[發明專利]超薄晶圓的背面刻蝕液及刻蝕方法

有效

• 申請號: 202011309979.2
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112410888B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 葛林四;葛永恒;吳士勇;韓鵬帥;葛威威
• 申請（專利權）人: 上海提牛機電設備有限公司
• 主分類號: C30B33/10
• 分類號: C30B33/10;H01L21/306
• 代理公司: 上海十蕙一蘭知識產權代理有限公司 31331
• 代理人: 劉秋蘭

本發明屬于半導體制造技術領域，具體涉及一種晶圓的背面刻蝕液及刻蝕方法。其中方法包括將晶圓經上料區上料；將晶圓從上料區置于第一刻蝕槽內，晶圓浸入混合液中，對晶圓的背面進行刻蝕；將晶圓置于第一溢流槽內進行第一次清洗；將晶圓置于第二刻蝕槽內，晶圓浸入混合液中，對晶圓的背面再次進行刻蝕；將晶圓置于第二溢流槽內進行第二次清洗；將晶圓置于氫氟酸槽，晶圓浸入氫氟酸液中去除表面的自然氧化膜；將晶圓置于第三溢流槽內進行第三次清洗；將晶圓經下料區下料，完成晶圓的刻蝕。采用本發明刻蝕液及方法得到的晶圓，表面平坦度好，一致性好，質量較佳。

技術領域

本發明屬于半導體制造技術領域，具體涉及一種晶圓的背面刻蝕液及刻蝕方法。

背景技術

刻蝕技術(etching technique)，是在半導體工藝，按照掩模圖形或設計要求對半導體襯底表面或表面覆蓋薄膜進行選擇性腐蝕或剝離的技術。刻蝕技術不僅是半導體器件和集成電路的基本制造工藝，而且還應用于薄膜電路、印刷電路和其他微細圖形的加工。刻蝕可分為濕法刻蝕和干法刻蝕。

其中濕法刻蝕是最普遍和設備成本較低的刻蝕方法。在濕法刻蝕中，影響刻蝕速率及刻蝕質量的因素通常有刻蝕液配方、刻蝕溫度及刻蝕時間。現有的刻蝕液在實現濕法刻蝕時，硫酸比例較高，均勻性不好，平坦度低，后續工藝蒸鍍或者濺射后，容易產生芯片電阻增加，得到的晶圓產品性能衰減，致使產品質量較差，影響了后續工藝。

發明內容

本發明針對現有的濕法刻蝕得到的晶圓質量較差的技術問題，目的在于提供一種超薄晶圓的背面刻蝕液及刻蝕方法。

超薄晶圓的背面刻蝕液，包括混合液，所述混合液包括硫酸、硝酸和氫氟酸，所述硫酸、硝酸和氫氟酸的質量配比為5-7：2-4：0.5-1.5。

優選，所述硫酸、硝酸和氫氟酸的質量配比為6：3：1。

本發明采用上述配比應用于晶圓背面刻蝕中后，能大大提高晶圓刻蝕的平坦度，使得刻蝕的均勻性好，更有利于后續的蒸鍍工藝良率。

所述硫酸的摩爾濃度為97％-98％，優選98％；

所述硝酸的摩爾濃度為64％-65％，優選65％；

所述氫氟酸的摩爾濃度為48％-49％，優選49％。

還包括鹽酸，所述鹽酸質量含量是所述混合液的0.01％-0.05％，優選0.03％。在用于刻蝕的混合液中加入一定量的鹽酸，作為催化功能，使得刻蝕速率更高，且均勻性更好。

所述鹽酸的摩爾濃度為30％-35％，優選32％。

本發明的刻蝕液雖然減少了硫酸的比重，增加了硝酸的比重，但是硫酸依然在氧化性的作用下，刻蝕液實現了硫酸和二氧化硅產生反應，產生硫酸鹽和水的效果。同時由于增加了硝酸的配比，且加入了適量的鹽酸，使得刻蝕速率好控制，在對晶圓刻蝕過程中，實現了更好刻蝕均勻性，提高平坦度的效果。

超薄晶圓的背面刻蝕方法，包括如下步驟：

1)將晶圓經上料區上料；

2)將所述晶圓從上料區置于第一刻蝕槽內，所述第一刻蝕槽內含有所述混合液，所述晶圓浸入所述混合液中，在密閉環境下，以第一預設溫度保持第一預設時間，對所述晶圓的背面進行刻蝕；

3)將所述晶圓置于第一溢流槽內進行第一次清洗；

4)將所述晶圓置于第二刻蝕槽內，所述第二刻蝕槽內含有所述混合液，所述晶圓浸入所述混合液中，在密閉環境下，以第二預設溫度保持第二預設時間，對所述晶圓的背面再次進行刻蝕；

5)將所述晶圓置于第二溢流槽內進行第二次清洗；

6)將所述晶圓置于氫氟酸槽，所述氫氟酸槽內含有氫氟酸液，所述晶圓浸入所述氫氟酸液中去除表面的自然氧化膜；