[发明专利]一种超薄晶圆双面电镀铜厚膜工艺

说明书

本发明公开一种超薄晶圆双面电镀铜厚膜工艺，包括以下步骤：S1、晶圆正面键合环状边缘的玻璃载板结构，背面减薄；S2、晶圆背面离子植入后镀上金属层；S3、涂布PI膜，按切割道图形曝光、显影后形成网格状PI；S4、去除玻璃载板中间较薄的部份及黏着层，正面制作电镀铜的开口图案；S5、双面电镀Cu厚膜；S6、去除正面光阻及背面PI膜后，蚀刻去除厚膜铜区之外的金属层；S7、用SF₆电浆蚀刻掉切割完成晶粒切割；S8、切除掉环状的区域。本发明利用环状边缘的玻璃载板与晶圆键合，晶圆背面用感光性的PI厚膜形成背面切割道的网状PI应力缓冲及支撑，使得超薄晶圆两面皆有稳固的支撑，可确保进行双面电镀厚膜，不至因晶圆太薄而产生破损。

技术领域

本发明涉及领域，具体的是。

背景技术

随着半导体工业的发展，对晶圆使用度的要求也越来越高，晶圆的电镀也从单面电镀向着双面电镀发展。晶圆的电镀是芯片制造工艺的一个重要环节，电镀效果的好坏直接影响芯片的性能和使用。目前晶圆的电镀一般为单面垂直挂镀，而高端的晶圆已开始采用双面挂镀。超薄晶圆结构结合双面电镀铜散热导线可大幅提升功率元件的性能，但在超薄晶圆上双面电镀厚膜铜在现行工艺设备上难以施行。

现行技术无法在超薄晶圆上制作双面电镀铜厚膜技术，因为除了双面制作薄晶圆图案的困难外，电镀厚铜膜所产生的应力将导至薄晶圆严重翘曲，同时晶圆的减薄厚度也受到很大的限制，若采用传统的玻璃载板，必须克服复杂的解键合厚度去除清洗及切割工艺，有极大的破片风险，若不采用玻璃载板而是使用传统Taico技术，亦即晶圆边缘有一圈厚的环,无法制作厚膜铜的双面电镀制程，而且由于背面有严重的段差不适合再制作正面的黄光图案制程。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种超薄晶圆双面电镀铜厚膜工艺，利用环状边缘的玻璃载板与晶圆键合，完成背面减薄、离子植入及金属镀膜后，用感光性的Polyimide厚膜形成背面切割道的网状Polyimide应力缓冲及支撑，再通过HF蚀刻去除中间薄的玻璃载板，留下边缘环状的部份，接续制作正面的光阻涂布、曝光、显影将铜柱或铜片的电镀区域开口出来，至此正反面皆准备好电镀厚膜铜的图案，且超薄晶圆两面皆有稳固的支撑，可确保进行双面电镀厚膜同时晶圆正反面皆能顺利与电镀环的接点衔接而不至因晶圆太薄而产生破损。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种超薄晶圆双面电镀铜厚膜工艺，包括以下步骤：

S1、在晶圆完成正面金属垫片PAD及铜种子层镀膜，将晶圆正面键合环状边缘的玻璃载板结构，通过研磨及蚀刻对晶圆背面进行减薄；

S2、完成背面黄光、离子植入、除光阻及激光退火工程后，除去薄氧化层，镀上背面金属层；

S3、涂布聚酰亚胺Polyimide厚膜,按切割道图形曝光、显影后形成网格状PI应力缓冲及支撑结构；

S4、翻转至正面用HF蚀刻去除玻璃载板中间较薄的部份，再使用O₂电浆蚀刻去除中间部份的黏着层，正面制作黄光、涂布、曝光、显影形成电镀铜的开口图案；

S5、采用ECP工艺进行双面电镀Cu厚膜；

S6、去除正面光阻及背面PI膜后，蚀刻去除厚膜铜区之外的金属层；

S7、将晶圆背面放置在UV切割膜框上，用SF₆电浆或其他含F电浆蚀刻掉切割道区域的Si，得到晶粒的附着于UV切割膜框上；

S8、切除掉环状的区域的玻璃载板、黏着层及环状晶圆部份。

进一步优选地，步骤S1中玻璃载板边缘玻璃厚度400-700um,中间晶圆厚度100-200um。

进一步优选地，步骤S1中晶圆背面减薄后晶圆厚度为40-100um。