CN105097431A

CN105097431A - 一种晶圆正面的保护方法

Info

Publication number: CN105097431A
Application number: CN201410195816.4A
Authority: CN
Inventors: 王伟; 郑超; 徐伟
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date: 2014-05-09
Filing date: 2014-05-09
Publication date: 2015-11-25

Abstract

本发明提供一种晶圆正面的保护方法，包括：提供晶圆；在所述晶圆正面形成缓冲层；在所述缓冲层上形成保护层；进行晶圆背部制程；去除所述保护层；去除所述缓冲层。根据本发明的方法，利用光阻层作为晶圆正面与保护胶带间的缓冲层，除具有保护晶圆正面器件的功能外，还可有效避免残胶滞留在器件表面，进而提高器件的性能和良率。

Description

一种晶圆正面的保护方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种晶圆正面的保护方法。

背景技术

微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystems，MEMS)压力传感器需要在正面工艺完成后再进行晶圆背部的制程。而在进行背面制程时，晶圆正面不可避免的要和设备直接接触。为防止此接触导致晶圆正面受损，必须采取措施对晶圆正面进行保护。

目前通常使用的保护方法为在正面制程完成后在晶圆正面增加一层氧化层，在背面制程完成后,再通过HF去除正面的保护氧化层。如图1A所示，在晶圆100表面形成一层氧化物层101。

但是，对于正面已经打开了铝引线孔的制程，若使用氧化层保护的方式，后期需要使用HF去除保护氧化层，这样会导致金属接触点被HF侵蚀从而影响器件的可靠性。如图1B所示为被HF侵蚀后金属表面形貌图。

因此，针对上述问题，有必要提出一种新的保护方法。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明为了克服目前存在问题，提出一种晶圆正面的保护方法，包括：提供晶圆；在所述晶圆正面形成缓冲层；在所述缓冲层上形成保护层；进行晶圆背部制程；去除所述保护层；去除所述缓冲层。

可选地，所述缓冲层为光阻层。

可选地，采用旋涂工艺涂覆所述光阻层后，进行硬烤工艺。

可选地，所述保护层为保护胶带。

可选地，所述保护胶带为蓝膜胶带。

可选地，使用揭膜机去除所述保护胶带。

可选地，采用湿法去胶工艺去除所述光阻层。

可选地，所述晶圆的正面形成有焊盘。

可选地，所述晶圆的正面形成有微机电系统压力传感器元件。

综上所述，根据本发明的方法，利用光阻层作为晶圆正面与保护胶带间的缓冲层，除具有保护晶圆正面器件的功能外，还可有效避免残胶滞留在器件表面，进而提高器件的性能和良率。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1A为在晶圆正面形成氧化物保护层的剖面示意图；

图1B为被HF侵蚀后金属表面形貌图；

图2A-2G为根据本发明示例性实施例的方法依次实施所获得器件的示意图；

图3为根据本发明示例性实施例的方法依次实施步骤的流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

[示例性实施例]

目前有一种经常使用的晶圆正面的保护方法，其采用蓝膜胶带直接贴覆在晶圆正面，作为器件的保护层，但是贴在器件上的蓝膜胶带去除后，蓝膜胶带的残胶会残留在器件表面很难去除，对器件造成污染，进而会影响器件的性能和良率。鉴于此，本发明提出了一种新的保护方法。

下面，参照图2A-图2G来描述根据本发明示例性实施例的方法在晶圆正面形成保护层的详细步骤。

首先，如图2A所示，提供晶圆200，所述晶圆的正面200a上形成有焊盘(未示出)。

所述晶圆200的正面200a上已经完成焊盘的工艺流程。所述晶圆200包含硅底基层、半导体衬底和器件，为了简化，未示出。所述硅底基层为单晶硅或者硅玻璃等。所述半导体衬底的材料是单晶硅，也可以是绝缘体上的硅或者应力硅等其他衬底。本实施例中，通过热键合(fusionbonding)的方式，通过氧化硅材料的氧化层将硅底基层和半导体衬底接合到一起。所述器件是由若干个金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFETs)以及电容、电阻等其他器件通过合金互联形成的集成电路，也可以是其他集成电路领域内常见的半导体器件，例如双极器件或者功率器件等。作为一个实例，所述晶圆200的正面200a形成有微机电系统压力传感器元件。

如图2B所示，在所述晶圆200的正面200a上形成缓冲层201。

示例性地，所述缓冲层201为光阻层。所述光阻层可以是正胶材料，例如酚醛树脂、聚甲基丙烯酸酯等材料，也可以是负胶材料，例如聚异戊二烯、α氰乙基丙烯酸等。

形成所述光阻层201的方法可使用任何常用的工艺，例如旋涂工艺或气相涂覆工艺。旋涂工艺是将光阻滴洒在高速旋转的晶圆表面，利用旋转时的离心力作用，促使光阻往晶圆外围移动，最后形成一层厚度均匀的光阻层；气相涂覆工艺则是以气相的形式均匀地喷洒在晶圆的表面。作为一个实例，使用旋涂工艺涂覆所述光阻层201。

将所述光阻层201旋涂在晶圆200的正面200a上后，对光阻层201进行硬烤，以使所述光阻层201内的有机溶剂和水分完全蒸发，提高光阻层对器件的保护能力，进一步增强光阻层与晶圆表面之间的附着力。作为一个实例，硬烤的温度为100～280℃，时间5～60分钟。对于具有立体结构的微机电元件来说，光阻层还可填补微机电元件立体空间内的空隙，从而获得平坦的表面，以增加与后续形成的保护胶带之间的粘附性，更能强化对微机电元件的保护功能。

如图2C所示，在所述缓冲层201上形成保护层202。

示例性地，所述保护层202为保护胶带。选择合适的保护胶带贴覆在缓冲层201上。所述保护胶带可选用任何常用的能对晶圆器件起到保护作用的胶带，例如蓝膜胶带或紫外(UV)膜胶带。示例性地，所述保护胶带为蓝膜胶带。缓冲层201与蓝膜胶带202共同对晶圆正面的器件起到保护作用。

如图2D所示，进行晶圆背部制程。

在对晶圆正面器件进行保护后，进行翻面，使晶圆200的背面200b朝上，进行晶圆背部的制程，例如背部研磨工艺等，在此不作赘述。

如图2E-2F所示，去除保护层202。

晶圆背部制程完成后，将晶圆200进行翻面，使其正面200a朝上，去除保护层。在一个示例中，所述保护层为保护胶带。可根据具体所使用的胶带类型选用合适的去除方法，例如，若使用蓝膜胶带，则可使用揭膜机配合滚轮和去膜胶带将蓝膜胶带剥离。若使用紫外膜胶带，则在紫外光照射下，UV膜失去粘性很容易使用揭膜机将其剥离。由于保护胶带202和晶圆200表面之间形成有缓冲层201，在剥离保护胶带202时，即使有残胶残留，也只会残留在缓冲层的表面上，因此不会对器件造成影响。需要说明的是上述保护胶带的去除方法仅仅是示例性的，并不局限于该些方法，本领域技术人员还可以选用其他常用的方法。

如图2G所示，去除所述缓冲层201。

在一个示例中，所述缓冲层201为光阻层。去除光阻层的方法可选用湿法去胶工艺或者干法去胶工艺。干法去胶工艺，利用等离子体对光阻层进行轰击，以去除光阻层，具体为：将微波和射频作用于臭氧源，形成高能氧气等离子体，然后用该高能氧气等离子体对光阻层表面进行轰击，去除光阻层。

若选用湿法去胶工艺，则是利用清洗液去除光阻层。具体为：使用硫酸(H₂SO₄)和氧化剂的混合液(SPM)对光阻层进行清洗，将光阻层去除。

以上列举的干法去胶工艺和湿法去胶工艺，仅是各种常规手段中的一种，应当注意的是，本领域技术人员可以根据不同的应用场合，挑选适合的工艺。在一个示例中，采用湿法去胶工艺去除光阻层。在去除光阻层的同时，残留在光阻层表面上的残胶也会相应的被去除，不会对器件造成影响。

参照图3，其中示出了根据本发明示例性实施例的方法依次实施的步骤的流程图，用于简要示出整个制造工艺的流程。

在步骤301中，提供晶圆，在所述晶圆正面形成缓冲层；

在步骤302中，在所述缓冲层上形成保护层；

在步骤303中，进行晶圆背部制程；

在步骤304中，去除所述保护层；

在步骤305中，去除所述缓冲层。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims

1.一种晶圆正面的保护方法，包括：

提供晶圆；

在所述晶圆正面形成缓冲层；

在所述缓冲层上形成保护层；

进行晶圆背部制程；

去除所述保护层；

去除所述缓冲层。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缓冲层为光阻层。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，采用旋涂工艺涂覆所述光阻层后，进行硬烤工艺。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护层为保护胶带。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述保护胶带为蓝膜胶带。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，使用揭膜机去除所述保护胶带。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，采用湿法去胶工艺去除所述光阻层。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶圆的正面形成有焊盘。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶圆的正面形成有微机电系统压力传感器元件。