[發明專利]一種超薄晶圓加工工藝

有效

• 申請號: 202010566930.9
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111599754B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 嚴立巍;李景賢;陳政勛
• 申請（專利權）人: 紹興同芯成集成電路有限公司
• 主分類號: H01L21/78
• 分類號: H01L21/78;H01L21/3065;H01L21/683
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 王依

本發明公開一種超薄晶圓加工工藝，具體包括以下步驟：S1、形成ILD層；S2、蝕刻接通孔；S3、在接通孔側壁形成Ti?TiN鍍層；S4、完成W?Plug的制作；S5、鍵合玻璃板；S6、晶圓背面減薄,然后植入離子；S7、解鍵合，除去粘接劑；S8、回火加熱處理；S9、晶圓正面進行金屬鍍膜、黃光及蝕刻；S10、晶圓背面制作反面金屬鍍膜；S11、進行金屬加熱工藝，形成歐姆接觸；S12、涂布光阻劑，使切割道暴露出來，將晶圓固定到切割膜框上蝕刻，得到超薄晶圓。本發明在鍵合玻璃載板的晶圓先做減薄，再制成緩坡狀或階梯狀的邊緣處理的晶圓，然后進行離子注入，解鍵合后再熱處理，克服鍵合材料無法承受熱處理及金屬鋁制程工序中的高溫條件。

技術領域

本發明涉及晶圓加工領域，具體的是一種超薄晶圓加工工藝。

背景技術

晶圓指制造半導體晶體管或集成電路的襯底(也叫基片)。由于是晶體材料，其形狀為圓形，所以稱為晶圓。襯底材料有硅、鍺、GaAs、InP、GaN等。由于硅最為常用，如果沒有特別指明晶體材料，通常指硅晶圓。隨著半導體行業的發展，為了滿足電子器件微型化，多功能化和智能化的要求，對超薄晶圓的需求日益增長。

現行超薄晶圓技術若采用bonded glass carrier(鍵合玻璃載板)可克服背面減薄、黃光、離子填入裝程的困難，但由于黏著劑為高分子材料最高只能承受350℃加熱裝程，且正面已完成金屬裝程，AI或Cu皆最多能承受560℃的加熱裝程，因此若采用爐管或RTP快速熱處理方式去活化植入離子最少需要600-700℃無法在玻璃載板鍵合的晶圓上實施，但解鍵合后的晶圓很容易產生破片及損傷，超薄的晶圓也無法再進行后續的制裝程。

發明內容

為解決上述背景技術中提到的不足，本發明的目的在于提供超薄晶圓加工工藝，在鍵合玻璃載板的晶圓先做緩坡狀或階梯狀邊緣處理再進行離子注入，解鍵合后再熱處理，克服鍵合材料無法承受工序中的高溫條件，同時緩坡狀或階梯狀邊緣仍可接觸加熱及金屬相關工藝設備的機械傳送手臂接觸點或邊,不至于造成破片或邊緣局布裂痕的問題。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種超薄晶圓加工工藝，具體包括以下步驟：

S1、通過BPSG/PSG CVD在晶圓正面形成ILD層；

S2、蝕刻ILD層形成貫穿ILD層的接通孔；

S3、通過濺射或蒸鍍在接通孔側壁形成Ti/TiN鍍層；

S4、通過W-CVD將鎢填充接通孔，再進行鎢化學機械研磨平坦，除去ILD層表面附著的多余鎢，完成W-Plug的制作；

S5、于ILD層表面涂覆粘接劑，將玻璃載板與晶圓鍵合；

S6、利用研磨及邊緣氣環或保護液蝕刻方式于晶圓背面邊緣形成緩坡或階梯狀晶圓結構，完成背面減薄,然后在減薄晶圓背面植入離子；

S7、將玻璃載板解鍵合，再通過有機溶劑清洗除去粘接劑；

S8、通過爐管或者快速LAMP加熱裝置RTP將減薄晶圓高溫離子回火加熱處理，使植入的離子活化，離子與晶圓中的硅產生鍵結；

S9、將回火處理后的減薄晶圓正面進行金屬鍍膜、黃光及蝕刻，形成正面金屬圖形及PAD鍵合區；

S10、于減薄晶圓背面制作反面金屬鍍膜；

S11、進行金屬加熱工藝，形成正面及反面的金屬與Si之間的歐姆接觸以降低電阻；

S12、在減薄晶圓上涂布光阻劑，保護切割道以外的區域，使切割道暴露出來，將減薄晶圓固定到切割膜框上，使用鐳射/電漿蝕刻切割道，完成超薄晶圓的切割。

優選地，步驟S6中完成背面減薄后晶圓的厚度為40-150um。