CN102299052A - 晶片的制作方法 - Google Patents

Abstract

一种晶片的制作方法，包括对所述晶片的正面进行贴膜后进行研磨，然后揭除覆盖于晶片正面的贴膜，最后对背面进行蚀刻，以形成凹凸不平的背面，最后对所述背面蒸镀一层金属界面。本发明通过在对晶片的背面进行湿法蚀刻之前，将正面所覆盖的贴膜进行揭除，避免了正面贴膜的翘曲处对蚀刻溶液形成的钻蚀现象，解决了晶片背面处理后晶片正面表面颜色不一致的问题。

Description

晶片的制作方法

技术领域

本发明涉及半导体工艺，尤其涉及一种晶片的制作方法。

背景技术

现有在晶片(Wafer)制作过程中，需要对晶片的背面(与半导体衬底形成器件表面相对的面)进行处理，通常处理工艺如下：在形成有诸如场效应管等器件的晶片正面(半导体衬底形成器件的面)形成贴膜，然后通过化学机械研磨机台研磨晶片背面，接着清洗研磨后的晶片并烘干，最后在晶片背面蒸镀一层金属层。

上述化学机械研磨机台具有机械研磨与化学反应的两种作用，可以使晶片表面达到全面性的平坦化。在进行研磨时，化学机械研磨机台的研磨头被用来将晶片压在研磨垫上并带动晶片旋转，研磨垫则以与晶片旋转方向相反的方向旋转；而此过程中由研磨颗粒所构成的研浆会被置于晶片与研磨垫间。研磨后，会在晶片背面的晶格及其附近材料的晶格产生影响，形成一个薄层的破坏层。这个破坏层从材料力学的方向来定义，依次分为机械破坏层，应力破坏层以及缓冲层；上述各破坏层之间有应力作用。如果金属直接蒸镀至所述破坏层上形成金属层的话，会产生在后续工艺中，由于晶片温度的升高，导致应力效应增大，即这些破坏层的热膨胀系数增大，使金属层从晶片的表面剥离的情况，影响晶片的使用。在有些严重的情况下，当研磨后晶片的破坏层内部的应力很大时，金属蒸镀工艺后，金属层直接从晶片背面剥离，严重影响了晶片的良率。

现有提供了一种晶片的制作方法，通过增加湿法蚀刻工艺去除晶片背面的破坏层，由此避免破坏层内部的应力造成的金属剥离晶片背面的现象；同时，湿法蚀刻工艺还能使晶片背面变得粗糙，粗糙面在金属蒸镀过程中提供了较大的接触面积，增加了金属层在晶片背面的附着力。具体背面的制作方法包括如下步骤：a.在晶片正面贴膜；b.研磨晶片的背面；c.清洗研磨后的晶片并烘干；d.通过蚀刻去除晶片背面在步骤b中产生的破坏层，并形成凹凸不平的表面；e.通过金属蒸镀在晶片背面蒸镀一层金属层。

专利申请号200710046834.6的中国专利申请对背面的制作方法进行了详细的描述。

所述晶片在完成步骤d的蚀刻工艺后，且进行步骤e背面蒸镀工艺之前，还包括对步骤a中用于保护晶片正面的贴膜进行揭除的步骤。

在于上述现有技术方案中，经过步骤d的蚀刻工艺后，发现晶片的正面的边缘的颜色与中心的颜色不一致，所述颜色差异不仅造成了晶片的外观不标准，甚至有可能影响晶片的电学性能。

随着晶圆尺寸的减小，尤其是对于8寸晶圆尺寸减薄到185μm后，上述钻蚀问题日益突出明显。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种晶片制作方法，防止晶片背面处理后晶片正面表面颜色不一致的现象。

为解决上述问题，本发明提供了一种晶片的制作方法，包括提供形成有半导体器件的晶片，所述形成半导体器件的面为晶片正面，与正面相对的面为背面，其中正面具有贴膜；在晶片背面形成金属层；其中，在晶片背面形成金属层之前还包括：揭除覆盖于晶片正面的贴膜；在揭除贴膜的晶片背面进行蚀刻。。

可选的，所述蚀刻是湿法蚀刻。

可选的，所述湿法蚀刻采用的喷淋式蚀刻。

可选的，所述湿法蚀刻的设备为背面蚀刻设备，使用的蚀刻溶液为氢氟酸。

可选的，所述蚀刻溶液垂直于背面进行喷射。

可选的，所述贴膜为压克力树脂、醋酸乙烯压克力共聚合树脂或醋酸乙烯树脂之一。

可选的，所述揭除贴膜包括：首先对所述晶片进行灰化处理；然后将所述灰化处理后的晶片进行有机溶剂清洗。

可选的，揭除所述贴膜之前还包括步骤：对所述晶片的背面进行研磨，所述研磨方法为化学机械研磨。

可选的，所述金属层的形成方法为：将晶片送入蒸镀腔内进行金属蒸镀，即在晶片背面蒸镀一层金属层。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：在对晶片的背面进行湿法蚀刻之前，将正面所覆盖的贴膜进行揭除，避免了正面贴膜的边缘翘曲处对蚀刻溶液进行倒吸形成的虹吸现象，进而保护了晶片的正面，有效防止正面器件被蚀刻溶液破坏而造成的电性能下降，提高了晶片的良率。

附图说明

图1是本发明一个实施例的晶片制作方法流程示意图；

图2至图6为本发明一个实施例的晶片制作方法过程示意图。

具体实施方式

对于经过背面的蚀刻工艺后，晶片正面的边缘的颜色与中心的颜色不一致的问题，发明人发现，是因为晶片背面进行蚀刻时，用于对背面进行蚀刻的溶液会进入被贴膜覆盖的晶片的正面，并对正面的晶片进行钻蚀。造成上述问题是由于在晶片正面形成贴膜的时候，所述晶片的正面与贴膜并不能达到完全粘合的理想状态，尤其在靠近晶片正面的边缘处有贴膜翘曲的现象，在后续对晶片背面进行湿法蚀刻的时候，所述翘曲会对蚀刻溶液造成倒吸，形成虹吸现象：即边缘处翘曲的贴膜会倒吸用于背面蚀刻的蚀刻溶液，通过所述翘曲处进入晶片正面，对晶片的正面进行蚀刻。

基于上述结论，本发明实施方法对现有的晶片制作方法进行调整：在对晶片背面进行湿法蚀刻之前，将正面所覆盖的贴膜进行揭除，避免了正面贴膜的翘曲处对蚀刻溶液形成的虹吸现象，进而保护了正面的晶片。

具体地，包括：提供形成有半导体器件的晶片，所述形成半导体器件的面为晶片正面，与正面相对的面为背面，其中正面具有贴膜；在晶片背面形成金属层；其中，在晶片背面形成金属层之前还包括：揭除覆盖于晶片正面的贴膜；在揭除贴膜的晶片背面进行蚀刻。

为使本发明的上述目的，特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

图1是本发明一个实施例的晶片制作流程示意图，包括：

执行步骤S101，提供形成有半导体器件的晶片，所述形成半导体器件的面为晶片正面，与正面相对的面为背面；

执行步骤S102，在所述晶片的正面上形成贴膜；

执行步骤S103，对所述晶片的背面进行研磨；

执行步骤S104，清洗研磨后的晶片并烘干；

执行步骤S105，揭除覆盖于晶片正面的贴膜；

执行步骤S106，对晶片背面进行蚀刻；

执行步骤S107，在晶片背面形成金属层。

通过本发明方法可解决对晶片的背面进行蚀刻时，用于对背面进行蚀刻的酸性溶液进入被贴膜覆盖的晶片的正面，并对正面的晶片进行钻蚀的问题。根据具体的情况，可以对上述步骤适当的去掉一两步或者增加。下面接着对该发明做更为详细的说明。

结合步骤S101和图2，提供晶片100，所述晶片100上形成有诸如场效应管、电容等器件，形成器件的面定义为正面，而与正面相对的面为背面，所述晶片100为硅材料。

结合步骤S102和图2，在晶片正面形成用以保护器件的贴膜101。所述贴膜101的材料为有机薄膜，如压克力树脂、醋酸乙烯压克力共聚合树脂或醋酸乙烯树脂。所述贴膜101用于在后续的背面研磨过程中，防止研磨时产生的微小颗粒物进入晶片的正面，对晶片100正面的器件造成损伤。

结合步骤S103和图3，对所述的晶片的背面硅衬底进行研磨，直至所述硅衬底厚度达到预定尺寸。所述研磨方法可采用化学机械研磨方法。

结合步骤S104和图3，将所述研磨后的晶片放入去离子水中进行清洗，以去除研磨过程中产生的硅的微小颗粒物；清洗后进行烘干工艺，以干燥所述晶片。

上述化学机械研磨可以使晶片表面达到全面性的平坦化。但是研磨后，会在晶片的背面的晶格及其附近材料的晶格产生影响，形成一个薄层的破坏层。如果金属直接蒸镀至所述破坏层上形成金属层的话，会产生在后续工艺中，由于晶片温度的升高，导致应力效应增大，即这些破坏层的热膨胀系数增大，使金属层从晶片的表面剥离的情况，影响晶片的使用，所以需要对其背面进行蚀刻，以去除所述破坏层。

结合S105和图4，将所述清洗烘干后的晶片放置于氧气等离子体环境中进行灰化，通过氧气等离子体灰化去除晶片正面的贴膜；然后将所述晶片置放于有机溶剂中进行进一步地清洗，以彻底去除所述贴膜。

本实施例中，所述有机溶剂是胺碱，例如EKC270/265或ACT940。所述EKC270/265或ACT940均为含有胺基的有机溶剂，为一胺类为主的剥除剂(amine-based stripper)，主要由羟胺(hydroxylamine，HDA)，有机清洗溶剂，抑制蚀刻剂(corrosion inhibitor)和水组成。本实施例中，选取的是EKC270/265有机溶剂。

接着，还可以再次通过去离子水对晶片进行最后的清洗，以去除等离子灰化及有机溶剂清洗产生的残余物。

结合S106和图5，将所述揭除贴膜后的晶片送入蚀刻机台，通过湿法蚀刻去除晶片背面由于化学机械研磨形成的破坏层，并在晶片背面形成凹凸不平的表面。

本实施例中，所述湿法刻蚀采用的是喷淋式刻蚀，刻蚀设备为背面蚀刻设备，即装有化学蚀刻液的喷头以一定喷射速度射向所述晶片的背面，图示的箭头方法为喷射角度90度，作为其他实施例，也可以为其他角度。所述化学蚀刻液的成分可为氢氟酸。

具体地，所述化学蚀刻液通过枪头喷向所述晶片的背面，仅仅与晶片的背面接触。具体蚀刻分为三个步骤：1)化学蚀刻液扩散至晶片的背面；2)蚀刻液与晶片背面发生化学反应；3)反应后的产物从晶片背面流入溶液中，并随蚀刻液排出。

在本发明较佳实施例的湿法蚀刻中，采用的氢氟酸为酸性溶液，因为氢氟酸在不同的蚀刻方向上具有不同的蚀刻速率，即在单位时间内晶片背面被蚀刻的厚度均不同，由此增加了晶片背面的粗糙度；同时，通过湿法蚀刻还去除了晶片背面在化学机械研磨中产生的破坏层，降低了晶片在后续使用过程中的内应力。所述蚀刻过程中，化学蚀刻液的浓度、蚀刻时间由破坏层的厚度决定。在实际操作过程中，蚀刻的厚度设定确保晶片在化学机械研磨过程中产生的破坏层完全被蚀刻掉，在此基础上，还可以再蚀刻一定厚度，从而达到增加晶片表面的粗糙度的效果。在本发明较佳实施例中，蚀刻的厚度大于破坏层的厚度，通过一次湿法蚀刻，不仅完全蚀刻掉破坏层，而且达到了增加晶片表面粗糙度的效果。

结合S107和图6，将晶片送入蒸镀腔内进行金属蒸镀，即在晶片背面蒸镀一层金属层，由于晶片背面很粗糙，增大了接触面，所以金属很容易附着在晶片背面；并且由于去除了具有内应力的破坏层，在蒸镀过程中消除了由于内应力过大而导致金属部分剥离晶片背面的现象，提高了晶片的良率。特别是后续工艺中，降低了由于连续使用产生的高温导致晶片背面的金属与晶片剥离的现象，有效提高了晶片的使用寿命。

金属蒸镀就加热方式差异，分为电阻式与电子枪式两类机台。前者直接将准备熔融蒸发的金属以线材方式挂在加热钨丝上，一旦受热熔融，因液体表面张力之故，会攀附在加热钨丝上，然后徐徐蒸着至四周(包含晶片)。因加热钨丝耐热能力与供金属熔液攀附空间有限，仅用于低熔点的金属镀着且蒸着厚度有限。而电子枪式蒸镀机则是利用电子束进行加热，熔融蒸发的金属颗粒全摆在石墨或钨质坩埚中。待金属蒸气压超过临界限度，也开始徐徐蒸着至四周(包含晶片)；电子枪式蒸镀机可蒸着熔点较高的金属，厚度也比较不受限制。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种晶片的制作方法，包括：

提供形成有半导体器件的晶片，所述形成半导体器件的面为晶片正面，与正面相对的面为背面，其中正面具有贴膜；

在晶片背面形成金属层；

其特征在于，在晶片背面形成金属层之前还包括：

揭除覆盖于晶片正面的贴膜；

在揭除贴膜的晶片背面进行蚀刻。

2.根据权利要求1所述的晶片的制作方法，其特征在于，所述蚀刻是湿法蚀刻。

3.根据权利要求2所述的晶片的制作方法，其特征在于，所述湿法蚀刻采用的喷淋式蚀刻。

4.根据权利要求3所述的晶片的制作方法，其特征在于，所述湿法蚀刻的设备为背面蚀刻设备，使用的蚀刻溶液为氢氟酸。

5.根据权利要求4所述的晶片的制作方法，其特征在于，所述蚀刻溶液垂直于背面进行喷射。

6.根据权利要求1所述的晶片的制作方法，其特征在于，所述贴膜为压克力树脂、醋酸乙烯压克力共聚合树脂或醋酸乙烯树脂之一。

7.根据权利要求1所述的晶片的制作方法，其特征在于，所述揭除贴膜包括：首先对所述晶片进行灰化处理；然后将所述灰化处理后的晶片进行有机溶剂清洗。

8.根据权利要求1所述的晶片的制作方法，其特征在于，揭除所述贴膜之前还包括步骤：对所述晶片的背面进行研磨，所述研磨方法为化学机械研磨。

9.根据权利要求1所述的晶片的制作方法，其特征在于，所述金属层的形成方法为：将晶片送入蒸镀腔内进行金属蒸镀，即在晶片背面蒸镀一层金属层。

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