CN101882577A

CN101882577A - 晶圆背面粗糙处理的方法

Info

Publication number: CN101882577A
Application number: CN2009100506953A
Authority: CN
Inventors: 陈泰江; 江彤; 吕隆
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date: 2009-05-06
Filing date: 2009-05-06
Publication date: 2010-11-10

Abstract

本发明提出一种晶圆背面粗糙处理的方法，其包括下列步骤：将上述晶圆正面贴膜并对上述晶圆背面进行研磨处理；对上述晶圆背面进行湿式化学蚀刻处理；将上述晶圆背面进行水洗烘干处理，其中上述湿式化学蚀刻处理步骤所使用的化学蚀刻剂包括H₂SO₄、KNO₃以及NH₄HF。本发明提出的晶圆背面粗糙处理的方法，其能够有效增加晶圆背面粗糙度，提供最佳化的背面金属黏着性，避免由于黏结力不够而造成背面金属剥离，并且有效降低了热阻。

Description

晶圆背面粗糙处理的方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，且特别涉及一种晶圆背面粗糙处理的方法。

背景技术

在现有的晶圆背面金属工艺中，当晶圆背面被研磨到200微米之后，就使用一种专门的化学混合蚀刻剂，提供背面金属黏着性最佳的去光泽及粗糙化表面。在进行化学蚀刻反应时，在硅晶圆被蚀刻的同时会产生氧化和逸气(out-gassing)现象，因而造成硅晶圆表面产生高低起伏的粗糙形态。

湿式化学蚀刻可以提供介于0.44至1.77微米间的晶圆表面的均匀粗糙度。这些晶圆表面的粗糙处理可以经由使用不同的化学蚀刻剂和温度来达成，进而提供最佳化的背面金属黏着性。因为表面经过了化学处理，所以背面研磨所衍生的损伤可藉由化学反应来移除，而得到最佳的背面金属粗糙度表面。

表面粗糙度是以总指标偏差(total indicator run-out，TIR)来体现的，TIR则根据通过扫描测试装置得出的线条扫描的长度之间的最大的尖峰高度数值减掉最小的尖峰数值所推估出来。粗糙度平均值(Ra)也会被计算出来，这个数值代表在线条扫描的长度之间粗糙度的平均值。表面粗糙度能提供额外的接触面积，因此对于提升晶圆表面黏着性而言晶圆表面粗糙度是非常重要的参数。

现有技术中，晶圆背面的粗糙处理所使用的化学蚀刻剂通常采用硝酸(HNO₃)及氢氟酸(HF)的水溶液，按照一定比例配取溶液作为化学蚀刻剂，然而现有技术的化学蚀刻剂效果并不理想，经实验发现其获得的晶圆背面粗糙度不能达到有效的范围，对于后续的晶圆背面金属工艺造成一定的影响。晶圆背面如果不经过化学蚀刻处理或者晶圆背面的粗糙度不够，再蒸镀金属时，会由于黏结力不够而造成背面金属剥离。

发明内容

本发明提出一种晶圆背面粗糙处理的方法，其能够有效增加晶圆背面粗糙度，提供最佳化的背面金属黏着性，避免由于黏结力不够而造成背面金属剥离。

为了达到上述目的，本发明提出一种晶圆背面粗糙处理的方法，其包括下列步骤：

将上述晶圆正面贴膜并对上述晶圆背面进行研磨处理；

对上述晶圆背面进行湿式化学蚀刻处理；

将上述晶圆背面进行水洗烘干处理，

其中上述湿式化学蚀刻处理步骤所使用的化学蚀刻剂包括H₂SO₄、KNO₃以及NH₄HF。

可选的，所述化学蚀刻剂由27～33L质量百分比浓度为98％的H₂SO₄加上3～4kg的KNO₃和1.8～2.2kg的NH₄HF混合而成。

可选的，使用化学蚀刻剂处理晶圆的时间为10～15分钟，温度为20～25摄氏度。

可选的，所述湿式化学蚀刻处理步骤还包括将上述晶圆放入质量百分比浓度为4％的KOH溶液中处理，之后再将晶圆放入体积百分比浓度为0.9∶100～1.1∶100的HF溶液中处理。

可选的，所述使用KOH溶液处理晶圆的时间为10～20秒，温度为60～80摄氏度。

可选的，所述使用HF溶液处理晶圆的时间为2～4分钟，温度为20～25摄氏度。

可选的，所述水洗处理步骤为将晶圆使用去离子水进行冲洗，处理时间为10～15分钟。

可选的，所述烘干步骤的处理时间为10～15分钟，温度为80～100摄氏度。

可选的，该方法还包括对上述晶圆进行金属蒸镀处理，

在晶圆背面依次镀上Ti、Ni和Ag金属或者Ti、Ni和Au金属。

可选的，所述蒸镀金属的厚度分别为900～1100埃、2700～3300埃和9000～11000埃。

可选的，所述蒸镀金属的蒸镀温度为89～91摄氏度。

本发明提出一种晶圆背面粗糙处理的方法，对晶圆背面使用H₂SO₄、KNO₃以及NH₄HF所组成的化学蚀刻剂进行湿式化学蚀刻处理，能够有效增加晶圆背面粗糙度，提供最佳化的背面金属黏着性，避免由于黏结力不够而造成背面金属剥离。

本发明提出一种晶圆背面粗糙处理的方法，对湿式化学蚀刻处理后的晶圆依次进行KOH溶液和HF溶液处理，之后再进行晶圆背面的金属蒸镀处理，在晶圆背面依次镀上Ti、Ni和Ag金属或者Ti、Ni和Au金属，采用本发明晶圆背面粗糙处理方法的晶圆背面具有较佳的粗糙度，能够提供良好的黏结力而不会造成背面金属剥离，并且有效降低了热阻。利用混酸具有对晶圆不同方向的蚀刻速率(Etch Rate)不一样的特性，形成硅片表面较佳的粗糙度(Roughness)。

附图说明

图1所示为本发明较佳实施例的晶圆背面粗糙处理的方法流程图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图说明如下。

请参考图1，图1所示为本发明较佳实施例的晶圆背面粗糙处理的方法流程图。本发明提出一种晶圆背面粗糙处理的方法，其包括下列步骤：

步骤S100：将晶圆正面贴膜并对晶圆背面进行研磨处理；

步骤S200：对晶圆背面进行湿式化学蚀刻处理；

步骤S500：将晶圆背面进行水洗烘干处理，

进一步的，本发明较佳实施例还包括在步骤S200后进行：

步骤S300：对晶圆背面进行KOH溶液处理；

步骤S400：对晶圆背面进行HF溶液处理；

正面贴膜的目的是在进行下一步骤对晶圆进行湿式蚀刻时，防止酸进入晶圆正面而损伤器件。其中对晶圆背面进行研磨处理中，将晶圆厚度控制在200微米左右，上述湿式化学蚀刻处理步骤所使用的化学蚀刻剂为H₂SO₄、KNO₃以及NH₄HF所组成的混合物，所述化学蚀刻剂由27～33L质量百分比浓度为98％的H₂SO₄加上3～4kg的KNO₃和1.8～2.2kg的NH₄HF混合而成，将混酸放置一起搅拌静置。利用混酸具有对晶圆不同方向的蚀刻速率(Etch Rate)不一样的特性，形成硅片表面较佳的粗糙度(Roughness)。使用化学蚀刻剂处理晶圆的时间为10～15分钟，温度为20～25摄氏度。

步骤S300：对上述晶圆进行KOH溶液处理为将上述晶圆放入质量百分比浓度为4％的KOH溶液中处理，KOH是去处反应中生成的副产物，这种副产物在N型重掺的硅片中尤其明显。步骤S400：对上述晶圆进行HF溶液处理为将晶圆放入体积百分比浓度为0.9∶100～1.1∶100的HF溶液中处理，HF溶液用于清洗晶圆表面自然形成的氧化层(Native Oxide)。其中，所述使用KOH溶液处理晶圆的时间为10～20秒，温度为60～80摄氏度。所述使用HF溶液处理晶圆的时间为2～4分钟，温度为20～30摄氏度。

所述水洗处理步骤为将晶圆使用去离子水进行冲洗，处理时间为10～15分钟。所述烘干步骤的处理时间为10～15分钟，温度为80～100摄氏度。

该方法还包括对上述晶圆进行金属蒸镀处理，金属蒸镀是在晶圆背面进行的，POWER器件一般晶圆背面要做为器件的漏极(Drain)，蒸镀金属是为降低背面的电阻。本发明较佳实施例在晶圆背面依次镀上Ti、Ni和Ag金属或者Ti、Ni和Au金属。所述蒸镀金属的厚度分别为900～1100埃、2700～3300埃和9000～11000埃。所述蒸镀金属的蒸镀温度为89～91摄氏度。Ti金属与晶原会形成金属硅化物，可以降低接触电阻，Ni金属可以很好把Ti金属和Ag或者Au金属连接在一起，相当于2层金属之间的缓冲层，Ag或Au则是非常好的导体。

本发明提出一种晶圆背面粗糙处理的方法，对晶圆背面使用H₂SO₄、KNO₃以及NH₄HF所组成的化学蚀刻剂进行湿式化学蚀刻处理，并对湿式化学蚀刻处理后的晶圆依次进行KOH溶液和HF溶液处理，之后再进行晶圆背面的金属蒸镀处理，在晶圆背面依次镀上Ti、Ni和Ag金属或者Ti、Ni和Au金属，采用本发明晶圆背面粗糙处理方法，能够有效增加晶圆背面粗糙度，使得晶圆背面具有较佳的粗糙度，能够提供良好的黏结力而不会造成背面金属剥离，并且有效降低了热阻。利用混酸具有对晶圆不同方向的蚀刻速率(Etch Rate)不一样的特性，形成硅片表面较佳的粗糙度(Roughness)。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims

1.一种晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于包括下列步骤：

将上述晶圆正面贴膜并对上述晶圆背面进行研磨处理；

对上述晶圆背面进行湿式化学蚀刻处理；

将上述晶圆背面进行水洗烘干处理，

2.根据权利要求1所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于所述化学蚀刻剂由27～33L质量百分比浓度为98％的H₂SO₄加上3～4kg的KNO₃和1.8～2.2kg的NH₄HF混合而成。

3.根据权利要求1所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于使用化学蚀刻剂处理晶圆的时间为10～15分钟，温度为20～25摄氏度。

4.根据权利要求1所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于所述湿式化学蚀刻处理步骤还包括将上述晶圆放入质量百分比浓度为4％的KOH溶液中处理，之后再将晶圆放入体积百分比浓度为0.9∶100～1.1∶100的HF溶液中处理。

5.根据权利要求3所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于所述使用KOH溶液处理晶圆的时间为10～20秒，温度为60～80摄氏度。

6.根据权利要求3所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于所述使用HF溶液处理晶圆的时间为2～4分钟，温度为20～25摄氏度。

7.根据权利要求1所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于所述水洗处理步骤为将晶圆使用去离子水进行冲洗，处理时间为10～15分钟。

8.根据权利要求1所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于所述烘干步骤的处理时间为10～15分钟，温度为80～100摄氏度。

9.根据权利要求1所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于该方法还包括对上述晶圆进行金属蒸镀处理，

在晶圆背面依次镀上Ti、Ni和Ag金属或者Ti、Ni和Au金属。

10.根据权利要求9所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于所述蒸镀金属的厚度分别为900～1100埃、2700～3300埃和9000～11000埃。

11.根据权利要求9所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于所述蒸镀金属的蒸镀温度为89～91摄氏度。