专利名称：晶圆背面粗糙处理的方法
技术领域：
本发明涉 及半导体制造领域，且特别涉及一种晶圆背面粗糙处理的方法。
背景技术：
在现有的晶圆背面金属工艺中，当晶圆背面被研磨到200微米之后，就使用一种 专门的化学混合蚀刻剂，提供背面金属黏着性最佳的去光泽及粗糙化表面。在进行化学蚀 刻反应时，在硅晶圆被蚀刻的同时会产生氧化和逸气(out-gassing)现象，因而造成硅晶 圆表面产生高低起伏的粗糙形态。湿式化学蚀刻可以提供介于0. 44至1. 77微米间的晶圆表面的均勻粗糙度。这些 晶圆表面的粗糙处理可以经由使用不同的化学蚀刻剂和温度来达成，进而提供最佳化的背 面金属黏着性。因为表面经过了化学处理，所以背面研磨所衍生的损伤可藉由化学反应来 移除，而得到最佳的背面金属粗糙度表面。表面粗糙度是以总指标偏差(total indicator run-out, TIR)来体现的，TIR则 根据通过扫描测试装置得出的线条扫描的长度之间的最大的尖峰高度数值减掉最小的尖 峰数值所推估出来。粗糙度平均值(Ra)也会被计算出来，这个数值代表在线条扫描的长度 之间粗糙度的平均值。表面粗糙度能提供额外的接触面积，因此对于提升晶圆表面黏着性 而言晶圆表面粗糙度是非常重要的参数。现有技术中，晶圆背面的粗糙处理所使用的化学蚀刻剂通常采用硝酸(HNO3)及氢 氟酸(HF)的水溶液，按照一定比例配取溶液作为化学蚀刻剂，然而现有技术的化学蚀刻剂 效果并不理想，经实验发现其获得的晶圆背面粗糙度不能达到有效的范围，对于后续的晶 圆背面金属工艺造成一定的影响。晶圆背面如果不经过化学蚀刻处理或者晶圆背面的粗糙 度不够，再蒸镀金属时，会由于黏结力不够而造成背面金属剥离。
发明内容
本发明提出一种晶圆背面粗糙处理的方法，其能够有效增加晶圆背面粗糙度，提 供最佳化的背面金属黏着性，避免由于黏结力不够而造成背面金属剥离。为了达到上述目的，本发明提出一种晶圆背面粗糙处理的方法，其包括下列步 骤将上述晶圆正面贴膜并对上述晶圆背面进行研磨处理；对上述晶圆背面进行湿式化学蚀刻处理；将上述晶圆背面进行水洗烘干处理， 其中上述湿式化学蚀刻处理步骤所使用的化学蚀刻剂包括H2SO4、KNO3以及NH4HF。可选的，所述化学蚀刻剂由27 33L质量百分比浓度为98% WH2SO4加上3 4kg 的KNO3和1. 8 2. 2kg的NH4HF混合而成。可选的，使用化学蚀刻剂处理晶圆的时间为10 15分钟，温度为20 25摄氏度。可选的，所述湿式化学蚀刻处理步骤还包括将上述晶圆放入质量百分比浓度为4%的KOH溶液中处理，之后再将晶圆放入体积百分比浓度为0.9 100 1.1 100的HF 溶液中处理。可选的，所述使用KOH溶液处理晶圆的时间为10 20秒，温度为60 80摄氏度。可选的，所述使用HF溶液处理晶圆的时间为2 4分钟，温度为20 25摄氏度。可选的，所述水洗处理步骤为将晶圆使用去离子水进行冲洗，处理时间为10 15 分钟。可选的，所述烘干步骤的处理时间为10 15分钟，温度为80 100摄氏度。可选的，该方法还包括对上述晶圆进行金属蒸镀处理，
在晶圆背面依次镀上Ti、Ni和Ag金属或者Ti、Ni和Au金属。可选的，所述蒸镀金属的厚度分别为900 1100埃、2700 3300埃和9000 11000 埃。可选的，所述蒸镀金属的蒸镀温度为89 91摄氏度。本发明提出一种晶圆背面粗糙处理的方法，对晶圆背面使用H2S04、KN03以及NH4HF 所组成的化学蚀刻剂进行湿式化学蚀刻处理，能够有效增加晶圆背面粗糙度，提供最佳化 的背面金属黏着性，避免由于黏结力不够而造成背面金属剥离。本发明提出一种晶圆背面粗糙处理的方法，对湿式化学蚀刻处理后的晶圆依次进 行KOH溶液和HF溶液处理，之后再进行晶圆背面的金属蒸镀处理，在晶圆背面依次镀上Ti、 Ni和Ag金属或者Ti、Ni和Au金属，采用本发明晶圆背面粗糙处理方法的晶圆背面具有较 佳的粗糙度，能够提供良好的黏结力而不会造成背面金属剥离，并且有效降低了热阻。利用 混酸具有对晶圆不同方向的蚀刻速率(Etch Rate)不一样的特性，形成硅片表面较佳的粗 糙度(Roughness)。
图1所示为本发明较佳实施例的晶圆背面粗糙处理的方法流程图。
具体实施例方式为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所
如下。本发明提出一种晶圆背面粗糙处理的方法，其能够有效增加晶圆背面粗糙度，提 供最佳化的背面金属黏着性，避免由于黏结力不够而造成背面金属剥离。请参考图1，图1所示为本发明较佳实施例的晶圆背面粗糙处理的方法流程图。本 发明提出一种晶圆背面粗糙处理的方法，其包括下列步骤步骤SlOO 将晶圆正面贴膜并对晶圆背面进行研磨处理；步骤S200 对晶圆背面进行湿式化学蚀刻处理；步骤S500 将晶圆背面进行水洗烘干处理，进一步的，本发明较佳实施例还包括在步骤S200后进行步骤S300 对晶圆背面进行KOH溶液处理；步骤S400 对晶圆背面进行HF溶液处理；正面贴膜的目的是在进行下一步骤对晶圆进行湿式蚀刻时，防止酸进入晶圆正面 而损伤器件。其中对晶圆背面进行研磨处理中，将晶圆厚度控制在200微米左右，上述湿式化学蚀刻处理步骤所使用的化学蚀刻剂为H2S04、KN03以及NH4HF所组成的混合物，所述化学 蚀刻剂由27 33L质量百分比浓度为98%的H2SO4加上3 4kg的KNO3和1. 8 2. 2kg 的NH4HF混合而成，将混酸放置一起搅拌静置。利用混酸具有对晶圆不同方向的蚀刻速率 (Etch Rate)不一样的特性，形成硅片表面较佳的粗糙度(Roughness)。使用化学蚀刻剂处 理晶圆的时间为10 15分钟，温度为20 25摄氏度。步骤S300 对上述晶圆进行KOH溶液处理为将上述晶圆放入质量百分比浓度为 4%的KOH溶液中处理，KOH是去处反应中生成的副产物，这种副产物在N型重掺的硅片 中尤其明显。步骤S400 对上述晶圆进行HF溶液处理为将晶圆放入体积百分比浓度为 0.9 100 1.1 100的HF溶液中处理，HF溶液用于清洗晶圆表面自然形成的氧化层 (Native Oxide)。其中，所述使用KOH溶液处理晶圆的时间为10 20秒，温度为60 80 摄氏度。所述使用HF溶液处理晶圆的时间为2 4分钟，温度为20 30摄氏度。所述水洗处理步骤为将晶圆使用去离子水进行冲洗，处理时间为10 15分钟。所 述烘干步骤的处理时间为10 15分钟，温度为80 100摄氏度。该方法还包括对上述晶圆进行金属蒸镀处理，金属蒸镀是在晶圆背面进行的， POWER器件一般晶圆背面要做为器件的漏极(Drain)，蒸镀金属是为降低背面的电阻。本发 明较佳实施例在晶圆背面依次镀上Ti、Ni和Ag金属或者Ti、Ni和Au金属。所述蒸镀金属 的厚度分别为900 1100埃、2700 3300埃和9000 11000埃。所述蒸镀金属的蒸镀温 度为89 91摄氏度。Ti金属与晶原会形成金属硅化物，可以降低接触电阻，Ni金属可以 很好把Ti金属和Ag或者Au金属连接在一起，相当于2层金属之间的缓冲层，Ag或Au则 是非常好的导体。本发明提出一种晶圆背面粗糙处理的方法，对晶圆背面使用H2S04、KN03以及NH4HF 所组成的化学蚀刻剂进行湿式化学蚀刻处理，并对湿式化学蚀刻处理后的晶圆依次进行 KOH溶液和HF溶液处理，之后再进行晶圆背面的金属蒸镀处理，在晶圆背面依次镀上Ti、Ni 和Ag金属或者Ti、Ni和Au金属，采用本发明晶圆背面粗糙处理方法，能够有效增加晶圆背 面粗糙度，使得晶圆背面具有较佳的粗糙度，能够提供良好的黏结力而不会造成背面金属 剥离，并且有效降低了热阻。利用混酸具有对晶圆不同方向的蚀刻速率(Etch Rate)不一 样的特性，形成硅片表面较佳的粗糙度(Roughness)。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技 术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因 此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
一种晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于包括下列步骤将上述晶圆正面贴膜并对上述晶圆背面进行研磨处理；对上述晶圆背面进行湿式化学蚀刻处理；将上述晶圆背面进行水洗烘干处理，其中上述湿式化学蚀刻处理步骤所使用的化学蚀刻剂包括H2SO4、KNO3以及NH4HF。
2.根据权利要求1所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于所述化学蚀刻剂由 27 33L质量百分比浓度为98%的H2SO4加上3 4kg的KNO3和1. 8 2. 2kg的NH4HF混 合而成。
3.根据权利要求1所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于使用化学蚀刻剂处理 晶圆的时间为10 15分钟，温度为20 25摄氏度。
4.根据权利要求1所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于所述湿式化学蚀刻处 理步骤还包括将上述晶圆放入质量百分比浓度为4%的KOH溶液中处理，之后再将晶圆放 入体积百分比浓度为0.9 100 1.1 100的HF溶液中处理。
5.根据权利要求3所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于所述使用KOH溶液处 理晶圆的时间为10 20秒，温度为60 80摄氏度。
6.根据权利要求3所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于所述使用HF溶液处理 晶圆的时间为2 4分钟，温度为20 25摄氏度。
7.根据权利要求1所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于所述水洗处理步骤为 将晶圆使用去离子水进行冲洗，处理时间为10 15分钟。
8.根据权利要求1所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于所述烘干步骤的处理 时间为10 15分钟，温度为80 100摄氏度。
9.根据权利要求1所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于该方法还包括对上述 晶圆进行金属蒸镀处理，在晶圆背面依次镀上Ti、Ni和Ag金属或者Ti、Ni和Au金属。
10.根据权利要求9所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于所述蒸镀金属的厚 度分别为900 1100埃、2700 3300埃和9000 11000埃。
11.根据权利要求9所述的晶圆背面粗糙处理的方法，其特征在于所述蒸镀金属的蒸 镀温度为89 91摄氏度。
全文摘要
本发明提出一种晶圆背面粗糙处理的方法，其包括下列步骤将上述晶圆正面贴膜并对上述晶圆背面进行研磨处理；对上述晶圆背面进行湿式化学蚀刻处理；将上述晶圆背面进行水洗烘干处理，其中上述湿式化学蚀刻处理步骤所使用的化学蚀刻剂包括H2SO4、KNO3以及NH4HF。本发明提出的晶圆背面粗糙处理的方法，其能够有效增加晶圆背面粗糙度，提供最佳化的背面金属黏着性，避免由于黏结力不够而造成背面金属剥离，并且有效降低了热阻。
文档编号H01L21/60GK101882577SQ20091005069
公开日2010年11月10日 申请日期2009年5月6日 优先权日2009年5月6日
发明者吕隆, 江彤, 陈泰江 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司