厚度。选择黏度更大的光刻胶或降低匀胶转速或多次匀胶的方式增加光刻胶薄膜的厚度。
第三步 确定曝光时掩膜版与光刻胶之间增加的距离
接触式曝光方式下,掩模版与光刻胶之间的距离为零;投影式曝光方式下,光刻胶处于掩模版下方透镜的焦点上。
采用测量显微镜测得掩膜版上的线条间距为,线条宽度为,阳版的电极宽度或阴版的电极间距为。
曝光时,波长为的光在掩模版的线条处发生衍射,每一个线条间距等同于一个单缝,根据光的衍射理论,光强的分布由夫琅和费单缝衍射方程给出:
(1)
其中,为单缝中心处的最大光强,等同于光刻工序中的曝光光强,,为衍射光与单缝中心的夹角,零级条纹的半角宽度为。
为使掩膜版线条下方的光刻胶被衍射光的零级条纹正好完全照到,掩模版与光刻胶之间增加的最小距离为:
(2)
由于衍射光的影响会使电极变小,为了不影响后续键合,设所需的铝膜电极最小宽度为,掩模版与光刻胶增加的最大距离为:
(3)
设定掩模版与光刻胶增加的最大距离小于焦深的一半。在投影式曝光中,
(4)
其中,,指像方的折射率,指总放大率,为数值孔径。
在接触式曝光中,
(5)
采用投影式曝光时,掩模版与光刻胶之间增加的距离为:,
采用接触式曝光时,掩模版与光刻胶之间增加的距离为:,
第四步 确定曝光时间
当掩膜版与光刻胶之间增加的距离为时,设偏转角为的衍射光正好完全照到掩膜版线条下方的光刻胶,则。
所选光刻胶在强度为的光照射下,经过时间后被充分曝光,时间、使用阴版时的泛曝光和显影条件均参考光刻工序中的工艺参数。
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