CN115394645B - 一种晶圆背面金属层异常处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种晶圆背面金属层异常处理方法，本发明的方法对晶圆蒸镀良率进行检测分析，再对晶圆背面刻蚀处理，处理完成后进行二次蒸镀，从而达到产品工艺需求，本发明的方法可在晶圆背面蒸镀发生异常时，用湿法化学手段对晶圆背面金属层进行刻蚀去除，防止了现有技术中晶圆背面异常处理不当，造成整片晶圆报废的情况，从而节约了生产成本，提高了产品良率。
Description
技术领域
本发明属于半导体制造技术领域，具体涉及一种晶圆背面金属层异常处理方法。
背景技术
薄片背面金属化是物理气相淀积的一种，它是在减薄后的晶圆背面用物理的方法，使金属材料淀积在被镀晶圆上的薄膜制备技术。背面金属化的制作可以降低器件的热阻、工作时散热和冷却；个别功率器件会在背面引出电极，使管芯电极具有良好的欧姆接触特性，焊接可靠，可提高产品可靠性。
现有技术中，当蒸镀时发生卡坩埚、设备宕机或者是蒸镀金属颗粒飞溅造成的背面颗粒等异常时，通常情况下会调整坩埚设备转动至预定位置后继续制程，若无法持续制程蒸镀，晶圆可能会报废；对于宕机造成的异常，由于蒸镀层的差异无法再次补蒸，晶圆也可能会报废；对于靶材蒸镀时飞溅导致金属层产生的金属颗粒，通常使用刀片将背面金属层上金属颗粒剔除，以上处理方法使得部分晶圆无法达到产品性能需求，晶圆无法再次蒸镀，导致报废。
鉴于以上原因，特提出本发明。
发明内容
为了解决现有技术中的补蒸工艺晶圆报废率较高，产品良率低等问题，本发明提供了一种晶圆背面金属层异常处理方法，本发明的方法防止了现有技术中晶圆背面处理不当，造成的晶圆报废，从而节约了生产成本，提高了产品的良率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种晶圆背面金属层异常处理方法，所述的方法包括如下步骤：
(1)判断晶圆背面蒸镀是否存在异常，根据判断结果，判断是否进行晶圆背面金属颗粒检查；
(2)根据晶圆背面金属颗粒检查结果，判断晶圆是否直接进行晶圆正面贴膜，判断贴膜良率是否达标；
(3)将贴膜良率达标的晶圆背面进行晶圆背面刻蚀，再判断刻蚀是否达标，对刻蚀达标的晶圆进行背面减薄处理，背面减薄处理达标后的晶圆进入后续正常工艺流程。
进一步的，步骤(1)中若出现设备宕机则判断晶圆背面蒸镀出现异常，则将异常的晶圆进行晶圆背面金属颗粒检查。
进一步的，将背面蒸镀正常的晶圆进行晶圆背面蒸镀良率，若晶圆背面蒸镀良率正常，则产品过站点，若晶圆背面蒸镀良率异常，则进行晶圆背面金属颗粒检查。
进一步的，步骤(2)若晶圆背面存在金属颗粒，则将金属颗粒剔除后进行晶圆正面贴膜处理。
进一步的，步骤(3)中刻蚀中的刻蚀液采用硝酸、氢氟酸和水的混合溶液。
进一步的，所述的刻蚀液为Ploy689和水以质量比0.8-1.2:1混合而成。本申请中所述的Ploy689生产厂家为重庆来方科技有限公司。
贴膜完成后，对晶圆背面金属层进行刻蚀，通过Ploy689和H2O在常温下0.8-1.2:1进行刻蚀反应，逐步去除背面金属层，刻蚀后用纯水浸泡，去除表面蚀刻液。
对于Ag层的处理，Ag和poly689化学腐蚀液反应：3Ag+4HNO3→3AgNO3+2H2O+NO↑
对于Ni层的处理，Ni和poly689化学腐蚀液反应：Ni+4HNO3→Ni(NO3)2+2NO2↑+2H2O
对于Ti层的处理，Ti和HF(49％)反应：Ti+4HF→TiF4+2H2↑
氢氟酸是钛的最强熔剂，即使是浓度为1％的氢氟酸，也能与Ti发生激烈反应。因此该反应可在钛表面上生成一层致密的TiF4膜，生成的TiF4膜还能防止HF进一步与Si层反应，最后可以通过减薄的方法将其去除。
进一步的，步骤(3)刻蚀不达标的晶圆再返回刻蚀处理。
进一步的，步骤(3)中背面减薄良率不达标的晶圆再返回背面减薄处理。
金属层刻蚀完成后，对背面进行的减薄处理，提高晶圆背面平整度，并去除TiF4保护膜和部分Ti层，检查减薄良率是否达标。
采用本发明的方法存在如下技术困难：
1.在异常晶圆的处理过程中，会遇到异常晶圆背面有飞溅金属颗粒的状况，在进行贴膜前必须人工处理这些飞溅的金属颗粒，飞溅颗粒金属直径0.5-3mm不等，肉眼直径观察难发现，处理该方法就采用强光放大镜。
2.在异常晶圆贴膜过程中，晶圆已经是处于薄片情况，贴膜后，对边缘的废弃膜的切割，因晶圆太薄机械切割会导致晶圆破裂，该部分需要人工贴边切割，需要人为的经验把握力度。
3.在腐蚀过程中需要特别控制的是酸液腐蚀的时间，时时观察腐蚀过程中晶圆背面的异常变化，当观察到背面约98％的硅面积时，既要停止腐蚀(当晶圆从蚀刻液中取出时，另外约2％即被腐蚀完成)。腐蚀后用纯水浸泡，去除表面蚀刻液，残留的蚀刻液会导致研磨阶段损伤研磨轮。
4.在研磨阶段，该部分研磨与正常的725μm厚度硅片不同，薄片研磨过程，需要人工放片到研磨传输台。在正常片传输到定位台过程，暂停设备，将正常片人工切换为薄片，该部分需要时时观察设备的传输动作过程。随时暂停设备正常工作，对人的反应要求颇高。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的方法对晶圆蒸镀良率进行检测分析，再对晶圆背面刻蚀处理，处理完成后进行二次蒸镀，从而达到产品工艺需求，本发明的方法可在晶圆背面蒸镀发生异常时，用湿法化学手段对晶圆背面金属层进行刻蚀去除，防止了现有技术中晶圆背面异常处理不当时，造成的晶圆报废的情况，从而节约了生产成本，提高了产品良率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的晶圆背面金属层异常处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本申请中所述的Ploy689生产厂家为重庆来方科技有限公司。
如图1为本发明中晶圆背面金属层异常处理方法的工艺流程图。
本发明的晶圆背面金属层异常处理方法，具体包括如下步骤：
(1)判断晶圆背面蒸镀是否存在异常，根据判断结果，判断是否进行晶圆背面金属颗粒检查；
(2)根据晶圆背面金属颗粒检查结果，判断晶圆是否直接进行晶圆正面贴膜，判断贴膜良率是否达标；
(3)将贴膜良率达标的晶圆背面进行刻蚀，再判断刻蚀是否达标，对刻蚀达标的晶圆进行背面减薄处理，背面减薄处理达标后进入后续正常工艺流程。
本发明的方法对晶圆蒸镀良率进行检测分析，再对晶圆背面刻蚀处理，处理完成后进行二次蒸镀，从而达到产品工艺需求，本发明的方法可在晶圆背面蒸镀发生异常时，用湿法化学手段对晶圆背面金属层进行刻蚀去除，防止了现有技术中晶圆背面异常时处理不当，造成的晶圆报废的情况，从而节约了生产成本，提高了产品良率。
实施例1
本实施例的一种晶圆背面金属层异常处理方法，具体包括如下步骤：
(1)晶圆背面TiNiAg金属蒸镀，判断晶圆背面蒸镀是否存在异常，如出现宕机则判断晶圆背面蒸镀异常，否则，晶圆背面蒸镀正常；
将背面蒸镀正常的晶圆进行晶圆蒸镀良率检测，若蒸镀良率检测正常，则产品过站点，若良率出现异常，则进行晶圆背面金属颗粒检查；
(2)检查背面蒸镀异常的晶圆和良率出现异常的晶圆背面平整度，如背面存在溅射的金属颗粒，用刀片将金属颗粒剔除后进行晶圆正面贴膜处理，，防止正面贴膜时，损伤晶圆导致裂片报废，如没有溅射的溅射的金属颗粒则直接进行晶圆正面贴膜处理，检查贴膜良率是否达标；
(3)将贴膜良率达标的晶圆背面进行刻蚀，不达标的贴膜返回晶圆正面贴膜工序重新贴膜，直至达标，通过Ploy689和H2O在常温下1:1进行刻蚀反应，逐步去除背面金属层，刻蚀后用纯水浸泡，去除表面蚀刻液；
其中，Ag、Ni和Ti层发生的化学反应如下：
对于Ag层的处理，Ag和poly689化学腐蚀液反应：3Ag+4HNO3→3AgNO3+2H2O+NO↑；
对于Ni层的处理，Ni和poly689化学腐蚀液反应：Ni+4HNO3→Ni(NO3)2+2NO2↑+2H2O；
对于Ti层的处理，Ti和HF(49％)反应：Ti+4HF→TiF4+2H2↑；
检查刻蚀是否达标，不达标的晶圆继续用刻蚀液进行刻蚀，直至刻蚀达标，达标的晶圆进行背面减薄处理，检查背面减薄良率是否达标，不达标的晶圆返回背面减薄处理，直至背面减薄良率达标，背面减薄良率达标的晶圆进入后续正常工艺流程。
实施例2
本实施例的一种晶圆背面金属层异常处理方法，本实施例的晶圆背面TiNiAg金属厚度分别是1K，3K，10K(μm)，所述的方法包括如下步骤：
(1)实时监控蒸镀过程中是否有异常发生，设备发生异常，需强制停机，背面蒸镀正常的晶圆经检测背面无金属直接进行晶圆正面贴膜处理；
(2)将背面蒸镀异常的晶圆进行晶圆蒸镀良率检查，晶圆良率检查正常的的晶圆，产品过站点，进入正常工艺过程；
晶圆蒸镀良率异常时，检查晶圆背面溅射的金属颗粒，用刀片剔除后再进行晶圆正面贴膜处理，并检查贴膜良率，
(3)将贴膜良率达标的晶圆背面进行刻蚀，不达标的贴膜返回晶圆正面贴膜工序重新贴膜，直至达标；
其中，对晶圆背面的金属层进行刻蚀，在常温条件下，晶圆浸泡在1:1的Ploy689和H2O的混合溶液中30秒，对晶圆背面的Ag、Ni、Ti层的逐一刻蚀，如若刻蚀时间太短，金属无法全部刻蚀，增加溶液浸泡时间5-20秒，刻蚀完成，进行纯水浸泡8-10分钟，清洗掉晶圆酸液；
刻蚀完成后，再对晶圆背面进行5μm减薄处理，同时能去除难以刻蚀的TiF4保护膜，检查减薄后良率，减薄后良率达标后，进入后续正常工艺流程。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种晶圆背面金属层异常处理方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：
(1)判断晶圆背面蒸镀是否存在异常，根据判断结果，判断是否进行晶圆背面金属颗粒检查；其中，
若出现设备宕机则判断晶圆背面蒸镀出现异常，则将异常的晶圆进行晶圆背面金属颗粒检查；
将背面蒸镀正常的晶圆进行晶圆背面蒸镀良率检测，若晶圆背面蒸镀良率正常，则产品过站点，若晶圆背面蒸镀良率异常，则进行晶圆背面金属颗粒检查；
(2)根据晶圆背面金属颗粒检查结果，判断晶圆是否直接进行晶圆正面贴膜，判断贴膜良率是否达标；其中，
若晶圆背面存在金属颗粒，则将金属颗粒剔除后进行晶圆正面贴膜处理；
(3)将贴膜良率达标的晶圆背面进行晶圆背面刻蚀，再判断刻蚀是否达标，对刻蚀达标的晶圆进行背面减薄处理，背面减薄处理达标后的晶圆进入后续正常工艺流程；其中，
刻蚀中的刻蚀液采用硝酸、氢氟酸和水的混合溶液；
刻蚀不达标的晶圆再返回刻蚀处理；
背面减薄良率不达标的晶圆再返回背面减薄处理。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆背面金属层异常处理方法，其特征在于，所述的刻蚀液为Ploy689和水以质量比0.8-1.2:1混合而成。
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| CN115394645A (zh) | 2022-11-25 |
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