专利名称：一种超薄半导体晶片的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体芯片制造技术领域，特别涉及一种超薄半导体晶片的制作方法。
背景技术：
在以InP或GaAs为衬底的半导体制作エ艺中，通常需要在制作完位于外延层面(正面)后的相关エ艺后，需要将晶片减薄和抛光到80-150Mm，然后再在抛光面上制作与正面图形对准的其他相关エ艺，而且经常需要在200-300°C的温度下淀积SiO2或SiNx或热蒸发金属膜。通常的方法是在晶片需要淀积SiO2或SiNx或热蒸发金属膜前，将抛光后的晶片从载片上卸下来，然后将晶片在200-300°C的温度下进行生长介质膜或蒸发金属膜等其他エ艺，然后再将晶片沾到载片上进行光刻等エ艺，如果需要多次生长介质膜或蒸发金属膜，反复卸片和沾片将变得非常繁琐，不仅费时，而且80-150Mffl厚度的InP或GaAs晶片在反复操作中极容易破碎。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种超薄半导体晶片的制作方法。为达成上述目的，本发明提供一种超薄半导体晶片的制作方法，包括以下步骤:
1)在晶片I表面通过涂胶机制作聚酰亚胺涂层2；
2)用粘片机将载片3和步骤I)所得晶片I粘合；
3)在氮气4气氛下，将步骤2)所得晶片I和载片3通过加热沾为一体；
4)将步骤3)所得沾有晶片I的载片3通过沾片エ艺沾在另ー个载具上进行减薄和抛
光;
5)将步骤4)所得沾有晶片I的载片3(连同载具)通过在去蜡液或CCl4中浸泡从载具上自动卸落；
6)将步骤5)所得沾有晶片I的载片3直接送入PECVD设备于晶片I的抛光面上淀积SiO2或SiNx介质绝缘膜，或者放入电子束蒸发机或溅射机中沉积金属膜；
7)将上述沾有晶片I的载片3浸入NMP或PGremover溶液中加热到5(T80°C，N-甲基吡咯烷酮或PG remover溶液将通过载片3上的小孔和边缘逐渐溶解未充分钝化的聚酰亚胺涂层2，最終晶片I和载片3脱离。进ー步地，其中步骤I)中所述聚酰亚胺涂层2的厚度为5-10Mm。进ー步地,其中步骤2)中所述载片3是厚度为0.5-lmm的石英玻璃或蓝宝石衬底，其表面设有直径为2mm、间距为10-15mm的周期圆孔。进ー步地，其中步骤3)中，步骤2)所得晶片I和载片3通过100_350°C、2.5-3小时的加热牢牢地沾为一体，且晶片I和载片3之间的聚酰亚胺涂层2钝化。进ー步地，其中步骤3)中所述氮气(4)为纯度>99.5%的氮气。进ー步地，其中步骤4)中所述沾片エ艺为石蜡沾片エ艺。
进一步地，其中步骤4)中所述沾有晶片I的载片3通过石蜡沾片工艺后，将晶片I 减薄到 80_150Mm。进一步地，其中步骤6)中所述淀积SiO2或SiNx介质绝缘膜的温度为250-300°C;所述沉积金属膜的温度为低于300°C。进一步地，其中步骤6)之后还包括步骤6a):在步骤6)所得晶片I的抛光面上进行光刻或刻蚀，或者多次于250-300°C下进行热处理，或淀积SiO2或SiNx介质绝缘膜。本发明具有以下优点:
1、本发明所提供的制作方法，利用聚酰亚胺涂层将晶片和载片沾在一起，聚酰亚胺涂层经过不高于350°c的温度钝化，保证晶片良好地沾附在载片上；
2、本发明所提供的制作方法，其中载片为玻璃或蓝宝石，而且上面有周期分布的小孔；一方面玻璃或蓝宝石衬底透光性好，利于后续的双面对准光刻工艺，另一方面周期分布的小孔有利于在卸片时通过N-甲基吡咯烷酮或PG remover溶液溶解聚酰亚胺涂层，加速晶片和玻璃或蓝宝石分离；
3、本发明所提供的制作方法，经过350°C钝化后的聚酰亚胺涂层可以经受350°C下的其他半导体制作工艺，如淀积介质绝缘膜和热蒸发金属膜，而不会造成污染(如高真空的PECVD或热蒸发设备产生的污染)；
4、本发明所提供的制作方法，不仅可避免反复卸片和沾片的繁琐工艺，节约工时，工艺简单，还可以避免卸片和沾片时可能出现的InP或GaAs薄片破碎问题。
图1为本发明半导体晶片在制作聚酰亚胺涂层之前的剖面示意 图2为本发明半导体晶片在制作聚酰亚胺涂层之后的剖面示意 图3为本发明半导体晶片制作中在加热炉中聚酰亚胺涂层钝化的示意 其中，1_晶片；
2-聚酰亚胺涂层；
3-载片；
4-氮气。
具体实施例方式以下将结合具体实施例和附图对本发明作进一步地详细说明。本发明提供一种超薄半导体晶片的制作方法，包括以下步骤:
I)在的晶片I表面通过涂胶机制作厚度为5-10Mffl的聚酰亚胺涂层2，如图1所示。晶片I通常为厚度为30(Γ600微米的InP或GaAs衬底。2)用沾片机将载片3 (厚度为0.5-1_石英玻璃或蓝宝石衬底，表面设有直径为2mm,间距为10-15mm的周期圆孔)和已制作聚酰亚胺涂层2的晶片I粘通过酰亚胺涂层2粘合在一起，如图2所示。3)在氮气4(优选为高纯氮气，纯度>99.5%)的气氛下，将粘合好的晶片I在加热炉中进行100-350°C，时间约3小时的加热，使晶片I和载片3之间的聚酰亚胺涂层2钝化，如图3所示，该过程将使晶片I牢牢地沾在载片3上。具体的钝化步骤为:100°C，10分钟；5分钟内从100°C升高150°C ; 150°C下，10分钟；10分钟内从100°C升高200°C ; 200°C下，30分钟；10分钟内从200°C升高250°C ; 250°C下，30分钟；10分钟内从250°C升高300°C ;300°C下，30分钟；20分钟内从300°C升高350°C ; 350°C下，10分钟；然后自然冷却。4)将载片3通过通常的沾片エ艺，如石蜡沾片，沾在另ー个载具上进行减薄和抛光等エ艺，将晶片I减薄到80-150Mm。5)将沾有晶片I的载片3在去蜡液(市售)或CCl4中浸泡，载片3和晶片I 一起将会从载具上自动卸落。6)将晶片I (连同载片3 —起)直接送入PECVD设备淀积SiO2或SiNx介质绝缘膜(生长温度250-300°C )，或放入电子束蒸发机或溅射机中沉积金属膜(采用常规沉积金属膜エ艺，如化学沉积金属膜エ艺，并辅助加热处理(加热温度〈300°C ))。7)将上述晶片I (连同载片3)浸入NMP (N-甲基吡咯烷酮，市售)或PG remover溶液(美国MicroChem公司产品)中加热到5(T80°C，NMP或PG remover溶液将通过载片3上的小孔和边缘逐渐溶解未充分钝化的聚酰亚胺涂层，最終晶片I和载片3脱离。其中，步骤7)之前(步骤6)之后)或步骤7)之后，晶片I上均可以进行其他如光刻，刻蚀等其他半导体加工エ艺，也可以多次经受250-300°C下的制作エ艺，如热处理、或者再次淀积SiO2或SiNx介质绝缘膜等。本发明利用聚酰亚胺涂层将晶片和载片沾在一起，聚酰亚胺涂层经过不高于350°C的温度钝化，保证晶片良好地沾附在载片上；而载片为玻璃或蓝宝石，而且上面有周期分布的小孔；一方面玻璃或蓝宝石衬底透光性好，利于后续的双面对准光刻エ艺，另一方面周期分布的小孔有利于在卸片时通过N-甲基吡咯烷酮或PG remover溶液溶解聚酰亚胺涂层，加速晶片和玻璃或蓝宝石分离；经过350°C钝化后的聚酰亚胺涂层可以经受350°C下的其他半导体制作エ艺，如淀积介质绝缘膜和热蒸发金属膜，而不会造成污染(如高真空的PECVD或热蒸发设备产生的污染)；不仅可避免反复卸片和沾片的繁琐エ艺，节约エ时，エ艺简単，还可以避免卸片和沾片时可能出现的InP或GaAs薄片破碎问题。所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管參照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种超薄半导体晶片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)在晶片(I)表面通过涂胶机制作聚酰亚胺涂层(2); 2)用粘片机将载片(3)和步骤I)所得晶片(I)粘合； 3)在氮气(4)气氛下，将步骤2)所得晶片(I)和载片(3)通过加热沾为一体； 4)将步骤3)所得沾有晶片(I)的载片(3)通过沾片工艺沾在另一个载具上进行减薄和抛光； 5)将步骤4)所得沾有晶片(I)的载片(3)通过在去蜡液或CCl4中浸泡从载具上自动卸落； 6)将步骤5)所得沾有晶片(I)的载片(3)直接送入PECVD设备于晶片(I)的抛光面上淀积SiO2或SiNx介质绝缘膜，或者放入电子束蒸发机或溅射机中沉积金属膜； 7)将上述沾有晶片⑴的载片(3)浸入NMP或PGremover溶液中加热到5(T80°C，N-甲基吡咯烷酮或PG remover溶液将通过载片(3)上的小孔和边缘逐渐溶解未充分钝化的聚酰亚胺涂层(2)，最终晶片(I)和载片(3)脱离。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤I)中所述聚酰亚胺涂层(2)的厚度为5-lOMm。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述载片(3)是厚度为0.5-lmm的石英玻璃或蓝宝石衬底，其表面设有直径为2mm、间距为10-15mm的周期圆孔。
4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中，步骤2)所得晶片(I)和载片(3)通过100-350°C、2.5-3小时的加热牢牢地沾为一体，且晶片(I)和载片(3)之间的聚酰亚胺涂层⑵钝化。
5.按权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中所述氮气(4)为纯度>99.5%的氮气。
6.按权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中所述沾片工艺为石蜡沾片工艺。
7.按权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中所述沾有晶片(I)的载片(3)通过沾片工艺沾在另一个载具上进行减薄和抛光以将晶片(I)减薄到80-150Mm。
8.按权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6)中所述淀积SiO2或SiNx介质绝缘膜的温度为250-300°C ;所述沉积金属膜的温度为低于300°C。
9.按权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，步骤6)之后还包括步骤6a):在步骤6)所得晶片(I)的抛光面上进行光刻或刻蚀，或者多次于250-300°C下进行热处理，或淀积SiO2或SiNx介质绝缘膜。
全文摘要
本发明涉及一种超薄半导体晶片的制作方法，所述方法包括在晶片(1)表面通过涂胶机制作聚酰亚胺涂层(2)；用贴片机将载片(3)和步骤1)所得晶片(1)粘合在一起；在氮气(4)的气氛下，将所得晶片(1)和载片(3)通过加热沾为一体；将所得沾有晶片(1)的载片(3)通过沾片工艺沾在另一个载具上进行减薄和抛光；将所得沾有晶片(1)的载片(3)通过在去蜡液或CCl4中浸泡从载具上自动卸落；在所得沾有晶片(1)的抛光面上直接淀积SiO2或SiNx介质绝缘膜或沉积金属膜；将所得沾有晶片(1)的载片(3)浸入N-甲基吡咯烷酮或PGremover溶液中加热到50~80℃，以使晶片(1)和载片(3)脱离。本发明方法不仅可避免反复卸片和沾片的繁琐，节约工时，工艺简单，还可以避免卸片和沾片时可能出现的InP或GaAs薄片破碎问题。
文档编号H01L21/02GK103094094SQ20131004301
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月4日 优先权日2013年2月4日
发明者岳爱文, 胡艳, 刘巍, 刘应军 申请人:武汉电信器件有限公司