Способ разделения пластин на чипы и получения сквозных отверстий большой площади для изделий микроэлектроники

Авторы патента:

H01L21/3065 - плазменное травление; ионное травление

Владельцы патента RU 2686119:

Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") (RU)

Использование: для изготовления МЭМС-приборов. Сущность изобретения заключается в том, что способ разделения пластин на чипы и получения сквозных отверстий большой площади для изделий микроэлектроники включает нанесение на обратную сторону пластины полиимидной пленки, нанесение на лицевую сторону пластины маскирующего слоя, селективного к плазмохимическому травлению материала пластины, формирование рисунка линий реза по маскирующему слою, сквозное плазмохимическое травление пластины до полиимидной пленки, удаление маскирующего слоя, удаление полиимидной пленки, разделение пластин на чипы и удаление балластных участков. Технический результат: обеспечение возможности повышения технологичности изготовления и качества получаемых изделий. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к методам плазмохимического травления пластин для изделий микроэлектроники, в частности для изготовления МЭМС- приборов, а именно к способу, который может быть применен для разделения пластин на части-чипы, для получения сквозных отверстий-окон большой площади в пластинах, а также для совместного проведения обоих вышеуказанных процессов.

Конструктивно-технологической особенностью большинства МЭМС-чипов является использование структур со сквозными отверстиями большой площади, формируемые методами анизотропного плазмохимического травления, включая глубинное bosch-травление (см. RU2629926, опубл. 04.09.2017). Традиционные методы формирования таких отверстий имеют ряд недостатков, таких как неравномерность вскрытия (эффект загрузки) и неконтролируемый наклон боковых стенок, так как оба этих параметра сильно зависят от значения общей открытой площади на пластине и площади вытравливаемой поверхности.

Для устранения вышеперечисленных проблем предлагается проводить процесс травления не по всей требуемой площади, а создавать свободные от маски замкнутые контуры по периметру области, после травления которых внутри контура появятся балластные участки. Сквозное отверстие формируется при удалении балластных участков.

Из уровня техники известны способы разделения пластин на кристаллы с помощью лазерной либо механической резки, а также методы лазерно-плазмохимической резки (см. RU2537101, опубл. 27.12.2014). Для некоторых типов МЭМС-чипов указанные методы разделения неприменимы, так как они могут повредить хрупкую структуру чипа, а также вносят в структуру кристалла механические напряжения, недопустимые для большинства МЭМС-устройств.

Несмотря на то, что из уровня техники известны методы разделения пластин на чипы и методы получения сквозных отверстий большой площади, метод, который бы позволял провести обе эти операции, неизвестен. Таким образом, ближайший аналог по назначению заявленного изобретения не может быть выбран.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение технологичности изготовления и качества получаемых изделий.

Технический результат достигается посредством создания способа разделения пластин на чипы и получения сквозных отверстий большой площади для изделий микроэлектроники, который включает нанесение на обратную сторону пластины полиимидной пленки, нанесение на лицевую сторону пластины маскирующего слоя, селективного к плазмохимическому травлению материала пластины, формирование рисунка линий реза по маскирующему слою, сквозное плазмохимическое травление пластины до полиимидной пленки, удаление маскирующего слоя, удаление полиимидной пленки, разделение пластин на чипы и удаление балластных участков.

Способ реализуется для формирования сквозного отверстия следующим образом: линии реза формируют по замкнутым контурам по периметру области отверстия, после травления которых внутри контура появятся балластные участки.

Заявленный способ проиллюстрировано следующими схемами:

Фиг.1-последовательность выполняемых операций способа.

Позиции на фиг.1 обозначают следующее:

1- пластина;

2- полиимидная пленка-носитель;

3- маска с окнами;

4- линия реза;

5- балластный элемент.

Способ включает следующие последовательные этапы:

1. Нанесение на обратную сторону пластины полиимидной плёнки (фиг.1а);

2. Термообработка полиимида для полимеризации и улучшения механических свойств для формирования плёнки-носителя;

3. Нанесение на лицевую сторону пластины маскирующего слоя, селективного к плазмохимическому травлению материала пластины;

4. Формирование рисунка линий реза, по маскирующему слою методами фотолитографии и травления, которые в случае изготовления отверстий большой площади формируют по замкнутым контурам по периметру области отверстия (фиг.1б);

5. Сквозное плазмохимическое травление материала пластины до полиимидной плёнки (фиг.1в);

6. Удаление маскирующего слоя (фиг.1г);

7. Удаление полиимидной плёнки-носителя;

8. Удаление балластных участков, которые образуются после протравливания контура отверстий большой площади, и разделение пластины на чипы (фиг.1д).

Способ предусматривает изменение очерёдности операций в зависимости от технологических и конструктивных требований изготовления.

Способ предусматривает разделение пластин на чипы в одном процессе с формированием сквозных отверстий. В таком случае разделение проводится при удалении балластных частей, а процесс плазмохимического травления для формирования сквозных отверстий большой площади должен являться заключительным этапом изготовления чипа.

Далее приводятся несколько примеров заявленного способа, которые являются только частным случаем его выполнения и не исключают других:

Пример 1: Способ реализован для изготовления кремниевого резонатора. В качестве маски для bosch-травления кремния использовался фоторезист, при сквозном травлении проводилось разделение пластины диаметром 100 мм на чипы и формирование структуры резонатора с использованием контурного травления. Удаление полиимида и фоторезистивной маски проводилось в кислородной плазме.

Пример 2: Формирование структуры МЭМС кварцевого чувствительного элемента акселерометра проводилось по технологии, описанной в (заявка «Способ изготовления чувствительных элементов акселерометров»). Создание сквозных отверстий проводилось при удалении балластных элементов, сформированных при плазмохимическом травлении по контуру окон.

К преимуществам представленного способа можно отнести:

• возможность подбора значения ширины линий реза и замкнутых контуров для оптимизации режима плазменного травления;

• использование тонкой полиимидной плёнки-носителя вместо традиционных пластин-носителей не ограничивает охлаждение рабочей пластины в реакторе при проведении процесса плазмохимического травления, что повышает технологичность;

• удаление плёнки-носителя и балластных элементов проводится без риска повреждения и загрязнений рабочих элементов и не требует дополнительной обработки, что увеличивает выход годных с пластины;

• нанесение полиимида можно проводить как методом центрифугирования, так и спреем, что делает возможным создание плёнки-носителя на пластинах со сформированным рельефом.

• представленный способ позволяет также проводить разделение на чипы на заключительном этапе изготовления вместе с созданием сквозных окон (если требуются), что позволяет значительно сэкономить время.

• способ изготовления сквозных окон для изделий микроэлектроники (в частности МЭМС), а также способ разделения пластин на чипы.

• способ позволяет исключить технологические перемычки при разделении на чипы и выполнении больших отверстий.

1. Способ разделения пластин на чипы и получения сквозных отверстий большой площади для изделий микроэлектроники, включающий нанесение на обратную сторону пластины полиимидной пленки, нанесение на лицевую сторону пластины маскирующего слоя, селективного к плазмохимическому травлению материала пластины, формирование рисунка линий реза по маскирующему слою, сквозное плазмохимическое травление пластины до полиимидной пленки, удаление маскирующего слоя, удаление полиимидной пленки, разделение пластин на чипы и удаление балластных участков.

2. Способ разделения пластин на чипы и получения сквозных отверстий по п. 1, отличающийся тем, что при формировании сквозного отверстия формируют линии реза по замкнутым контурам по периметру области отверстия, после травления которых внутри контура появятся балластные участки.

Изобретение относится к оборудованию для производства интегральных схем микромеханических и оптоэлектронных устройств. Сущность изобретения заключается в том, что в устройство введено по меньшей мере одно дополнительное сопло 5 с продольной осью O3-О4, оси O3-O4 сопел 5 расположены под углами λ, находящимися в диапазоне 20-80° к поверхности А платформы 1, причем ось O1-O2 и оси O3-O4 сопел 5 не пересекаются, а проекции осей O3-O4 в плоскости поверхности А платформы 1 составляют углы β с осями, проходящими через центр платформы 1 О и центры оснований 13 сопел 5, при этом оси O3-O4 со сторон, противоположных основаниям 13, направлены по касательной к образующей В столика 3 и могут отклоняться от этого направления в диапазоне +/- 20°.

Реактор для плазмохимического травления полупроводниковых структур // 2678506

Изобретение относится к области микроэлектроники, в частности к реакторам высокоплотной и высокочастотной плазменной обработки, и может быть использовано в производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Реактор для плазменной обработки полупроводниковых структур // 2670249

Реактор для плазменной обработки полупроводниковых структур относится к области технологических устройств для травления технологических материалов в области производства изделий электронной техники и может быть использован, например, для проведения высокоаспектных процессов травления кремния в производстве микроэлектромеханических систем (МЭМС) или для создания щелевой изоляции при реализации технологии трехмерной интеграции кристаллов.

Способ очистки подложек из ситалла в струе высокочастотной плазмы пониженного давления // 2649695

Изобретение относится к способу очистки подложек из ситалла. Способ включает химическую очистку и промывку в деионизованной воде.

Способ удаления фоторезистивных пленок с поверхности оптических стекол // 2643172

Изобретение относится к технологии изготовления изделий оптической техники, конкретно к способу удаления фоторезистивных пленок с поверхности оптических стекол, служащих в качестве основной маски при формировании микроэлементов на их поверхности.

Способ определения температуры пористого слоя по изменениям показателя преломления при адсорбции // 2602421

Изобретение относится к области измерений температуры тонких поверхностных слоев, в частности пористого диэлектрического слоя в химической промышленности (катализ), при изготовлении оптических и химических сенсоров, а так же в процессе криогенного травления диэлектриков в технологии микроэлектроники.

Способ селективного реактивного ионного травления полупроводниковой гетероструктуры // 2576412

Изобретение относится к электронной технике СВЧ. Способ селективного реактивного ионного травления полупроводниковой гетероструктуры, имеющей, по меньшей мере, последовательность слоев GaAs/AlGaAs с заданными характеристиками, включает расположение полупроводниковой гетероструктуры на подложкодержателе в реакторе системы реактивного ионного травления с обеспечением контактирования слоя арсенида галлия с плазмой технологических газов, подачу в реактор технологических газов и последующее селективное реактивное ионное травление при заданных параметрах технологического режима. В способе используют полупроводниковую гетероструктуру, имеющую слой AlGaAs толщиной не менее 10 нм, с содержанием химических элементов AlxGa1-xAs при x, равном либо большем 0,22, в качестве технологических газов используют смесь трихлорида бора и гексафторида серы при соотношении (2:1)-(9:1) соответственно, селективное реактивное ионное травление осуществляют при давлении в реакторе 2-7 Па, мощности, подаваемой в разряд 15-50 Вт, температуре подложкодержателя 21-23°С, общем расходе технологических газов 15-25 мл/мин. Технический результат - повышение выхода годных путем повышения селективности, контролируемости, воспроизводимости, анизотропии и снижения неравномерности, плотности дефектов и загрязнений на поверхности полупроводниковой гетероструктуры.

Способ плазмохимической обработки подложек из поликора и ситалла // 2541436

Изобретение относится к области радиоэлектронной техники и микроэлектроники и может быть использовано для плазмохимической обработки подложек из поликора и ситалла.

Устройство свч плазменной обработки // 2539872

Изобретение относится к СВЧ плазменным установкам для проведения процессов травления и осаждения слоев - металлов, полупроводников, диэлектриков при пониженном давлении и может быть использовано в технологических процессах создания полупроводниковых приборов с высокой степенью интеграции.

Устройство свч плазменной обработки пластин // 2539863

Изобретение относится к СВЧ плазменным устройствам для проведения процессов осаждения и травления слоев - металлов, полупроводников, диэлектриков и может быть использовано в технологических процессах создания полупроводниковых приборов с высокой степенью интеграции, работающих в экстремальных условиях.

Способ определения параметров плазменного травления пластин // 2686579

Способ определения параметров плазменного травления материалов в процессе обработки изделий включает измерение параметров модельного образца в виде структуры, образованной первой и второй акустическими линиями задержки (АЛЗ), содержащими входные и выходные электроакустические преобразователи, выполненные на одной грани плоского кристаллического звукопровода, другая противолежащая грань которого открыта для плазменного травления. Моды колебаний АЛЗ выбраны из условия обеспечения различий в зависимости времени задержки от температуры и толщины звукопровода таким образом, чтобы первая АЛЗ обладала большей чувствительностью к температуре и меньшей чувствительностью к изменению толщины звукопровода в процессе травления, а вторая АЛЗ - меньшей чувствительностью к температуре, но большей чувствительностью к изменению толщины звукопровода в процессе травления по отношению к первой АЛЗ. Искомые параметры упомянутого травления определяют по временной зависимости разности откликов выходных преобразователей при подаче сигнала возбуждения на входные преобразователи АЛЗ. Технический результат - снижение уровня пороговых значений и повышение точности измерения параметров плазменного травления с автоматическим учетом текущей температуры процесса. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.