双面玻璃终端的半导体加工方法与流程

本发明涉及半导体加工技术领域，尤其是涉及一种双面玻璃终端的半导体加工方法。

背景技术：

双台面晶闸管的制造具有电压高、相对流程短、成本低等特点，随之而来的难点是双面玻璃的划片问题。

具体的，双台面晶闸管是用这样一种终端结构：在半导体芯片边缘腐蚀钝化槽，并在钝化槽中填充相对薄的介质和相对厚的玻璃，且钝化槽在半导体芯片的两面分别腐蚀一个；相邻器件可共用同一玻璃钝化槽结构终端。一般钝化槽玻璃的宽度为200-1000um，厚度为10-100um。由于玻璃韧性差、易碎裂，类似于双台面晶闸管这样的双面玻璃终端的半导体产品在直接进行划片的操作中，易产生芯片的裂纹、崩边等问题。

目前，针对双面玻璃终端的半导体产品，业内通常是采用镭射机切割玻璃，而后再进行划片这样的工艺进行生产，此工艺虽然能一定程度的降低芯片的裂纹、崩边问题，但是此工艺生产周期长，成本高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种双面玻璃终端的半导体加工方法，以解决现有技术中存在的双面玻璃终端的半导体产品采用镭射机进行玻璃切割，工艺生产周期长、成本高的技术问题。

基于上述目的，本发明提供了一种双面玻璃终端的半导体加工方法，所述方法包括：

在芯片的终端形成玻璃层；

对玻璃层进行刻蚀工艺处理，以在玻璃层上形成划刻槽：

至少在芯片的玻璃层上覆盖不透光介质层；

在不透光介质层上涂覆光刻胶层；

对光刻胶层进行掩膜曝光；

对不透光介质层进行腐蚀，以将玻璃层的待腐蚀位置裸露；

对玻璃层的待腐蚀位置进行腐蚀，以在玻璃层上形成划刻槽；

剥离光刻胶层以及不透光介质层。

进一步地，所述双面玻璃终端的半导体为双台面晶闸管；

所述在芯片的终端形成玻璃层的步骤为：

在芯片的边缘腐蚀出钝化槽；

在钝化槽内烧制形成玻璃层。

进一步地，所述不透光介质层为铝层；

所述铝层通过淀积的方式覆盖在芯片上，且所述铝层覆盖整体芯片。

进一步地，所述光刻胶层的光刻胶为150cp-450cp粘度的负性光刻胶。

进一步地，所述对不透光介质层进行腐蚀采用介质腐蚀液完成，所述介质腐蚀液为浓度不低于76％的磷酸。

进一步地，所述对玻璃层的待腐蚀位置进行腐蚀通过玻璃腐蚀液完成，所述玻璃腐蚀液对玻璃层的腐蚀速度大于对不透光介质层的腐蚀速度。

进一步地，所述玻璃腐蚀液为boe溶液与盐酸溶液的混合液，其中，boe溶液的氟化铵的含量为29.6％-30.4％、氟化氢的含量为5.75％-6.25％；盐酸的浓度为36％-38％；

boe溶液与盐酸溶液的体积比为10:1。

进一步地，所述光刻胶层以及不透光介质层通过剥离液进行剥离；

所述剥离液为浓度不低于98％的硫酸。

进一步地，在对玻璃层进行刻蚀工艺处理之后，所述方法还包括：

在芯片上淀积金属层；

对金属层进行光刻；

对金属层光刻完成的芯片覆盖合金层；

对芯片进行功能测试，以检测芯片是否满足预设要求；

对满足预设要求的芯片，通过划刻槽位置进行划片。

进一步地，所述划刻槽的深度为20um-80um，宽度为40-100um，玻璃层对应划刻槽底部的保留厚度为10um-50um。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的双面玻璃终端的半导体加工方法包括：在芯片的终端形成玻璃层；对玻璃层进行刻蚀工艺处理，以在玻璃层上形成划刻槽。本发明双面玻璃终端的半导体加工方法通过在玻璃层上覆盖不透光介质层，从而可以通过刻蚀工艺对玻璃进行划刻槽加工处理，玻璃层上加工出划刻槽之后，最终划片可在划刻槽的基础上进行切割，避免了直接在玻璃层上进行划片容易导致芯片裂纹和崩边的问题；同时，本发明双面玻璃终端的半导体加工方法相比现有镭射机切割玻璃的方式，成本低、且效率大幅度提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为双面晶闸管的基本机构；

图2为形成玻璃层的相邻双面晶闸管芯片共用一个玻璃钝化槽终端的示意图；

图3为双面晶闸管芯片覆盖不透光介质层的示意图；

图4为双面晶闸管芯片的玻璃层腐蚀出划刻槽的示意图；

图5为双面晶闸管芯片剥离不透光介质层和光刻胶层的示意图；

图6为本发明实施例双面玻璃终端的半导体加工方法的流程示意图。

图标：1-双面晶闸管芯片；2-不透光介质层；3-玻璃层；4-划刻槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明双面玻璃终端的半导体加工方法可用于半导体加工过程的玻璃划刻，其不限于应有在双面晶闸管的加工工艺中。为了方便描述，本发明实施例以双面晶闸管的加工为例进行说明。

图1是双面晶闸管的基本结构示意图；图2中展示的在加工工艺中，两个双面晶闸管芯片1共用钝化槽，也即在两个相邻的双面晶闸管芯片1之间腐蚀出一个大致半球型的钝化槽，后期在将该大致半球型的钝化槽进行切割分开，以形成独立的双面晶闸管。

实施例一

参见图6所示，本实施例提供了一种双面玻璃终端的半导体加工方法，所述方法如下。

步骤s1：在芯片的终端形成玻璃层。

针对双面玻璃终端的半导体为双台面晶闸管时，该步骤具体是，采用现有技术的双台面晶闸管制造工艺流程，在双台面晶闸管芯片1的边缘腐蚀出钝化槽；在钝化槽内烧制形成玻璃层3。此时双台面晶闸管芯片大致如图2所示。

步骤s2：对玻璃层进行刻蚀工艺处理，以在玻璃层上形成划刻槽。具体的步骤s2的实现过程为：

s201：至少在芯片的玻璃层上覆盖不透光介质层2。

不透光介质层2的主要作用是作为玻璃层3的掩模层，不属于器件的结构，须在完成掩模作用后去除。所以不透光介质层2除要求不透光外，还要求易于从玻璃上剥离，且剥离时不会造成芯片表面其他结构的破坏。本实施例中优选采用铝层。具体的，铝层通过淀积的方式覆盖在芯片上，为了加工方便，可在芯片整体芯片结构上淀积铝层。双台面晶闸管芯片覆盖不透光介质层后如图3所示。

一般的，双台面晶闸管的钝化槽内的终端玻璃层设计宽度为200um-1000um，厚度为10-100um。玻璃良好的透光性和光的反射等原因，直接在玻璃上涂覆光阻进行光刻，会发生较大概率的误曝光，导致无法直接使用光阻对玻璃进行光刻及腐蚀。所以预先在玻璃层上淀积不透光介质层，再涂覆光阻进行光刻，可以解决误曝光问题。

s202：在不透光介质层上涂覆光刻胶层。由于钝化槽的厚度与宽度较大，不透光介质层以及光刻胶层的覆盖对形貌影响不大。一般情况选择150cp-450cp粘度的负性光刻胶完成不透光介质层上的光阻涂覆。

s203：对光刻胶层进行掩膜曝光。针对负性光刻胶的性质，该步骤中使用的掩膜版应当将玻璃层的待腐蚀位置对应的不透光介质层的位置进行遮蔽。也即，掩膜版对应玻璃层的待腐蚀位置是不透光的。

s204：完成不透光介质层2的曝光后，对不透光介质层2进行腐蚀，以将玻璃层的待腐蚀位置裸露。可以理解的是，玻璃层3的待腐蚀位置也即是最终形成划刻槽4的位置，一般而言，对应相邻两个双台面晶闸管晶片1共用钝化槽的形式，其大致在钝化槽对称的中心位置。不透光介质层2的腐蚀可以采用介质腐蚀液进行，介质腐蚀液可为浓度不低于76％的浓磷酸。

可以理解的是，在不透光介质层腐蚀完成后，此时，玻璃层3的待腐蚀位置裸露在外面，而其他位置的不透光介质层以及光刻胶层依旧存在，这些存依旧存在的不透光介质层以及光刻胶层在玻璃层腐蚀时对其他位置进行保护。

s205：对玻璃层的待腐蚀位置进行腐蚀，以在玻璃层3上形成划刻槽4。具体的，可采用玻璃腐蚀液进行该步骤的腐蚀工艺。

步骤s204完成腐蚀的不透光介质层作为玻璃层的掩模层，玻璃腐蚀液可为boe溶液(氟化铵腐蚀液)与盐酸溶液的混合液，其中，boe溶液的氟化铵的含量为29.6％-30.4％、氟化氢的含量为5.75％-6.25％；盐酸的浓度为36％-38％，boe溶液与盐酸溶液的体积比为10:1。该步骤的腐蚀工艺要求在上述玻璃腐蚀液中，双台面晶闸管的两面(图4所示的上下两面)玻璃层可同时腐蚀，玻璃腐蚀液对不透光介质层的腐蚀速率应当远小于对玻璃的腐蚀速率。玻璃层的腐蚀深度由芯片厚度、钝化槽深度、划片效果等因素综合决定，且双面玻璃的腐蚀深度与芯片厚度和钝化槽深度密切相关，腐蚀深度过深碎片率增加，腐蚀过浅芯片会出现崩边、裂纹。具体的，玻璃层腐蚀后形成划刻槽，该步骤完成后的产品状态如图4所示，一般的玻璃划刻槽深度为20um-80um，宽度为40um-100um，玻璃的保留厚度(玻璃层内侧距离划刻槽底部的厚度)为10um-50um。

步骤s206：剥离光刻胶层以及不透光介质层，剥离完成后的产品状态如图5所示。该步骤中光刻胶层和不透光介质层可采用剥离液进行一次操作同步剥离，具体的剥离液可采用浓度不低于98％的浓硫酸。

完成步骤s2后，一般双面玻璃终端的半导体还需要进行其他加工工艺，最终才进行钝化槽的划片切割；例如针对双台面晶闸管在完成步骤s2后还需要依次完成下述步骤：在芯片上淀积金属层；对金属层进行光刻；对金属层光刻完成的芯片覆盖合金层；对芯片进行功能测试，以检测芯片是否满足预设要求。最后仅对满足预设要求的双台面晶闸管芯片进行划片，具体划片过程可以是将划片刀在划刻槽的中心入刀，调节划片刀的转速与进刀速度，最终完成芯片的划片操作。

本实施例双面玻璃终端的半导体加工方法针对双台面玻璃钝化结构划片时造成芯片崩边、裂纹等问题而被提出，通过本发明方法能够完成双台面玻璃钝化结构芯片的划片操作，与业内镭射机切割玻璃加划片工艺相比，具有生产成本低，效率高的优势。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。