[發(fā)明專利]半導(dǎo)體芯片背面硅腐蝕的工藝方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410258844.6
• 申請(qǐng)日: 2014-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104051254A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江浩;肖鵬飛;王潤(rùn)波;李建立;沈曉東;高善明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江陰新順微電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/306
• 分類號(hào): H01L21/306
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務(wù)所(普通合伙) 32210
• 代理人: 唐紉蘭;曾丹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體芯片背面硅腐蝕的工藝方法，適用于半導(dǎo)體芯片背面減薄后的背面硅腐蝕。屬于集成電路或分立器件芯片制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

長(zhǎng)期以來(lái)，半導(dǎo)體芯片在背面蒸發(fā)前只采用單一的磨片工藝，隨著近年來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的白熱化，產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性已經(jīng)成為各個(gè)芯片廠家產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的核心。為了提高芯片的質(zhì)量，在芯片減薄到背面蒸發(fā)之間增加硅腐蝕工序,即在芯片背面進(jìn)行酸腐蝕,去除磨片產(chǎn)生的損傷層,從而消除芯片的內(nèi)應(yīng)力,提高芯片的柔性程度,提高芯片的抗大電流沖擊能力。

在本發(fā)明作出以前，常用的適用于半導(dǎo)體芯片減薄后背面硅腐蝕工藝主要采用以下兩個(gè)技術(shù)：

現(xiàn)行工藝一、將需要進(jìn)行硅腐蝕的芯片(正面采用貼膜保護(hù))全部浸入硅腐蝕液(硝酸、冰乙酸和氫氟酸的混合酸)中一段時(shí)間進(jìn)行硅腐蝕→取出放入沖水槽進(jìn)行沖水→放入甩干機(jī)中甩干。

該工藝的不足之處在于：

芯片背面在離開(kāi)硅腐蝕液到放入純水之間，硅片表面殘存的硅腐蝕液仍將與硅片表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但這時(shí)硅片與硅腐蝕液的化學(xué)反應(yīng)是不完整的和不均勻的，這時(shí)硅片的表面出現(xiàn)一層厚度不均勻的氮氧絡(luò)合物。這一層絡(luò)合物在背面蒸發(fā)后，會(huì)產(chǎn)生明顯的掛水狀的色差，嚴(yán)重影響芯片的外觀質(zhì)量。

現(xiàn)行工藝二、將需要腐蝕的硅片放在轉(zhuǎn)動(dòng)的吸盤(pán)上（背面朝上，正面通過(guò)沖水保護(hù)），設(shè)備將硅腐蝕液沖在轉(zhuǎn)動(dòng)的芯片背面，腐蝕結(jié)束后立即沖水和甩干。

該工藝的不足之處在于：

1、成本較高，設(shè)備復(fù)雜，投資大。

2、因硅腐蝕液無(wú)法回用，單片硅腐蝕液消耗是工藝一的10倍。

3、雖然較工藝一背面蒸發(fā)后的色差有所改善，但不能完全消除。

綜上所述：現(xiàn)行的兩種背面硅腐蝕工藝無(wú)法保證腐蝕質(zhì)量和背蒸（純金）后無(wú)色差的工藝要求，同時(shí)還大幅度增加成本。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種半導(dǎo)體芯片背面硅腐蝕的工藝方法，既能保證芯片背面腐蝕質(zhì)量，背面蒸發(fā)后無(wú)色差的工藝要求，操作簡(jiǎn)單，不需要增加價(jià)格昂貴的全自動(dòng)設(shè)備。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種半導(dǎo)體芯片背面硅腐蝕的工藝方法，所述工藝方法包括以下步驟：

步驟一、半導(dǎo)體芯片提取

將半導(dǎo)體芯片移至腐蝕片架內(nèi)，待腐蝕；

步驟二、半導(dǎo)體芯片的背面腐蝕

將裝有半導(dǎo)體芯片的腐蝕片架放入到腐蝕機(jī)的硅腐蝕槽中，腐蝕時(shí)間為10-60秒，腐蝕時(shí)芯片在轉(zhuǎn)動(dòng)，硅腐蝕液為硝酸：冰乙酸：40%濃度氫氟酸?=?3：2：1，腐蝕的溫度控制在9-10℃；

步驟三、半導(dǎo)體芯片去離子水清洗

待腐蝕結(jié)束后，將裝有半導(dǎo)體芯片的腐蝕片架移至腐蝕機(jī)的沖水槽中，對(duì)半導(dǎo)體芯片進(jìn)行沖水，沖水4次；

步驟四、半導(dǎo)體芯片浸泡到雙氧水和氟化銨溶液的混合水溶液

經(jīng)去離子水沖洗結(jié)束后，將裝有半導(dǎo)體芯片的腐蝕片架移至泡酸槽中浸泡，泡酸槽內(nèi)裝有經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢韬突旌系碾p氧水和氟化銨溶液的水溶液，具體配比是：雙氧水：40%濃度氟化銨溶液：純水=1：1：8，浸泡時(shí)間為5分鐘；

步驟五、半導(dǎo)體芯片去離子水清洗甩干

待浸泡氟化銨腐蝕液結(jié)束后，將裝有半導(dǎo)體芯片的腐蝕片架移至腐蝕柜中的沖水槽，沖水6-7次，沖水結(jié)束后，將片架放到甩干機(jī)中甩干，甩干機(jī)在甩干過(guò)程中通90℃的純氮，直至去除半導(dǎo)體芯片表面的水份。

在步驟四和步驟五之間增加一步半導(dǎo)體芯片浸泡氟化銨腐蝕液工藝。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明適用于目前所有襯底，包括N型和P型的芯片減薄后的背面硅腐蝕，能適用不同的背面蒸發(fā)工藝，包括各種多層金屬和純金工藝，保證半導(dǎo)體芯片背面蒸發(fā)后金屬層無(wú)色差的工藝要求；同時(shí)不需要增加過(guò)多的投資，只需要增加二只材質(zhì)為PVC的泡酸槽。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體芯片背面硅腐蝕的工藝方法：

實(shí)施例一：

步驟一、半導(dǎo)體芯片提取

采用鑷子夾取半導(dǎo)體芯片（芯片正面采用貼膜保護(hù)），將芯片移至腐蝕片架內(nèi)，待腐蝕；

步驟二、半導(dǎo)體芯片的背面腐蝕

將裝有半導(dǎo)體芯片的腐蝕片架放入到腐蝕機(jī)的硅腐蝕槽中，按規(guī)定時(shí)間進(jìn)行腐蝕，腐蝕時(shí)間為10-60秒，腐蝕時(shí)圓片在轉(zhuǎn)動(dòng)，硅腐蝕液為：（硝酸：冰乙酸：氫氟酸=3：2：1），腐蝕液在流動(dòng)，腐蝕的溫度處于受控狀態(tài)，一般溫度控制在9-10℃（腐蝕機(jī)配有一臺(tái)冷凍機(jī)用于制冷），這里對(duì)于腐蝕溶液中各液體的濃度無(wú)特殊要求；