晶圆处理方法与流程

文档序号:14875413发布日期:2018-07-07 05:35阅读:606来源:国知局

本发明涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种晶圆处理方法。



背景技术:

半导体制造技术需要在半导体硅片上进行多种不同的物理和化学工艺形成器件结构,然后形成可被切割为多个独立芯片(die)的晶圆。将多个芯片从晶圆中分割出来作为后段流程中较重要的工艺,通常可采用激光或刀片切割晶圆的方式。

但是,在现有技术中切割晶圆的方式中,需要为激光或刀片预留一定加工区域,例如,激光需要预留40um以上的宽度才能完成切割,而刀片的刀刃则需要50um以上的宽度才能完成切割,从而不至于损伤到芯片并较为顺利的实现分离。由于晶圆本身的尺寸是相对确定的,晶圆需要预留的加工区域往往会占据不少面积,从而降低了利用率,使单片晶圆上芯片的数量因此减少。

因此,如何提供一种晶圆处理方法以提高晶圆利用率的问题是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种晶圆处理方法,解决晶圆的面积利用率不高的问题。

为了解决上述问题,本发明提供一种晶圆处理方法,所述晶圆处理方法包括:在待处理晶圆的正面形成牺牲层;对形成所述牺牲层后的待处理晶圆进行第一刻蚀形成第一沟槽;对所述第一刻蚀后的待处理晶圆进行第二刻蚀形成第二沟槽,所述第二刻蚀为深硅刻蚀工艺,所述第二沟槽在所述第一沟槽的槽底。

可选的,在所述晶圆处理方法中,所述牺牲层的材料为氧化硅。

可选的,在所述晶圆处理方法中,所述牺牲层的厚度为

可选的,在所述晶圆处理方法中,所述第一刻蚀为层间刻蚀,所述层间刻蚀包括刻蚀所述牺牲层以及所述待处理晶圆上的钝化层和层间介质。

可选的,在所述晶圆处理方法中,所述第一沟槽的宽度小于等于10um,所述第二沟槽的深度为130um~170um。

可选的,在所述晶圆处理方法中,所述第二刻蚀包括采用为钝化气体的八氟环丁烷和为刻蚀气体的六氟化硫。

可选的,在所述晶圆处理方法中,还包括:在形成所述牺牲层之前,在待处理晶圆的正面形成钝化层,且在形成所述牺牲层后进行钝化层刻蚀工艺。

可选的,在所述晶圆处理方法中,所述钝化层为氮化硅。

可选的,在所述晶圆处理方法中,所述第一刻蚀包括:在所述牺牲层上形成光刻胶。

可选的,在所述晶圆处理方法中,所述第二刻蚀包括:将所述牺牲层和所述光刻胶去除。

可选的,在所述晶圆处理方法中,还包括:在所述第二刻蚀后,对待处理晶圆进行探针测试。

可选的,在所述晶圆处理方法中,还包括:在所述第二刻蚀后,对待处理晶圆的背面进行研磨工艺,所述研磨工艺研磨至第二沟槽。

本发明提供的晶圆处理方法中,通过在待处理晶圆的正面形成牺牲层,使得牺牲层的消耗过程中清除位于牺牲层上的残留物;同时,通过第一刻蚀形成的第一沟槽将晶圆上各芯片进行分割,再通过深硅刻蚀工艺在第一沟槽内形成的第二沟槽,在第二沟槽的基础上较佳的实现芯片的分离,由于刻蚀工艺可达到占用更小的宽度,相比于现有技术,通过本方法形成宽度较小的沟槽来完成芯片的分离,从而可提高晶圆上面积的利用率,进而提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例的晶圆处理方法的流程图;

图2-图4为本发明实施例的晶圆处理方法中待处理晶圆的剖面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂,请参阅附图。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

如图1所示,本发明提供的一种晶圆处理方法,所述晶圆处理方法包括:

步骤s10、在待处理晶圆的正面形成牺牲层;

步骤s20、对形成所述牺牲层后的待处理晶圆进行第一刻蚀形成第一沟槽;

步骤s30、对所述第一刻蚀后的待处理晶圆进行第二刻蚀形成第二沟槽,所述第二刻蚀为深硅刻蚀工艺,所述第二沟槽在所述第一构槽的槽底。

下面结合附图更为详细的介绍晶圆处理方法的各步骤。

首先,如图2所示,在待处理晶圆10的正面形成牺牲层20,牺牲层20可在后续的处理过程中被去除,待处理晶圆10通常是指已形成具有独立功能的芯片(die)的半成品晶圆,需要将各芯片分离出来的晶圆,待处理晶圆10的正面是指远离衬底的一面。可以理解的是,本发法的目的在于如何对待处理晶圆进行分割,对于分割出的部分即待处理晶圆并不作要求与限制,为方便图示,在附图中仅以两个芯片作为示例。

对于牺牲层20的选择,所述牺牲层20的材料为氧化硅,氧化硅化学性质稳定,具有一定的保护作用,可通过化学气相沉积等方式形成在待处理晶圆的正面。

可选的,所述牺牲层20的厚度为牺牲层20如果太厚则影响后续其它工艺步骤,牺牲层20如果太薄则影响其效果,在此范围内可以实现本发明的目的。

接着,如图3所示,对形成所述牺牲层20后的待处理晶圆10进行第一刻蚀形成第一沟槽30,从而将待处理晶圆10上各芯片进行分割开来,即通过第一沟槽30使芯片各自独立开来。

在本实施例中,所述第一刻蚀为层间刻蚀,所述层间刻蚀包括刻蚀所述牺牲层以及所述待处理晶圆上的钝化层和层间介质,可使得芯片的pad暴露出来,为了较佳的将芯片分割独立开,可通过层间介质刻蚀实现层间介质的分隔开,层间介质如各种k值导电介质或起隔离等不同作用的介质层,从而方便后续各芯片之间的分离。

在本实施例中,所述晶圆处理方法还包括:在形成所述牺牲层20之前,在待处理晶圆10的正面形成钝化层40,通过钝化层40来保护各芯片,且在形成所述牺牲层后进行钝化层刻蚀工艺,也就是在形成牺牲层20后,通过钝化层刻蚀工艺可将需要暴露的金属触点(pad)等区域露出来,即需要同时刻蚀掉钝化层及牺牲层,满足后续工艺需要,由于钝化层刻蚀工艺所需要刻蚀而暴露出的区域不在第一沟槽处,所以钝化层刻蚀工艺即可以在第一刻蚀前也可以在第一刻蚀后,即钝化层刻蚀工艺的处理时间并不局限。

可选的,所述钝化层40的材料为氮化硅,氮化硅物理化学性质稳定,可较佳的起到保护作用,可以通过化学气相沉积等方式形成在晶圆表面。

在本实施例中,所述第一刻蚀包括:在所述牺牲层上形成光刻胶,可通过光刻胶来完成对应的刻蚀工艺,在待处理晶圆上形成第一沟槽。

进一步的,所述第二刻蚀包括:将所述牺牲层和所述光刻胶清除,通过牺牲层的消耗可以位于其上的光刻胶清除掉,不需要引用其它的处理步骤,位于牺牲层上的其它残留物等都会被清除掉,节省了处理步骤,提高了生产效率。当然,在实际的制程中,牺牲层的大部分被去除,剩下的小部分也不会产生影响,全部清除是较佳的选择。

然后,如图4所示,对进行所述第一刻蚀后的待处理晶圆10进行第二刻蚀形成第二沟槽50,所述第二刻蚀为深硅刻蚀工艺,通过深硅刻蚀工艺可在硅衬底上进行刻蚀形成较深的沟槽,深硅刻蚀工艺可采用高深宽比,所述第二沟槽50在所述第一沟槽30的槽底,即第二沟槽50是在第一沟槽30的基础上进一步进行。

从尺寸关系上,所述第一沟槽30的宽度小于等于10um,当第一沟槽30的宽度越小,则可重新利用的面积越大,所述第二沟槽50的深度为130um~170um,通过一定深度的第二沟槽50可较佳的实现各芯片从晶圆上分离开,当第二沟槽50的深度太小时,不能较佳的实现分离并在分离过程中可能会损伤到芯片,当第二沟槽50的深度太大时,增加工艺复杂程度等诸多不便,上述深度可较佳的实现本发明的目的。

可选的,所述第二刻蚀包括采用为钝化气体的八氟环丁烷(c4f8)和为刻蚀气体的六氟化硫(sf6),可通过钝化气体与刻蚀气体的交替反复进行。由于刻蚀工艺容易产生颗粒物,在本发明中,通过控制第一刻蚀的光刻胶的厚度,即在第一刻蚀时的光刻胶可以去除也可不去除,可以以光刻胶图形为模板,光刻胶消耗完毕后以牺牲层以及pad金属层的图形作为硬掩模,刻蚀到指定深度,在深硅刻蚀的第二刻蚀中可使刻蚀后的光刻胶全部消耗光,并可消耗掉牺牲层,减少光刻胶等的处理工艺,从而减少颗粒物的产生。

为了便于产品测试,所述晶圆处理方法还包括:在所述第二刻蚀后,对待处理晶圆进行探针测试(cp,chipprobe),在完成第一刻蚀和第二刻蚀后及相关工艺后,在芯片分离之前通过探针测试来进行电性测试确定各芯片的好环。

在本实施例中,所述晶圆处理方法还包括:在所述第二刻蚀后,对待处理晶圆的背面进行研磨工艺,所述研磨工艺研磨至第二沟槽50,使各芯片实现分离,相比于现的技术的激光及刀片切割方式,在最后芯片分离过程中不易出现芯片损伤等问题,提高了生产良率。

本发明提供的晶圆处理方法中,通过在待处理晶圆的正面形成牺牲层,使得牺牲层的消耗过程中清除位于牺牲层上的残留物;同时,通过第一刻蚀形成的第一沟槽将晶圆上各芯片进行分割,再通过深硅刻蚀工艺在第一沟槽内形成的第二沟槽,在第二沟槽的基础上较佳的实现芯片的分离,由于刻蚀工艺可达到占用更小的宽度,相比于现有技术,通过本方法形成宽度较小的沟槽来完成芯片的分离,从而可提高晶圆上面积的利用率,进而提高了生产效率。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求书的保护范围。

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