專利名稱：在腐蝕過(guò)程中保護(hù)微機(jī)械器件金屬連線的密封方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制作工藝，尤其涉及一種在腐蝕過(guò)程中保護(hù)微電子機(jī)械系統(tǒng)器件(MEMS)金屬連線的密封方法。
背景技術(shù)：
MEMS技術(shù)是國(guó)內(nèi)研究的一個(gè)新領(lǐng)域，是在半導(dǎo)體集成電路工藝上延伸出來(lái)的。在制作MEMS器件時(shí)，人們常常在完成了所有的集成電路工藝(包括合金化)后才進(jìn)行各向異性腐蝕工藝，因此在腐蝕液中保護(hù)金屬連線就成了人們關(guān)心的問(wèn)題。
目前常用的各向異性腐蝕液一般都會(huì)對(duì)鋁有腐蝕的作用，包括堿性腐蝕液，例如氫氧化鉀腐蝕液(KOH)、四甲基氫氧化氨腐蝕液(TMAH)等。如果不采取措施，直接將已合金化的芯片放到各向異性腐蝕液中進(jìn)行腐蝕，會(huì)對(duì)芯片上的金屬連線有腐蝕的作用，使芯片報(bào)廢。目前國(guó)際國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)中有一種報(bào)道僅僅是針對(duì)于腐蝕液TMAH的“一種可避免腐蝕Al連線的TMAH硅腐蝕溶液，《傳感器與執(zhí)行器》2001，P135-141”(見(jiàn)Guizhen Yan，PhilipC.H.Chan，I-Ming Hsing，et a1，An improved TMAH Si-etchingsolution without attacking exposed aluminum，Sensors andActuators，2001，(89)p135-141)。它的原理是采用預(yù)先在TMAH溶液中溶解一部分的硅，溶解硅的生成物會(huì)在腐蝕的過(guò)程中與鋁發(fā)生反應(yīng)，生成不溶于TMAH溶液的絡(luò)合物，從而達(dá)到保護(hù)鋁的目的。這種工藝解決了在TMAH溶液中保護(hù)鋁的問(wèn)題，但是這種工藝僅僅是針對(duì)TMAH溶液，而且是僅保護(hù)鋁的，并且文獻(xiàn)中給出的最大腐蝕深度也僅僅為170um，這些都限制了這種方法的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在腐蝕過(guò)程中保護(hù)微電子機(jī)械系統(tǒng)器件金屬連線的密封方法，該方法在將芯片放進(jìn)各向異性腐蝕液中進(jìn)行腐蝕時(shí)，可保護(hù)芯片上的金屬連線不受破壞。
本發(fā)明的密封方法包括如下步驟1)制備密封膠a.將質(zhì)量比為1∶0.4-0.6∶0.05-0.08的環(huán)氧樹(shù)脂E-51#、鄰苯二甲酸二丁脂、偶聯(lián)劑KH-550進(jìn)行混合攪拌；b.在以上混合物中加入質(zhì)量為環(huán)氧樹(shù)脂E-51#的1～1.2倍的聚酰胺200#，與以上混合物攪拌均勻待用；2)對(duì)毛玻璃的表面進(jìn)行去污去脂處理a.取毛玻璃一片，將毛玻璃放到濃度為98％-99.5％丙酮溶液中浸泡2-5分鐘；b.將毛玻璃從丙酮溶液中取出，放到濃度為95％-99.5％酒精溶液中浸泡1-2分鐘；c.將毛玻璃從酒精溶液中取出，用去離子水沖洗干凈，晾干待用；3)對(duì)芯片進(jìn)行表面處理按照清洗毛玻璃的步驟將芯片的表面清洗干凈，晾干待用；4)在毛玻璃上涂密封膠將制備好待用的密封膠均勻涂在晾干的毛玻璃上面，然后將芯片有鋁線的一面蓋到密封膠上，等待24小時(shí)密封膠固化后，將帶有芯片的毛玻璃放到濃度為33％-35％的氫氧化鉀腐蝕液中進(jìn)行腐蝕；5)去除密封膠腐蝕結(jié)束后，將腐蝕后帶有芯片的毛玻璃進(jìn)行加熱，利用芯片和密封膠的熱脹冷縮將密封膠去掉。
經(jīng)過(guò)腐蝕去掉密封膠后，芯片上的金屬連線在密封膠的保護(hù)下不受破壞。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是利用密封的原理來(lái)完成對(duì)腐蝕液中金屬連線的保護(hù)，即隔絕鋁金屬與腐蝕液的接觸。這種密封方法既可以用在四甲基氫氧化氨(TMAH)溶液中，也可以用到氫氧化鉀(KOH)溶液中。而且腐蝕深度可以達(dá)到300um左右。相對(duì)于背景技術(shù)中TMAH溶液的方法，其操作工藝簡(jiǎn)單，適應(yīng)環(huán)境的能力強(qiáng)。
下面是一個(gè)保護(hù)微電子機(jī)械系統(tǒng)器件(MEMS)上鋁連線的具體實(shí)施例1、配制密封膠將環(huán)氧樹(shù)脂E-51#、鄰苯二甲酸二丁脂、偶聯(lián)劑KH-550按照質(zhì)量比1∶0.5∶0.06進(jìn)行混合攪拌，觀察混合物狀態(tài)，若過(guò)于粘稠，致使玻璃棒攪拌較為困難時(shí)，則可加入少量或與偶聯(lián)劑等量的丙酮混合攪拌，使混合物稀釋以便于攪拌；最后加入質(zhì)量為環(huán)氧樹(shù)脂E-51#的1.1倍的聚酰胺200#，與上面的混合物攪拌均勻即為密封金屬連線所用的密封膠；2、對(duì)毛玻璃進(jìn)行表面處理a、取毛玻璃一片，對(duì)毛玻璃的表面進(jìn)行去污去脂處理，使毛玻璃表面保持潔凈。因?yàn)檎辰用芊庑枰欢ǖ拇植诙?，因此在進(jìn)行表面處理之前，可以選擇用砂紙將玻璃打毛再進(jìn)行表面處理，然后將毛玻璃放到濃度為99.5％的丙酮溶液中浸泡3分鐘；b、將毛玻璃從丙酮溶液中取出，放到濃度為95％的酒精溶液中浸泡2分鐘；c、將毛玻璃從酒精溶液中取出，用去離子水沖洗干凈，晾干待用。
3、對(duì)芯片進(jìn)行表面處理a、取芯片一片，將芯片放到濃度為99.5％的丙酮溶液中浸泡3分鐘；
b、將芯片從丙酮溶液中取出，放到濃度為95％的酒精溶液中浸泡2分鐘；c、將芯片從酒精溶液中取出，用去離子水沖洗干凈，晾干待用。
4、在毛玻璃上涂密封膠將配制好的密封膠涂在晾干的毛玻璃上面，然后將芯片有鋁線的一面蓋到密封膠上，將芯片上需要保護(hù)的面蓋在密封膠上以達(dá)到保護(hù)的功能。經(jīng)過(guò)24小時(shí)密封膠固化后，將帶有芯片的毛玻璃投入到各向異性腐蝕液-濃度為33％-35％的氫氧化鉀(KOH)腐蝕液中進(jìn)行腐蝕。在實(shí)施中使用的是100ml的水和50克的氫氧化鉀固體材料調(diào)配的。
5、去除密封膠腐蝕結(jié)束后，還必須把密封膠去掉。將帶有芯片的毛玻璃等放到電爐上加熱，利用芯片和密封膠的熱脹冷縮就很容易地將密封膠去掉。
本發(fā)明的密封方法采用了粘接玻璃和硅片，以隔絕腐蝕液和金屬接觸來(lái)完成對(duì)鋁等金屬連線的保護(hù)。
本發(fā)明采用的密封膠是在新的領(lǐng)域中即在腐蝕過(guò)程中保護(hù)微電子機(jī)械系統(tǒng)器件(MEMS器件)金屬連線不受破壞的密封方法。該密封方法隔絕各向異性腐蝕液與鋁等金屬的接觸來(lái)保護(hù)金屬不受腐蝕液侵蝕，給MEMS器件的制作帶來(lái)了很大的方便。
權(quán)利要求
1.一種在腐蝕過(guò)程中保護(hù)微機(jī)械器件金屬連線的密封方法，其特征在于包括如下步驟1)制備密封膠a.將質(zhì)量比為1∶0.4-0.6∶0.05-0.08的環(huán)氧樹(shù)脂E-51#、鄰苯二甲酸二丁脂、偶聯(lián)劑KH-550進(jìn)行混合攪拌；b.在以上混合物中加入質(zhì)量為環(huán)氧樹(shù)脂E-51#的1～1.2倍的聚酰胺200#，與以上混合物攪拌均勻待用；2)對(duì)毛玻璃的表面進(jìn)行去污去脂處理a.取毛玻璃一片，將毛玻璃放到濃度為98％-99.5％丙酮溶液中浸泡2-5分鐘；b.將毛玻璃從丙酮溶液中取出，放到濃度為95％-99.5％酒精溶液中浸泡1-2分鐘；c.將毛玻璃從酒精溶液中取出，用去離子水沖洗干凈，晾干待用；3)對(duì)芯片進(jìn)行表面處理按照清洗毛玻璃的步驟將芯片的表面清洗干凈，晾干待用；4)在毛玻璃上涂密封膠將制備好待用的密封膠均勻涂在晾干的毛玻璃上面，然后將芯片有鋁線的一面蓋到密封膠上，等待24小時(shí)密封膠固化后，將帶有芯片的毛玻璃放到濃度為33％-35％的氫氧化鉀腐蝕液中進(jìn)行腐蝕；5)去除密封膠腐蝕結(jié)束后，將腐蝕后帶有芯片的毛玻璃進(jìn)行加熱，利用芯片和密封膠的熱脹冷縮將密封膠去掉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在腐蝕過(guò)程中保護(hù)微機(jī)械器件金屬連線的密封方法，其特征在于在制備密封膠過(guò)程中，若混合物過(guò)于粘稠，致使攪動(dòng)較為困難時(shí)，則可加入與偶聯(lián)劑等量的丙酮與以上混合物進(jìn)行攪拌，使其稀釋以便于攪拌。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在腐蝕過(guò)程中保護(hù)微機(jī)械器件金屬連線的密封方法，其特征在于可用砂紙將玻璃打毛。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種在腐蝕過(guò)程中保護(hù)微電子機(jī)械系統(tǒng)器件金屬連線的密封方法，其步驟如下1.將重量比為1∶0.4－0.6∶0.05－0.08的環(huán)氧樹(shù)脂E－5文檔編號(hào)H01L21/321GK1581448SQ200410026130
公開(kāi)日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2004年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月17日
發(fā)明者朱長(zhǎng)純, 趙紅坡, 李昕, 劉君華 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)