CN111799152A - 一种晶圆双面金属工艺 - Google Patents

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陈政勋
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Abstract

本发明公开了一种晶圆双面金属工艺，属于晶圆加工领域。一种晶圆双面金属工艺，包括以下步骤：通过研磨或蚀刻晶圆的一端面，使得所述晶圆呈中央薄且边缘厚；对所述晶圆的另一端面进行金属镀膜；对所述晶圆的一端面涂布聚酰亚胺，并加热，使所述聚酰亚胺硬化，形成聚酰亚胺涂层；在所述晶圆的另一端面依次进行光阻涂布、曝光与显影；去除涂布在所述晶圆的另一端面的光阻，以及所述聚酰亚胺涂层，清洗所述晶圆；对所述晶圆的一端面进行金属镀膜；将所述晶圆固定在切割模框上，使用含氟电浆或雷射进行切割。

Description

一种晶圆双面金属工艺
技术领域
本发明涉及晶圆加工领域，具体涉及一种晶圆双面金属工艺。
背景技术
在现有的高阶功率半导体的晶圆工艺中，需要先完成正面的金属工艺，包括图案、线路布置与金属垫等工艺。在正面键合玻璃载板后，进行减薄与离子注入工艺。由于键合玻璃载板的键合剂不耐高温，若将晶圆键合在玻璃载板上，使用炉管设备进行退火工艺，则会导致键合剂失效。玻璃载板与晶圆脱落。另一方面，晶圆镀上铜或铝后，不得承受超过600℃以上的高温。因此，现有技术中，为了能够搭载玻璃载板进行键合，不得不使用造价昂贵、生产效率较低的镭射设备进行加热。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种晶圆双面金属工艺。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种晶圆双面金属工艺，包括以下步骤：
S1：通过研磨或蚀刻晶圆的一端面，使得所述晶圆呈中央薄且边缘厚；
S2：对所述晶圆的另一端面进行金属镀膜；
S3：对所述晶圆的一端面涂布聚酰亚胺，并加热，使所述聚酰亚胺硬化，形成聚酰亚胺涂层；
S4：在所述晶圆的另一端面依次进行光阻涂布、曝光与显影；
S5：去除涂布在所述晶圆的另一端面的光阻，以及所述聚酰亚胺涂层，清洗所述晶圆；
S6：对所述晶圆的一端面进行金属镀膜；
S7：将所述晶圆固定在切割模框上，使用含氟电浆或雷射进行切割。
进一步地，所述聚酰亚胺涂层的厚度为20～50微米。
进一步地，所述金属镀层的材质为铜或铝。
进一步地，在所述步骤S5中，使用氧电浆去除所述光阻或所述聚酰亚胺涂层。
进一步地，在所述步骤S2中，将聚酰亚胺加热至250～300℃，以实现聚酰亚胺的硬化。
本发明的有益效果：
与现有的双面电镀工艺相比，本发明的电镀工艺通过加工形成中央薄、边缘厚的晶圆，使得晶圆不需要搭载玻璃载板，更便于夹持与转运。另一方面，在晶圆上涂布聚酰亚胺涂层，而后加热硬化，能够支撑晶圆，并且通过涂布聚酰亚胺涂层，适用于具有高速旋转涂布以及大盈利变化的工艺中。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本申请的金属工艺的晶圆剖视结构示意图；
图2为本申请的中经过离子注入后的晶圆剖视结构示意图；
图3为本申请的中经过退火后的晶圆剖视结构示意图；
图4为本申请的中形成正面金属层后的晶圆剖视结构示意图；
图5为本申请的金属工艺的S3步骤后的晶圆剖视结构示意图；
图6为本申请的金属工艺的S5步骤后的晶圆剖视结构示意图；
图7为本申请的金属工艺的S6步骤后的晶圆剖视结构示意图；
图8为本申请中的金属工艺的晶粒切割工序示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种晶圆双面金属工艺，包括以下步骤：
S1：如图1-3所示，通过研磨或蚀刻晶圆的一端面，使得所述晶圆呈中央薄且边缘厚，其中，晶圆的截面形状可以是但不限于阶梯形、弧形或斜坡形。可以理解的是，通过上述加工步骤，使得晶圆中央薄，边缘厚。这样在进行加热的过程中，就可以夹持边缘的较厚部位，从而便于固定与转运，不需要键合玻璃载板。加工完成晶圆后，依次进行离子注入以及高温退火。
S2：如图4所示，对所述晶圆的另一端面进行金属镀膜，形成正面金属层。其中，金属镀膜的材质例如为但不限于铜或者铝。
S3：如图5所示，对所述晶圆的一端面涂布聚酰亚胺，并将聚酰亚胺加热至250～300℃，使所述聚酰亚胺硬化，形成聚酰亚胺涂层，其中，聚酰亚胺涂层能够提供晶圆以支撑，厚度越大，支撑就更加稳定。但是需要注意的是，厚度过大时，后续去除聚酰亚胺涂层时较为困难。因此，聚酰亚胺涂层的厚度可以是20～50微米。
S4：在所述晶圆的另一端面依次进行光阻涂布、曝光与显影。
S5：如图6所示，去除涂布在所述晶圆的另一端面的光阻，以及所述聚酰亚胺涂层，清洗所述晶圆；更具体地，可以使用氧电浆冲洗晶圆表面，以去除光阻与聚酰亚胺涂层。
S6：如图7所示，同样地，对所述晶圆的一端面进行金属镀膜，形成背面金属层。
S7：如图8所示，将所述晶圆固定在切割模框上，使用含氟电浆或镭射进行切割。
在本发明的一个实施例中，先蚀刻晶圆的一端面，得到截面为弧形的、中央薄边缘厚的晶圆。再进行离子注入与高温退火工艺。然后，将铝溅镀在晶圆的另一端面上，在晶圆上沉积形成正面金属层，该金属层的厚度大于2微米。晶圆的一端面涂布聚酰亚胺，加热使其硬化，形成聚酰亚胺涂层。在所述晶圆的另一端面依次进行光阻涂布、曝光与显影，具体地，在铝镀层的线路制程中，可以使用干蚀刻或湿蚀刻，或者干蚀刻与湿蚀刻组合，完成布线与PAD图案。完成上述线路制程后，可以通过氧电浆冲洗，直接去除晶圆上的光阻与聚酰亚胺涂层。
在本发明的另一个实施例中，先蚀刻晶圆的一端面，得到截面为弧形的、中央薄边缘厚的晶圆。再进行离子注入与高温退火工艺。然后，先在晶圆的另一端面上溅镀种子层，再将铜溅镀在种子层上，形成正面金属层，该金属层的厚度大于2微米。晶圆的一端面涂布聚酰亚胺，加热使其硬化，形成聚酰亚胺涂层。在所述晶圆的另一端面依次进行光阻涂布、曝光与显影，具体地，在铜镀层的线路制程中，完成光阻的涂布、曝光与显影后，进行铜的电化学镀工艺。完成上述线路制程后，可以通过氧电浆冲洗，先蚀刻去除种子层，然后直接去除晶圆上的光阻与聚酰亚胺涂层。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (5)

1.一种晶圆双面金属工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通过研磨或蚀刻晶圆的一端面，使得所述晶圆呈中央薄且边缘厚，而后依次进行离子注入与加热退火；
S2：对所述晶圆的另一端面进行金属镀膜；
S3：对所述晶圆的一端面涂布聚酰亚胺，并加热，使所述聚酰亚胺硬化，形成聚酰亚胺涂层；
S4：在所述晶圆的另一端面依次进行光阻涂布、曝光与显影；
S5：去除涂布在所述晶圆的另一端面的光阻，以及所述聚酰亚胺涂层，清洗所述晶圆；
S6：对所述晶圆的一端面进行金属镀膜；
S7：将所述晶圆固定在切割模框上，使用含氟电浆或雷射进行切割。
2.根据权利要求1所述的晶圆双面金属工艺，其特征在于，所述聚酰亚胺涂层的厚度为20～50微米。
3.根据权利要求1所述的晶圆双面金属工艺，其特征在于，所述金属镀层的材质为铜或铝。
4.根据权利要求1所述的晶圆双面金属工艺，其特征在于，在所述步骤S5中，使用氧电浆去除所述光阻或所述聚酰亚胺涂层。
5.根据权利要求1所述的晶圆双面金属工艺，其特征在于，在所述步骤S2中，将聚酰亚胺加热至250～300℃，以实现聚酰亚胺的硬化。
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