一种声表面波滤波器芯片剥离工艺后图形优化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光刻剥离后的芯片图形优化方法，特别是一种声表面波滤波器芯片剥离工艺后图形优化方法。
【背景技术】
[0002]声表面波滤波器是一种在压电晶圆表面制作金属叉指电极，通过对电极加电，利用声表面波滤波器芯片的电-声-电转换实现对电信号处理的功能。在声表面波滤波器芯片生产制造工艺中，常使用光刻剥离工艺进行芯片图形制作，工艺流程包括:光刻胶图形制作，并在光刻胶图形上进行金属薄膜淀积，最后通过剥离液浸泡结合超声波震荡剥离完成芯片图形制作，芯片图形成型质量高低直接影响声表面波滤波器的电性能参数优劣。传统的声表面波滤波器生产工艺中，光刻剥离出的金属图形及叉指电极边缘不可避免的出现毛刺或凸起等缺陷，这些缺陷会影响器件的插入损耗等关键电性能；由于剥离时使用超声波震荡，使得芯片表面残留有大量的细小铝肩，这些铝肩很难用传统的冲水的方法去除，并且有可能在后续产品的使用或震荡过程中转移至电极之间引起器件短路失效;传统的声表面波滤波器负版正胶光刻工艺中，常采用旋转曝光后晶圆并在晶圆中心滴注显影液的显影方式进行显影，该方式不可避免的导致晶圆中心的芯片图形接触显影液相对较多，而晶圆边缘的芯片图形显影量较少，最终导致一片晶圆中，靠近中心的芯片普遍图形线宽较粗，靠近边缘的芯片线宽较细，片内芯片一致性差;最后，声表面波滤波器属于单层半导体工艺制作的频率器件，器件的中心频率与芯片图形线宽直接相关，一般来说，器件的中心频率越高，需要制作的线宽越细，但随着滤波器频率的增加，当所需芯片中的特征线宽达到现有光刻机分辨率极限时，仅靠光刻工艺无法制作出更细线宽的高频声表面波滤波器芯片。
【发明内容】
[0003]本发明目的在于提供一种声表面波滤波器芯片剥离工艺后图形优化方法，解决芯片图形剥离后边缘毛刺、表面金属碎肩沾污、显影后片内芯片线宽均匀性差、制作最细线宽小于光刻机分辨率的问题。
[0004]—种声表面波滤波器芯片剥离工艺后图形优化方法，其具体步骤为:
第一步晶圆表面均匀分布腐蚀液
声表面波滤波器芯片剥离工艺完成并形成芯片图形后，将晶圆固定在旋转夹具上，使腐蚀液柱滴注于旋转的晶圆中心，利用旋转离心力使腐蚀液均匀分布在晶圆表面上。
[0005]第二步腐蚀液对剥离后的晶圆图形进行腐蚀
腐蚀液采用当量浓度为2.38%的四甲基氢氧化铵，腐蚀液与铝质的芯片图形发生反应:2Α1+20Η-+2Η20—2Α102-+3Η2丨。这种各项同性的湿法腐蚀方式将剥离后图形及线条边缘的毛刺、凸起和残留铝肩一并腐蚀去除。同时腐蚀液对铝质声表面波滤波器芯片上的叉指换能器在侧向上产生腐蚀作用，在纵向上使芯片铝膜厚度减薄，同时在横向上使叉指换能器变细，得到突破光刻机标称分辨率的精细叉指换能器图形。
[0006]第三步保持腐蚀液恒温
腐蚀液与芯片金属图形发生反应，二者的反应速度与腐蚀液温度成正比，腐蚀液温度越高，腐蚀液与芯片金属图形的反应速度越快。腐蚀液温度恒定在23°C±1°C，采用程控水浴槽加热输液管的方式，保证腐蚀速度缓慢可控。
[0007]第四步设定旋转夹具转速
设定夹具转速为1500转/分钟±50转/分钟，利用夹具旋转时产生的离心力，使得腐蚀液或去离子水对芯片表面起到冲刷作用，同时保证腐蚀过程缓慢可控。将剥离工艺超声震荡后产生的铝肩及腐蚀后产生的生成物从芯片表面冲刷出去，达到芯片图形优化的效果。
[0008]第五步根据腐蚀速度及图形优化效果设定腐蚀时间
设定腐蚀时间范围为60s-90s，在腐蚀液接触芯片的同时开始计时，腐蚀液对芯片进行清洗，计满腐蚀时间时，关闭腐蚀液并打开去离子水对芯片进行清洗。
[0009]第六步腐蚀结束后进行清洗及甩干
腐蚀过程结束后，移开腐蚀液输液管，保持晶圆以1500转/分钟± 50转/分钟转速旋转，用去离子水滴注于晶圆中心，利用旋转离心力将去离子水均匀分布于晶圆表面，将晶圆表面残留的腐蚀液清洗干净，设定清洗时间为30s。清洗结束后设定甩干转速为3000转/分钟土 50转/分钟，利用旋转离心力将晶圆表面的去离子水甩干，甩干时间设定为30s ο甩干后夹具停止旋转，取下晶圆，完成声表面波滤波器芯片剥离工艺后的图形优化。
[0010]本发明采用各项同性的湿法腐蚀方式将剥离后图形及线条边缘的毛刺、凸起和残留铝肩一并腐蚀去除，达到优化图形、清洗芯片表面的效果；由于旋转离心力的作用，晶圆中心部分的芯片受到的腐蚀程度相比新晶圆边缘处的芯片大，换言之，显影后中心线宽较粗的芯片图形被腐蚀量大，显影后边缘线宽较细的芯片图形腐蚀量小，因此通过该线宽反向弥补优化过程，可以将晶圆中心部分芯片线宽与边缘处芯片线宽差距缩小，从而增加晶圆间芯片一致性，剥离成型的金属线条会因为被腐蚀而变细，从而得到了突破光刻机分辨率的细线宽叉指电极，提高了所制作的声表面波滤波器的中心频率;另外经过试验优化控制腐蚀方式、腐蚀液浓度、腐蚀液温度、腐蚀时间来保证腐蚀效果，优化了声表面波滤波器芯片剥离工艺后图形。
【具体实施方式】
[0011 ] 一种声表面波滤波器芯片剥离工艺后图形优化方法，其具体步骤为:
第一步晶圆表面均匀分布腐蚀液
声表面波滤波器芯片剥离工艺完成并形成芯片图形后，将晶圆固定在旋转夹具上，使腐蚀液柱滴注于旋转的晶圆中心，利用旋转离心力使腐蚀液均匀分布在晶圆表面上。
[0012]第二步腐蚀液对剥离后的晶圆图形进行腐蚀
腐蚀液采用当量浓度为2.38%的四甲基氢氧化铵，腐蚀液与铝质的芯片图形发生反应:2Α1+20Η-+2Η20—2Α102-+3Η2丨。这种各项同性的湿法腐蚀方式将剥离后图形及线条边缘的毛刺、凸起和残留铝肩一并腐蚀去除。同时腐蚀液对铝质声表面波滤波器芯片上的叉指换能器在侧向上产生腐蚀作用，在纵向上使芯片铝膜厚度减薄，同时在横向上使叉指换能器变细，得到突破光刻机标称分辨率的精细叉指换能器图形。
[0013]第三步保持腐蚀液恒温腐蚀液与芯片金属图形发生反应，二者的反应速度与腐蚀液温度成正比，腐蚀液温度越高，腐蚀液与芯片金属图形的反应速度越快。腐蚀液温度恒定在23°C±1°C，采用程控水浴槽加热输液管的方式，保证腐蚀速度缓慢可控。
[0014]第四步设定旋转夹具转速
设定夹具转速为1500转/分钟±50转/分钟，利用夹具旋转时产生的离心力，使得腐蚀液或去离子水对芯片表面起到冲刷作用，同时保证腐蚀过程缓慢可控。将剥离工艺超声震荡后产生的铝肩及腐蚀后产生的生成物从芯片表面冲刷出去，达到芯片图形优化的效果。
[0015]第五步根据腐蚀速度及图形优化效果设定腐蚀时间
设定腐蚀时间范围为60s_90s，在腐蚀液接触芯片的同时开始计时，腐蚀液对芯片进行清洗，计满腐蚀时间时，关闭腐蚀液并打开去离子水对芯片进行清洗。
[0016]第六步腐蚀结束后进行清洗及甩干
腐蚀过程结束后，移开腐蚀液输液管，保持晶圆以1500转/分钟± 50转/分钟转速旋转，用去离子水滴注于晶圆中心，利用旋转离心力将去离子水均匀分布于晶圆表面，将晶圆表面残留的腐蚀液清洗干净，设定清洗时间为30s。清洗结束后设定甩干转速为3000转/分钟土 50转/分钟，利用旋转离心力将晶圆表面的去离子水甩干，甩干时间设定为30s ο甩干后夹具停止旋转，取下晶圆，完成声表面波滤波器芯片剥离工艺后的图形优化。
【主权项】
1.一种声表面波滤波器芯片剥离工艺后图形优化方法，其特征在于具体步骤为: 第一步晶圆表面均匀分布腐蚀液 声表面波滤波器芯片剥离工艺完成并形成芯片图形后，将晶圆固定在旋转夹具上，使腐蚀液柱滴注于旋转的晶圆中心，利用旋转离心力使腐蚀液均匀分布在晶圆表面上；第二步腐蚀液对剥离后的晶圆图形进行腐蚀 腐蚀液采用当量浓度为2.38%的四甲基氢氧化铵，腐蚀液与铝质的芯片图形发生反应:2Α1+20Η-+2Η20—2Α102-+3Η2丨;这种各项同性的湿法腐蚀方式将剥离后图形及线条边缘的毛刺、凸起和残留铝肩一并腐蚀去除；同时腐蚀液对铝质声表面波滤波器芯片上的叉指换能器在侧向上产生腐蚀作用，在纵向上使芯片铝膜厚度减薄，同时在横向上使叉指换能器变细，得到突破光刻机标称分辨率的精细叉指换能器图形； 第三步保持腐蚀液恒温 腐蚀液与芯片金属图形发生反应，二者的反应速度与腐蚀液温度成正比，腐蚀液温度越高，腐蚀液与芯片金属图形的反应速度越快;腐蚀液温度恒定在23°C ± 10C，采用程控水浴槽加热输液管的方式，保证腐蚀速度缓慢可控； 第四步设定旋转夹具转速 设定夹具转速为1500转/分钟±50转/分钟，利用夹具旋转时产生的离心力，使得腐蚀液或去离子水对芯片表面起到冲刷作用，同时保证腐蚀过程缓慢可控;将剥离工艺超声震荡后产生的铝肩及腐蚀后产生的生成物从芯片表面冲刷出去，达到芯片图形优化的效果；第五步根据腐蚀速度及图形优化效果设定腐蚀时间 设定腐蚀时间范围为60s-90s，在腐蚀液接触芯片的同时开始计时，腐蚀液对芯片进行清洗，计满腐蚀时间时，关闭腐蚀液并打开去离子水对芯片进行清洗； 第六步腐蚀结束后进行清洗及甩干 腐蚀过程结束后，移开腐蚀液输液管，保持晶圆以1500转/分钟± 50转/分钟转速旋转，用去离子水滴注于晶圆中心，利用旋转离心力将去离子水均匀分布于晶圆表面，将晶圆表面残留的腐蚀液清洗干净，设定清洗时间为30 s;清洗结束后设定甩干转速为3000转/分钟土 50转/分钟，利用旋转离心力将晶圆表面的去离子水甩干，甩干时间设定为30s ；甩干后夹具停止旋转，取下晶圆，完成声表面波滤波器芯片剥离工艺后的图形优化。
【专利摘要】本发明公开了一种声表面波滤波器芯片剥离工艺后图形优化方法，其具体步骤为：晶圆表面均匀分布腐蚀液，腐蚀液对剥离后的晶圆图形进行腐蚀，保持腐蚀液恒定在23℃±1℃，设定夹具转速为1500转/分钟±50转/分钟，利用夹具旋转时产生的离心力，使得腐蚀液或去离子水对芯片表面起到冲刷作用，设定腐蚀时间范围为60s-90s，腐蚀液对芯片进行清洗，计满腐蚀时间时，关闭腐蚀液并打开去离子水对芯片进行清洗，腐蚀结束后进行清洗及甩干，完成声表面波滤波器芯片剥离工艺后的图形优化。本发明能够提高声表面波滤波器芯片的中心频率；对光刻显影过程中造成的线宽不均匀进行反向弥补；提升声表面波滤波器产品可靠性。
【IPC分类】H03H3/007, H03H3/08
【公开号】CN105553437
【申请号】CN201510876648
【发明人】贺强
【申请人】北京长峰微电科技有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月3日