半導(dǎo)體芯片背面硅腐蝕的工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種半導(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??；步驟二、半導(dǎo)體芯片的背面腐蝕；步驟三、半導(dǎo)體芯片去離子水清洗；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；步驟五、半導(dǎo)體芯片去離子水清洗甩干。本發(fā)明既能保證芯片背面腐蝕質(zhì)量，背面蒸發(fā)后無色差的工藝要求，操作簡單，不需要增加價格昂貴的全自動設(shè)備。
【專利說明】半導(dǎo)體芯片背面硅腐蝕的工藝方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)】
[0002]長期以來，半導(dǎo)體芯片在背面蒸發(fā)前只采用單一的磨片工藝，隨著近年來市場競爭的白熱化，產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性已經(jīng)成為各個芯片廠家產(chǎn)品競爭力的核心。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。
[0003]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)中一段時間進(jìn)行硅腐蝕一取出放入沖水槽進(jìn)行沖水一放入甩干機(jī)中甩干。
[0004]該工藝的不足之處在于:
芯片背面在離開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。
[0005]現(xiàn)行工藝二、將需要腐蝕的硅片放在轉(zhuǎn)動的吸盤上(背面朝上，正面通過沖水保護(hù))，設(shè)備將硅腐蝕液沖在轉(zhuǎn)動的芯片背面，腐蝕結(jié)束后立即沖水和甩干。
[0006]該工藝的不足之處在于:
1、成本較高，設(shè)備復(fù)雜，投資大。
[0007]2、因硅腐蝕液無法回用，單片硅腐蝕液消耗是工藝一的10倍。
[0008]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。
[0009]綜上所述:現(xiàn)行的兩種背面硅腐蝕工藝無法保證腐蝕質(zhì)量和背蒸(純金)后無色差的工藝要求，同時還大幅度增加成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本實發(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)后無色差的工藝要求，操作簡單，不需要增加價格昂貴的全自動設(shè)備。
[0011]本發(fā)明的目的是這樣實現(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，腐蝕時間為10-60秒，腐蝕時芯片在轉(zhuǎn)動，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)在甩干過程中通90°C的純氮，直至去除半導(dǎo)體芯片表面的水份。
[0012]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。
[0013]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)后金屬層無色差的工藝要求；同時不需要增加過多的投資，只需要增加二只材質(zhì)為PVC的泡酸槽。

【具體實施方式】
[0014]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)定時間進(jìn)行腐蝕，腐蝕時間為10-60秒，腐蝕時圓片在轉(zhuǎn)動，硅腐蝕液為:(硝酸:冰乙酸:氫氟酸=3:2:1)，腐蝕液在流動，腐蝕的溫度處于受控狀態(tài)，一般溫度控制在9-10°C (腐蝕機(jī)配有一臺冷凍機(jī)用于制冷)，這里對于腐蝕溶液中各液體的濃度無特殊要求；
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，采用大流量進(jìn)水和快速排水的方式對半導(dǎo)體芯片進(jìn)行沖水，半導(dǎo)體芯片表面的硅腐蝕液得以快速地被沖洗，沖水4次。
[0015]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:氟化銨溶液:純水=1:1:8)，浸泡時間為5分鐘。具體浸泡要求是硅表面沒有黃色的氮氧化合物，芯片表面的氮氧化物會在后續(xù)的蒸發(fā)金屬工藝時影響金屬層與芯片的結(jié)合，容易形成掉金現(xiàn)象，同時表面脫水(硅表面呈現(xiàn)疏水性)。在泡酸時要求半導(dǎo)體芯片的背面不能與片架相接觸，否則泡酸后半導(dǎo)體芯片的背面會有片架的痕跡，這里對于腐蝕溶液中各液體的濃度無特殊要求；
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，采用大流量進(jìn)行、快速排水的方式進(jìn)行沖水，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)在甩干過程中通90°C的純氮，氮氣起保護(hù)和干燥作用，去除半導(dǎo)體芯片表面的水份。
[0016] 實施例二:
本實施例與實施例一的區(qū)別在于在所述步驟四與步驟五之間增加一步腐蝕工藝，具體內(nèi)容如下:
半導(dǎo)體芯片浸泡氟化銨腐蝕液
待浸泡雙氧水和氟化銨溶液的混合水溶液結(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)裝有氟化銨腐蝕液，浸泡時間為5分鐘，氟化銨的濃度無特殊要求。由于步驟四中的雙氧水會與硅芯片反應(yīng)，在芯片表面會產(chǎn)生微量的硅氧化物，影響后道工序，同時在泡氟化銨腐蝕液時要求半導(dǎo)體芯片的背面不能與片架相接觸，否則泡酸后半導(dǎo)體芯片的背面會有片架的痕跡。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體芯片背面硅腐蝕的工藝方法，其特征在于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，腐蝕時間為10-60秒，腐蝕時芯片在轉(zhuǎn)動，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)在甩干過程中通90°C的純氮，直至去除半導(dǎo)體芯片表面的水份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體芯片背面硅腐蝕的工藝方法，其特征在于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。
【文檔編號】H01L21/306GK104051254SQ201410258844
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】江浩, 肖鵬飛, 王潤波, 李建立, 沈曉東, 高善明 申請人:江陰新順微電子有限公司