[发明专利]晶背蚀刻方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及晶背蚀刻方法及系统。

背景技术

制作半导体芯片时，通常很少对晶圆背面，即晶背进行工艺处理，但是对于电源芯片(Power IC，Power Integrated Circuit)等功率元器件芯片，则通常需对晶背进行研磨及沉积金属的工艺处理，以降低功率元器件的电阻。

由于晶背表面通常比较光滑，因此为使得在沉积金属时增加金属与晶背表面的黏附性，一般将进行晶背蚀刻处理，以提高晶背表面的粗糙程度，从而有利于沉积的金属与晶背的黏附，增强沉积效果。

现有的晶背蚀刻方法为：首先将防酸膜用胶贴于晶圆正面，然后进行下述处理：

a1，采用60℃Mix Wet蚀刻晶背；

a2，在23℃的温度下，进行残酸清洗(QDR，Quick Down Rinse)流程；

a3，采用70℃的氢氧化钾(KOH)溶液蚀刻晶背；

a4，在23℃的温度下，进行QDR流程；

a5，采用23℃的氟化氢(HF)蚀刻晶背；

a6，在23℃的温度下，进行QDR流程。

但在实施上述蚀刻方法时，实施人员发现使用该蚀刻方法蚀刻后的晶圆正面有明显的变色现象，这将大大降低制造的半导体芯片的质量。

发明内容

本发明提供晶背蚀刻方法及系统，以避免晶圆正面的变色现象，提高晶圆质量。

本发明提出了晶背蚀刻方法，该晶背对应的晶圆正面贴有防酸膜，包括：在第一温度下，采用残酸清洗工艺清洗晶背；采用处于第二温度的氢氧化钾溶液蚀刻晶背，其中第一温度及第二温度的差值处于预定范围。

可选的，还包括根据防酸膜材质、厚度和/或面积确定所述预定范围的步骤。

可选的，还包括根据第一温度确定该预定范围的步骤。

可选的，所述第一温度为23摄氏度；所述第二温度为35～40摄氏度。

可选的，所述第二温度为35摄氏度。

本发明还提出了一种晶背蚀刻系统，该晶背对应的晶圆正面贴有防酸膜，包括：残酸清洗单元，用于在第一温度下，采用残酸清洗工艺清洗晶背；蚀刻单元，用于采用处于第二温度的氢氧化钾溶液蚀刻晶背，其中第一温度及第二温度的差值处于预定范围。

可选的，还包括用于根据防酸膜材质、厚度和/或面积确定所述预定范围的单元。

可选的，还包括用于根据第一温度确定该预定范围的单元。

可选的，所述第一温度为23摄氏度；所述第二温度为35～40摄氏度。

可选的，所述第二温度为35摄氏度。

本发明通过将第一温度及第二温度的温差限制在预定范围，一方面有效地防止了晶圆正面有变色现象而降低晶圆质量的问题，提高了晶圆质量；另一方面还由于KOH溶液温度降低后，其蚀刻出的晶背的粗糙程度将会明显提高，这有利于增强后续金属沉积工艺中金属与晶圆的黏附性，提高金属沉积的效果。

本发明还给出多种确定所述预定范围的方案，这有利于得到合理的预定范围，提高上述方案的有效性，从而也有利于提高晶圆质量及金属沉积的效果。

附图说明

图1为本发明实施例提出的晶背蚀刻方法流程图；

图2为本发明实施例提出的晶背刻蚀系统的结构示意图。

具体实施方式

针对背景技术提及的晶圆正面变色的问题，本申请发明人通过分析现有晶背蚀刻工艺得到，由于该工艺中各步骤的温差较大，例如步骤a1与步骤a2的温度由60℃变为23℃，步骤a2至步骤a3的温度由23℃增加至70℃，因此使得贴于晶圆正面的防酸膜热胀冷缩，产生拉伸及紧缩现象，导致防酸膜与胶之间形成裂纹，甚至分离，所述胶用于粘合防酸膜及晶圆。于是蚀刻工艺各步骤的酸将通过上述裂纹和分离的裂缝进入晶圆正面，形成残留的酸或该酸与晶圆发生反应后的附产物。此外通过本申请发明人对变色区域的切片分析发现，该区域包含有其它区域未包含的碳和氟元素，也进一步验证了位于晶圆正面的该变色区域上确实有残酸或附产物。

通过对上述变色原因的分析，本发明实施例提出下述晶背蚀刻方法，以避免晶圆正面的变色现象，提高晶圆质量。

图1为本发明实施例提出的晶背蚀刻方法流程图，结合该图，该方法包括步骤：

步骤1，在第一温度下，采用残酸清洗工艺清洗晶背；

步骤2，采用处于第二温度的氢氧化钾溶液蚀刻晶背，其中第一温度及第二温度的差值处于预定范围。

其中之所以将该第一温度及第二温度的温差限制在预定范围，就是为了减轻该温差导致的防酸膜热胀冷缩效应，避免产生上述裂纹甚至分离现象。