[發(fā)明專利]硅片的背面圖形化的工藝方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210289292.6
• 申請日: 2012-08-14
• 公開（公告）號: CN103050480A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王雷;郭曉波
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L23/544
• 分類號: H01L23/544;H01L21/331
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀(jì)鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種硅片的背面圖形化的工藝方法。

背景技術(shù)

對于某些功率元件，如RC-IGBT（Reverse-Conductor?IGBT，反向互聯(lián)IGBT），需要在硅片正面和背面同時(shí)形成器件結(jié)構(gòu)，因此需要在硅片的兩面都形成圖形，且需要實(shí)現(xiàn)正面和背面圖形的對準(zhǔn)。

現(xiàn)有工藝方法，用于背面圖形的對準(zhǔn)的對準(zhǔn)標(biāo)記形成于硅片的正面，在硅片的正面工藝完成后，將硅片反轉(zhuǎn)過來，并進(jìn)行硅片的背面工藝，在進(jìn)行背面工藝時(shí)是利用形成于硅片正面的對準(zhǔn)標(biāo)記來實(shí)現(xiàn)正面和背面圖形的對準(zhǔn)。由于形成的背面圖形和對準(zhǔn)標(biāo)記不在同一個(gè)平面內(nèi)，不能再采用形成正面圖形時(shí)的光刻設(shè)備和工藝，而需要使用特殊的光刻設(shè)備和工藝，即背面對準(zhǔn)工藝。進(jìn)行背面對準(zhǔn)工藝時(shí)，由于此時(shí)正面即對準(zhǔn)標(biāo)記朝下，而背面朝上，因此需要使用特殊的對準(zhǔn)方法。按所使用的對準(zhǔn)光源分，現(xiàn)有常用的方法有兩種，一種為紅外，一種為可見光。按照其對準(zhǔn)的方式分，現(xiàn)有常用的方法也可分為兩種，即反射和透射兩種，現(xiàn)有工藝中的所有的的對準(zhǔn)方式均為以上兩種的組合。

當(dāng)使用紅外光進(jìn)行對準(zhǔn)時(shí)，由于其物理特性決定，紅外的反射和透射都對材料有嚴(yán)格要求，如硅片厚度，摻雜雜質(zhì)種類及其濃度，是否存在金屬材料等，都會(huì)對信號產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此對于確定的對準(zhǔn)方式，必須使用固定的工藝步驟，在哪步做背面光刻對工藝集成有非常嚴(yán)格的要求，同時(shí)對摻雜的雜質(zhì)種類和濃度都有很高要求，嚴(yán)重限制了器件特性。所以，現(xiàn)有使用紅外光進(jìn)行對準(zhǔn)的工藝，后續(xù)背面圖形工藝，都必須要按照對準(zhǔn)工藝的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，這就大大限制的背面圖形工藝的工藝設(shè)備、工藝條件的選擇，在正面工藝的設(shè)備和工藝條件之外，還需要為背面工藝增加許多額外的工藝設(shè)備和工藝條件，這大大增加了生產(chǎn)成本。而對于不同的器件生產(chǎn)，由于對準(zhǔn)工藝進(jìn)行了變化，就必須配置不同種類的設(shè)備來就進(jìn)行背面工藝的生產(chǎn)，因此其成本非常高昂。

當(dāng)使用可見光時(shí)，因?yàn)榭梢姽鉄o法穿透硅片，只能采用反射式，而做背面光刻時(shí)，背面位于上方、對準(zhǔn)標(biāo)記所在的正面在下方，因此需要在硅片承載平臺上打孔，把光從承載平臺背面引入到硅片的正面，而硅片承載平臺同時(shí)又要吸附硅片，因此其打孔的位置和大小均有限定，因此對于電路版圖設(shè)計(jì)有很嚴(yán)格的要求。同時(shí)為了保護(hù)正面已經(jīng)形成的圖形，需要貼膜保護(hù)，由于使用的可見光，因此要求貼膜必須透明且光學(xué)性質(zhì)均勻穩(wěn)定，因此對貼膜又提出了很高的要求。

因此無論使用哪種方法，其設(shè)備都是特制的，其成本很高，而且背面工藝也要與對準(zhǔn)標(biāo)記匹配，導(dǎo)致該類型的器件生產(chǎn)成本長期居高不下。同時(shí)對于其他背面工藝，如背面注入，金屬化等，也都需要使用特殊設(shè)備，因此最好可以避免使用背面工藝。

同時(shí)對于某些特定器件，其硅片的厚度與其擊穿電壓密切相關(guān)，對于硅材料而言，其擊穿電壓約為10V/μm，因此對于常用的民用消費(fèi)級電子產(chǎn)品而言，其工作電壓為110V-380V的交流電，因此其典型擊穿電壓為600V左右，如果采用硅基集成器件，其硅片厚度通常<100μm，典型的為50μm～60μm，無法采用正常的硅片加工工藝進(jìn)行。必須使用載片，按載片的類型分，大致為有機(jī)薄膜，玻璃，硅片，金屬等。而載片又大大制約了后續(xù)加工工藝，如有機(jī)薄膜和玻璃無法靜電吸附，必須整條生產(chǎn)線都換用特殊的吸附設(shè)備；金屬和硅片不透光，無法做背面工藝等等。因此目前沒有有效的適合大規(guī)模生產(chǎn)的薄片雙面圖形工藝的方法，其中薄片為厚度<150μm的硅片。

Taiko研磨工藝方式為薄硅片的研磨方式之一，其特點(diǎn)是僅研磨硅片中心部分，而在硅片邊緣留3mm～5mm的區(qū)域不做研磨，從而在硅片邊緣形成一個(gè)比器件硅片厚度要厚得多的支撐環(huán)，從而薄硅片可以在后續(xù)的傳送，制造和搬運(yùn)中不發(fā)生形變和破裂。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種硅片的背面圖形化的工藝方法,進(jìn)行背面圖形化工藝時(shí)，不需要增加額外的光刻設(shè)備和工藝來實(shí)現(xiàn)背面圖形和正面圖形的對準(zhǔn)，即本發(fā)明方法的所有的背面圖形形成過程中所使用到的設(shè)備，均可以和正面工藝兼容，不需要單獨(dú)限定背面工藝使用，從而能夠大幅度的降低生產(chǎn)成本，同時(shí)還兼容薄片工藝，

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的硅片的背面圖形化的工藝方法包括如下步驟：

步驟一、提供一硅片，在所述硅片的正面完成所有正面圖形化工藝，所述正面圖形化工藝包括器件正面部分的形成工藝以及器件正面互聯(lián)工藝。

步驟二、在完成所有所述正面圖形化工藝的所述硅片的正面沉積保護(hù)層。