[发明专利]防止在半导体加工过程中产生蚀刻电弧的系统和方法

说明书

背景技术

半导体集成电路工业在过去的几十年间经历了快速的发展。半导体材料和设计的技术进步制造了越来越多的更小且更复杂的电路。由于与加工和制造相关的技术也经历了技术的进步，使这些材料和设计的进步成为可能。在半导体的发展过程中，单位区域中的互连器件的数量在增加，而能够稳定制造的最小组件的尺寸在减小。此外，开发出各种封装技术以减小封装半导体的尺寸。

已经发展的技术中的一种是背侧加工，诸如用于背侧图像传感器生产中的技术。除了其他优点，背侧加工允许将半导体晶圆的前侧和背侧电连接。但是，背侧加工过程中，会出现诸如电弧的某些问题。因此，现有背侧加工技术总体上满足了它的预期目的，但并没有在所有方面均完全满足预期目的。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种半导体晶圆，包括：衬底，衬底具有前侧和背侧；至少一个电路元件，位于前侧上或前侧上方；多个材料层，位于背侧上方，其中，多个材料层包括：第一材料层，位于衬底的背侧上方；以及抗电弧层，放置在第一材料层上方，以使抗电弧层在第一材料层上方提供导电表面。

其中，第一材料层是介电层。

其中，抗电弧层是金属层。

该半导体晶圆进一步包括开口，位于抗电弧层、第一材料层、和衬底中，使得能够从背侧接近衬底的前侧。

其中，抗电弧层提供的导电表面在半导体晶圆的范围内基本上是均匀的。

其中，抗电弧层的厚度小于约700埃。

其中，抗电弧层包括铝、铜铝合金、铜、钽、钛、氮化钛、钨、多晶硅、金属硅化物、和它们的组合中的一种。

该半导体晶圆进一步包括势垒层，设置在衬底的背侧和第一材料层之间。

其中，抗电弧层由导电材料制成且不是导电功能层。

此外，还提供了一种方法，用于防止在半导体晶圆的背侧的加工过程中产生电弧，方法包括以下步骤：在背侧上方沉积介电层；在介电层上方沉积抗电弧层；穿过半导体晶圆的多个材料层蚀刻开口，以露出位于半导体晶圆的前侧上的导电层。

该方法进一步包括：在开口中沉积导电材料，导电材料与位于背侧上的抗电弧层相接触。

该方法进一步包括：在蚀刻开口之后至少去除抗电弧层的一部分。

其中，抗电弧层是导电材料层。

其中，抗电弧层包括铝、铜铝合金、铜、钽、钛、氮化钛、钨、多晶硅、金属硅化物、和它们的组合中的一种。

其中，抗电弧层的厚度为约600埃。

其中，抗电弧层的厚度小于约600埃。

其中，蚀刻开口进一步包括：执行第一蚀刻工艺，第一蚀刻工艺去除抗电弧层的露出部分；以及执行第二蚀刻工艺，第二蚀刻工艺去除介电层的露出部分、半导体晶圆的衬底的露出部分、和沉积在半导体晶圆的前侧上的层间介电层。

此外，还提供了一种方法，用于防止在半导体晶圆的背侧的加工过程中产生电弧，方法包括以下步骤：在背侧上方沉积介电层；在介电层上方沉积抗电弧层；穿过半导体晶圆的多个材料层蚀刻开口，以露出位于半导体晶圆的前侧上的导电层；以及在开口中沉积导电层，以形成穿过晶圆的互连件。

其中，抗电弧层是不用于提供电信号或电源的金属层。

该方法进一步包括图案化导电层。

附图说明

结合附图可以通过接下来的细节描述更好的理解本公开的各个方面。应该强调，结合工业中的标准时间，附图的各个部件没有按尺寸画出。事实上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意的增加或减小。

图1A、图1B、图1C、图1D、和图1E是在形成背侧焊盘过程中的半导体晶圆加工的截面图。

图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、和图2G是根据本公开的实施例在形成背侧焊盘的过程中半导体晶圆加工的截面图。

图3是根据本公开的实施例的在半导体晶圆背侧的加工过程中防止电弧的方法的流程图。

以上附图中公开的各个部件的简略描绘将使本领域普通技术人员在阅读以下细节描述时更清楚。不同图中的部件描述通常在两个或多个图之间，相同的符号用于清楚的描述。但并不用于限制对于部件的理解。

具体实施方式