[发明专利]用于在背侧处理时保护前侧电路的耐划涂层

说明书

相关申请交叉参考

本申请要求2009年9月16日提交的美国专利临时申请序列第61/242846号(用于在背侧处理时保护前侧电路的耐划涂层(SCRATCH-RESISTANT COATINGS FOR PROTECTING FRONT-SIDE CIRCUITRY DURING BACKSIDE PROCESSING))的权益和优先权，该文献通过参考结合于此。

发明背景

发明领域

本发明提供用于在背侧制作和封装处理时保护脆弱的前侧电路以免损坏的有机、旋涂、耐划涂层。

现有技术描述

深度反应性离子蚀刻(deep reactive ion etching，DRIE)制作用于许多微电机械制作过程中。例如，对要求高结构设计的挠性微电机械系统(MEMS)的需求以及对集成电路(IC)工业提高密度和性能的期待都促使需要在MEMS和半导体装置应用中将DRIE用于形成硅的深各向异性蚀刻。但是，在处理过程中，晶片前侧上已经构建的脆弱、蚀刻敏感性电路容易发生损坏，发生损坏的原因包括与蚀刻室卡盘直接接触产生的物理损坏以及在蚀刻过程中发生的化学损坏。

通常已经使用标准光致抗蚀剂作为DRIE保护涂层。但是这种材料无法提供必需的等离子体耐受性或耐划性，而且已经这种材料对于材料除气和应力相关事项存在问题。另外，光致抗蚀剂一般无法承受DRIE必需的110℃操作温度。现有的技术还依赖于装置设计中独立的铝、SiO₂或氧化铝蚀刻停止层，但是随后无法从装置上除去这些材料，因此必须被结合到整体装置设计中。它们还会影响下面的层，导致装置收率损失。

因此，在本领域中需要能提供要求的耐划性同时避免现有涂层的缺点的保护涂层。这些材料应当不会污染蚀刻室或蚀刻工具，避免在蚀刻过程中除气，具有足够的硬度以抵抗物理划擦，避免在蚀刻过程的温度条件下产生任何再流动倾向，能充分覆盖装置电路并使其形貌平面化而不会对装置元件产生任何应力。在蚀刻过程之后应当能轻易地除去这种材料，而不会损坏电路或基板本身或者对其产生负面影响。最后，这种材料还应当适于用作蚀刻停止层，从而使得装置设计中不需要独立层。

发明概述

本发明通过提供一种利用符合以上要求的保护涂层在背侧处理时保护前侧装置元件的方法克服了这些问题。所述方法包括提供一种基板，该基板包括装置表面和背侧表面。可以任选地在装置表面上形成一个或多个中间层。如果存在中间层，则在该中间层上形成非光敏保护层，或者，如果不存在中间层，则在装置表面上形成非光敏保护层，对背侧表面进行背侧处理。所述保护层由包含分散或溶解在溶剂体系中的组分的组合物形成，其中该组分选自苯乙烯-丙烯腈共聚物和芳族砜聚合物。

本发明还提供了一种结构，该结构包括一种基板，所述基板包括装置表面和背侧表面，其中，所述装置表面包括装置元件。可除去的非光敏保护层与该装置表面相邻，在装置表面和保护层之间不存在中间层。所述保护层由包含分散或溶解在溶剂体系中的组分的组合物形成，其中该组分选自苯乙烯-丙烯腈共聚物和芳族砜聚合物。

附图简要描述

图1(A)-(C)是说明在背侧处理过程中利用保护涂层保护前侧装置元件的流程示意图；

图2是表示对实施例4中的苯乙烯-丙烯腈共聚物涂层进行玻璃化转变温度测试的曲线图；

图3是实施例5的热重分析(TGA)结果的曲线图；

图4是实施例5的真空除气测试的曲线图；

图5是实施例5的真空下除气物质的曲线图；

图6是表示实施例5的膜离子水平的表格；

图7是实施例9的聚醚砜涂层的TGA结果的曲线图；

图8是表示实施例13的聚醚砜涂层的透过率％的曲线图；

图9是表示实施例13的聚醚砜涂层的折射率的曲线图。

发明详述

耐划保护涂层组合物包含分散或溶解在溶剂体系中的组分。在一种实施方式中，该组分是苯乙烯-丙烯腈共聚物，因此，所述组合物包含分散或溶解在溶剂体系中的苯乙烯-丙烯腈共聚物。优选的共聚物是热塑性聚合物，包含具有以下结构式的重复单体：

其中：

各R¹独立选自-H和C₁-C₈(优选C₁-C₄)烷基，优选甲基；且