[发明专利]一种声表面波器件晶圆钝化方法

权利要求书

1.一种声表面波器件晶圆钝化方法，其特征在于具体步骤为： 

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200μm，线条宽度小于20μm，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γ，接触式曝光的投影比例为γ＝1； 

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λ，设定曝光波长为光刻胶的敏感波长λ； 

第二步  制作光刻胶薄膜 

设预制备的钝化层厚度为h₁；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h＞h₁；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L 

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a，线条宽度为b，阳版的电极宽度或阴版的电极间距为c； 

曝光时，波长为λ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： 

其中，I₀为单缝中心处的最大光强，等同于光刻工序中的曝光光强，θ为衍射光与单缝中心的夹角，零级条纹的半角宽度为θ₀＝λ/a； 

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L_min为： 

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c′，掩模版与光刻胶增加的最大距离L_max为： 

设定掩模版与光刻胶增加的最大距离L′_max小于焦深的一半；在投影式曝光中， 

其中，K＝240μm，n指像方的折射率，M＝γ指总放大率，NA为数值孔径；在接触式曝光中， 

L′_max接触式＝D/2＝+∞      (5) 

采用投影式曝光时，掩模版与光刻胶之间增加的距离L为：L_min＜L＜min(L_max,L′_max投影式)， 

采用接触式曝光时，掩模版与光刻胶之间增加的距离L为：L_min＜L＜min(L_max,L′_max接触式)， 

第四步  确定曝光时间T 

当掩膜版与光刻胶之间增加的距离为L时，设偏转角为θ′的衍射光正好完全照到掩膜版线条下方的光刻胶，则θ′＝arctan((a+b)/2L)； 

所选光刻胶在强度为I₀的光照射下，经过时间t后被充分曝光，时间t、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； 

使用阳版时,为使掩膜版线条下方的光刻胶，即显影后形成的光刻胶线条处被充分曝光，设定曝光时间为： 

其中

使用阴版时，目的与阳版不同，为降低掩膜版线条间距下方的反转光刻胶，即显影后形成的光刻胶线条处被曝光的强度，设定曝光时间T＜t，同时，设定泛曝光时间大于光刻工序中的泛曝光时间； 

第五步  去除铝膜电极以外的光刻胶 

采用光刻的方式，设置掩膜版与光刻胶之间增加的距离为L，按时间T对晶圆进行曝光，掩膜版与铝膜图形的对准精度由光刻机实现； 

对曝光后的晶圆按光刻工序中的后烘条件进行固化烘烤，使用阴版时再进行泛曝光，然后进行显影操作去除铝膜图形上电极以外的光刻胶，显影时间大于光刻工序中的显影时间； 

第六步  制备钝化层 

利用薄膜制备工艺在晶圆上制备厚度为h₁的钝化层； 

第七步  剥离钝化层 

将已制备钝化层的晶圆放入溶解光刻胶的有机溶剂中浸泡，有机溶剂与铝膜和钝化层材料不发生化学反应且不相溶，直至电极上的光刻胶脱落，再将含有钝化层的一面朝下进行超声清洗直至光刻胶完全溶解，然后用惰性气体吹干即可进入后道的晶圆切割工序； 

至此，完成了声表面波器件的晶圆钝化。