專利名稱：晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)，特別涉及一種用復(fù)合材料保護(hù)晶片 電路的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
一般而言，等向性濕式蝕液刻多為強(qiáng)酸(acid),例如，氫氟酸(HF)或是氳 氟酸再加上硝酸(HN03)和醋酸(CH3COOH)混合而成的HNA等；非等向性濕 式蝕刻液則為強(qiáng)堿(alkali)或有機(jī)(organic)類，例如，KOH(氫氧化鉀)、TMAH(氫 氧化四曱銨)、EDP(乙二胺鄰苯二酚，Ethylenediamine pyrocatechol)等。等向性 蝕刻，顧名思義就是不管任何方向的晶格方向上，其蝕刻速率都相同，會(huì)形 成半圓弧狀，通常用于半導(dǎo)體制造。非等向性蝕刻，是微機(jī)電制造的體形微 加工技術(shù)，其加工技術(shù)是建立在單晶硅非等向性蝕刻、雙面對(duì)準(zhǔn)、蝕刻終止 與蝕刻掩模保護(hù)等技術(shù)上。利用單晶硅非等向性蝕刻的特性，以摻雜濃度、 電化學(xué)或p-n接合等蝕刻終止技術(shù)，加上二氧化硅、氮化硅、鉻/金、高分子 材料等作為蝕刻掩模，或者以鐵氟龍、壓克力等夾具，配合保護(hù)層逐漸發(fā)展 出體形微加工技術(shù)。但是，沉積氮化硅將正面包住，待背后蝕刻完畢后再將 氮化硅去除，但是在去除氮化硅的同時(shí)必須考慮會(huì)不會(huì)影響到下面的薄膜， 而且利用氮化硅的階梯覆蓋表面輪廓無(wú)法覆蓋完美，蝕刻液很容易從組件側(cè) 壁滲入而影響被保護(hù)的薄膜，使電路元件被破壞。而使用去光阻液移除蝕刻 掩模時(shí)，去光阻液將高分子材料溶解，因此無(wú)法回收。本發(fā)明用氟硅作為保 護(hù)層且運(yùn)用膨潤(rùn)理論(swelling)用氫氟醚移除氟硅的保護(hù)層，完全不損壞電路 元件，并且該氫氟醚有^/L溶劑可回收利用。
鑒于公知技術(shù)的各項(xiàng)問題，為了能夠兼顧解決這些問題，本發(fā)明人基于 多年研究開發(fā)與諸多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出一種晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)，以作為改善上 述缺點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方式與依據(jù)
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)，利用復(fù)合材料保 護(hù)晶片電路結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的目的，提出 一種晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)，該晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)
包括晶片，具有第一預(yù)設(shè)面與第二預(yù)設(shè)面，第一預(yù)設(shè)面與第二預(yù)設(shè)面分別 具有第一電路與第二電路，且第二電路與第二預(yù)設(shè)面之間具有距離；復(fù)合材 料，具有氟硅(F-Si)材料，覆蓋所述第一預(yù)設(shè)面。
此外，本發(fā)明還提出一種晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)的制造方法，該方法包括以 下步驟提供晶片、第一復(fù)合材料和第二復(fù)合材料，所述晶片包括第一預(yù)設(shè) 面和第二預(yù)設(shè)面，所述第 一預(yù)設(shè)面和第二預(yù)設(shè)面分別具有第 一 電路和第二電 路，且所述第二電路與第二預(yù)設(shè)面之間具有距離，所述第一復(fù)合材料具有氟 硅(F-Si)材料，所述第二復(fù)合材料具有氟醚，且第二復(fù)合材料用于移除該第一 復(fù)合材料；利用所述第一復(fù)合材料覆蓋第一電路；在所述第一預(yù)設(shè)面上形成 所述第二電路；當(dāng)完成所述第二電路制作后，用所述第二復(fù)合材料移除第一 復(fù)合材料。
為了使審查員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征及所實(shí)現(xiàn)的功效有更進(jìn)一 步的了解與 認(rèn)識(shí)，在下文提供優(yōu)選實(shí)施例并配合詳細(xì)的i兌明。


圖1A至圖1K是根據(jù)本發(fā)明的微機(jī)電制造的流程的示意圖2是根據(jù)本發(fā)明的晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)的硅微加工制作完成的示意圖3是根據(jù)本發(fā)明的晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)的保護(hù)層的化學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
主要元件符號(hào)說明
111:晶片； 112:第一預(yù)設(shè)面； 113:附著層； 114:起始層； 121:光致抗蝕劑； 131: UV光； 132:掩模；141第一電路；
152第一復(fù)合材料;
161第二預(yù)設(shè)面；
162第二電路；
171第二復(fù)合材料;
181微結(jié)構(gòu)；
191金屬微結(jié)構(gòu)；
101成形材；
115成形件；
21:距離；
31:聚全氟醚；
32:乙烯基。
以下將參照相關(guān)圖示，說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的晶片電路保護(hù)結(jié) 構(gòu)及其制造方法，為使本發(fā)明便于理解，下述實(shí)施例中的相同元件以相同的 符號(hào)標(biāo)示來說明。
由于賴:才幾電系統(tǒng)(Microelectromechanical System, MEMS)4頁(yè)i或的4支術(shù)性突 破，使新興的硅質(zhì)傳感器具有尺寸小、成本低、可靠度好等性質(zhì)，因而大量 取代體積大、材料昂貴的舊型設(shè)備。運(yùn)用IC的觀念設(shè)計(jì)曝光、微影制造出微 細(xì)結(jié)構(gòu)，再利用電鑄將這些結(jié)構(gòu)復(fù)制成金屬模子，以射出成型式熱壓成形， 大量生產(chǎn)，與硅晶片的批次制造方式相比，微機(jī)電制造領(lǐng)域的特點(diǎn)適合大批 量生產(chǎn)具有高深寬比、低表面粗糙度的垂直側(cè)壁微結(jié)構(gòu)，且材料的應(yīng)用范圍 廣泛，可制造金屬、陶瓷以及塑膠的微結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D1A至圖1K,圖1A至 圖1K是微機(jī)電制造的流程圖。其中，參照?qǐng)D1A,在晶片lll上的第一預(yù)設(shè) 面112沉積附著層113以及起始層114;參照?qǐng)D1B，涂布光致抗蝕劑121; 參照?qǐng)D1C,用UV光131曝光并用標(biāo)準(zhǔn)鍍鉻掩模132進(jìn)行圖案轉(zhuǎn)移；參照?qǐng)D 1D,顯影形成光阻微結(jié)構(gòu)，制作第一電路141;參照?qǐng)D1E,在第一預(yù)設(shè)面112 涂布第一復(fù)合材料152,第一復(fù)合材料152是具有氟硅(F-Si)材料的保護(hù)層， 其中，可主要用旋涂(spin on)、 網(wǎng)印(screen printing)、刮棒涂布(bar coating)或 輥涂(roller coating)來涂布第一復(fù)合材料152;參照?qǐng)DIF,在第二預(yù)設(shè)面161 上制作異向蝕刻腔體，以完成第二電路162,其中，第一電路和第二電路可 主要由4氐壓化學(xué)氣相沉積(low pressure chemical vapor deposition system)或等離子體化學(xué)氣相沉積(plasma enhanced chemical vapor deposition)形成；參照?qǐng)D 1G，利用作為有機(jī)溶劑的第二復(fù)合材料171移除具有氟硅(F-Si)材料的保護(hù)層 152;參照?qǐng)D1H,在微結(jié)構(gòu)181中填充金屬進(jìn)行電鑄；參照?qǐng)DII,去除殘留 光阻以形成金屬微結(jié)構(gòu)191;參照?qǐng)D1J，將成形材101填入微結(jié)構(gòu)中；參照 圖IK,射出成形件115。
接著參照?qǐng)D2,圖2是根據(jù)本發(fā)明的晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的硅微 加工制作完成的示意圖。在圖2中，晶片保護(hù)電路包含晶片111、第一預(yù)設(shè)面 112、第二預(yù)設(shè)面161、第一電路141、第二電^各162以及作為保護(hù)層的復(fù)合 材料152。其中，根據(jù)先進(jìn)微機(jī)電設(shè)計(jì)觀點(diǎn)，隨著雙面對(duì)準(zhǔn)技術(shù)的日益成熟， 對(duì)于硅晶片加工，也擴(kuò)展到對(duì)晶片上下兩面的加工，例如以蝕刻加工技術(shù)， 第二電路162與第二預(yù)設(shè)面161之間具有距離21,制造隔膜、微閥、微泵以 及微探針等。
參照?qǐng)D3，圖3是根據(jù)本發(fā)明的晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)的保護(hù)層的化學(xué)結(jié)構(gòu) 示意圖。在圖3中，保護(hù)層的化學(xué)結(jié)構(gòu)式包含聚全氟醚(Perfluoropolyether)31 以及乙烯基(viny1)32，其中，高分子基材和有機(jī)溶劑的二元系統(tǒng)形成膠態(tài)高 分子，以達(dá)到高分子被塑化、軟化的效果。由于有機(jī)溶劑是具有高介電常數(shù)、 低表面張力的溶劑，有助于有機(jī)溶劑移動(dòng)，高分子在吸收有機(jī)溶劑后會(huì)產(chǎn)生 膨潤(rùn)(swelling),而溶劑分子可以在高分子連續(xù)的微孔內(nèi)自由傳遞，且不與全 氟醚產(chǎn)生反應(yīng)。因?yàn)榇伺驖?rùn)現(xiàn)象可以使有機(jī)溶劑通過萃取、過濾而回收再利 用。聚全氟醚31具有低的玻璃轉(zhuǎn)化溫度、優(yōu)良的抗化性、難燃等優(yōu)點(diǎn)，用乙 烯基32作為鏈延長(zhǎng)劑合成根據(jù)本發(fā)明的保護(hù)層，同時(shí)有軟鏈段CH2-CH2-0 和CF2-CF2-0與硬鏈段的尿烷基(urethane group),以增加高分子基材的柔韌性 與機(jī)械強(qiáng)度，有機(jī)溶劑和聚全氟醚31的反應(yīng)行為符合Fickian方程式
a2c 2 ~~r +--
5r—r 5r
其中，D為有機(jī)溶劑在聚全氟醚31中的擴(kuò)散系數(shù)，C為有機(jī)溶劑的濃度， r為離子間的距離，t為反應(yīng)時(shí)間。
由于高性能的保護(hù)材料的需求，近年來大量研究在高分子中導(dǎo)入氟基或 氟原子，以調(diào)整一些特殊性質(zhì)。氟原子具有高陰電性、高C-F鍵結(jié)能、低電 子極化性、低分子間親合性、高疏水性，氟是在所有元素中原子半徑僅次于 氫原子的元素，又有極高的電負(fù)度，因此對(duì)于紫外線、熱、化學(xué)物質(zhì)都很穩(wěn)定，因?yàn)榉肿娱g作用力小，所以顯現(xiàn)出的非黏著性、摩擦特性、防水以及防
油等表面性質(zhì)都使其成為絕佳的保護(hù)層。本發(fā)明利用含有聚全氟醚31與乙烯 基32分子鏈斷的反應(yīng)合成，具有低玻璃轉(zhuǎn)化溫度、主鏈上非氳鍵型氧原子、 低介面壓力以及疏水性。本發(fā)明的最佳實(shí)施例中的有^L溶劑以醚類有機(jī)溶劑 C4F90CxH2州為較佳，其中x為正整數(shù)。
以上所述僅為舉例性而不是限制性。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇而 對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等效修改或變更，都應(yīng)包含于權(quán)利要求書中。
如前所述，根據(jù)本發(fā)明的晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)的保護(hù)層具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1) 該晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)的保護(hù)層是氟硅類化合物，由此階梯覆蓋在電 路上且致密度高。
(2) 該晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)的保護(hù)層為氟硅類化合物，由此運(yùn)用膨潤(rùn)理論 可將保護(hù)層材質(zhì)移除，且回收再利用有機(jī)溶劑。
權(quán)利要求
1、一種晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)，包括晶片，具有第一預(yù)設(shè)面與第二預(yù)設(shè)面，所述第一預(yù)設(shè)面與第二預(yù)設(shè)面分別具有第一電路與第二電路，且所述第二電路與第二預(yù)設(shè)面之間具有距離；復(fù)合材料，具有氟硅材料，覆蓋所述第一預(yù)設(shè)面。
2、 如權(quán)利要求1所述的晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)，其中，所述第一電路和第二 電路主要用低壓化學(xué)氣相沉積和等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積之一形成。
3、 如權(quán)利要求1所述的晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)，其中，所述復(fù)合材料主要用 旋涂方式、網(wǎng)印、刮棒涂布或輥涂方式覆蓋所述第一預(yù)設(shè)面。
4、 如權(quán)利要求1所述的晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)，其中，所述復(fù)合材料為聚全 氟醚和乙烯基的化合物。
5、 如權(quán)利要求l所述的晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)，其中，所述復(fù)合材料屬于膠 態(tài)高分子。
6、 一種晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)的制造方法，所述方法包括以下步驟(a) 提供晶片、第一復(fù)合材料和第二復(fù)合材料，所述晶片包括第一預(yù)設(shè)面 和第二預(yù)設(shè)面，所述第一預(yù)設(shè)面和第二預(yù)設(shè)面分別具有第一電路和第二電路， 且所述第二電路與第二預(yù)設(shè)面之間具有距離，所述第一復(fù)合材料具有氟硅材 料，所述第二復(fù)合材料具有氟醚，且第二復(fù)合材料用于移除第一復(fù)合材料；(b) 利用所述第 一 復(fù)合材料覆蓋所述第 一 電路；(c) 在所述第二預(yù)設(shè)面上形成所述第二電路；(d) 當(dāng)完成所述第二電路制作后，用所述第二復(fù)合材料移除第一復(fù)合材料。
7、 如權(quán)利要求6所述的晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，所述第二 復(fù)合材料為醚類溶劑C4F9OCxH2x+l,其中x為正整數(shù)。
8、 如權(quán)利要求6所述的晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，所述第二 復(fù)合材料移除第 一 復(fù)合材料的方式是化學(xué)變化。
9、 如權(quán)利要求6所述的晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，所述第二 復(fù)合材料能夠回收再利用。
10、 如權(quán)利要求6所述的晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)的制造方法，其中，所述第 一復(fù)合材料具有軟鏈段CH2-CH2-0和CF2-CF2-0。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)，該晶片電路保護(hù)結(jié)構(gòu)包括晶片，具有第一預(yù)設(shè)面和第二預(yù)設(shè)面，第一預(yù)設(shè)面和第二預(yù)設(shè)面分別具有第一電路和第二電路，并且第二電路和第二預(yù)設(shè)面之間具有距離；復(fù)合材料，具有氟硅(F-Si)材料，覆蓋在第一預(yù)設(shè)面上。
文檔編號(hào)B81B7/00GK101567368SQ200810092660
公開日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2008年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月22日
發(fā)明者朱林恭, 王仁壕, 郭智輝, 陳德懿 申請(qǐng)人:崇越科技股份有限公司