硅片正面保護(hù)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種硅片保護(hù)的方法，包括以下步驟，提供一需要進(jìn)行背面腐蝕的硅片，所述硅片正面形成有開(kāi)口；制備一光刻膠將硅片正面區(qū)域完全覆蓋；刻蝕去除部分光刻膠，在開(kāi)口處形成剩余光刻膠，所述剩余光刻膠將所述開(kāi)口完全覆蓋；涂覆一層刻蝕保護(hù)涂層將暴露的硅片正面的開(kāi)口上方的剩余光刻膠覆蓋；對(duì)硅片背面進(jìn)行腐蝕，腐蝕完成后去除所述刻蝕保護(hù)涂層和所述剩余光刻膠。本發(fā)明在進(jìn)行硅片背面腐蝕工藝中，可很好的將溝槽予以密封，進(jìn)而在進(jìn)行背面腐蝕時(shí)不會(huì)對(duì)硅片正面造成損傷，同時(shí)去除后也不會(huì)在溝槽內(nèi)形成殘余物，不影響后續(xù)的溝槽或通孔的填充工藝，提高了產(chǎn)品良率及器件性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】硅片正面保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，確切的說(shuō)，在背面體硅腐蝕工藝中，提供了一種硅片正面保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體行業(yè)的不斷發(fā)展，如何提高器件性能及提高產(chǎn)品良率為本領(lǐng)域技術(shù)人員所致力研究的方向。
[0003]在某些半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝中，需要對(duì)硅片的背面進(jìn)行體硅腐蝕工藝，而硅片正面不需要進(jìn)行腐蝕，因此在對(duì)硅片背面進(jìn)行腐蝕或清洗的過(guò)程中，需要將硅片的正面保護(hù)起來(lái)，以避免硅片正面受到腐蝕損傷。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用以下方法來(lái)對(duì)硅片正面形成保護(hù):
[0005]I)正面用夾具保護(hù)。但是夾具需要對(duì)應(yīng)特定厚度的晶圓，根據(jù)不同厚度的晶圓需要采用不同型號(hào)的夾具，比較繁瑣；同時(shí)夾具不能實(shí)現(xiàn)整個(gè)表面的加工，因此在實(shí)際應(yīng)用中受到了一定限制。
[0006]2)在硅片的正面制備一層氮化物層和氧化物層的混合層，以形成對(duì)硅片正面的保護(hù)，如圖1所示。制備一層混合層3將硅片I的正面完全覆蓋。但是在某些工藝中，硅片會(huì)有溝槽或通孔，因此使用該方法對(duì)硅片正面進(jìn)行保護(hù)時(shí)，制備的混合層3容易凋落至溝槽或通孔2內(nèi)；而在硅片背面腐蝕完成后還需要去除正面的氮化物層和氧化物層的混合層，如果混合層進(jìn)入至溝槽內(nèi)，則很有可能在去除硅片正面的混合層3后，還在溝槽或通孔內(nèi)留有部分剩余的雜質(zhì)3'，進(jìn)而在后續(xù)的溝槽或通孔填充工藝中使得填充不充分甚至無(wú)法填充，影響器件性能，如圖2所示；
[0007]進(jìn)一步的，由于工藝限制，一般制備氮化物層和氧化物層所形成的混合層厚度一般都比較薄，孔底部和側(cè)壁保護(hù)層的厚度受限制，無(wú)法提供長(zhǎng)時(shí)間的保護(hù)，如圖3所示，制備的混合層會(huì)在開(kāi)口頂端閉合，在體硅背面腐蝕時(shí)，如果溝槽或通孔開(kāi)口頂部閉合的混合層3 —旦被腐蝕開(kāi)，腐蝕液體或氣體就會(huì)進(jìn)入至通孔或溝槽內(nèi)，由于深寬比較大的通孔或溝槽內(nèi)所覆蓋的混合層厚度比硅片表面的混合層厚度更薄，隨著腐蝕工藝的進(jìn)行會(huì)被很快腐蝕掉，導(dǎo)致無(wú)法起到保護(hù)作用，從而容易對(duì)硅片的通孔或溝槽造成損傷。
[0008]3)在正面涂覆一層刻蝕保護(hù)涂層，以形成對(duì)硅片正面的保護(hù)。但是同樣的，如果硅片正面的溝槽或通孔深寬比較大，刻蝕保護(hù)涂層可能會(huì)進(jìn)入到溝槽或通孔深度較深的位置，在后續(xù)去除刻蝕保護(hù)涂層時(shí)，可能無(wú)法被完全去除，進(jìn)而在溝槽內(nèi)部留有部分刻蝕保護(hù)涂層，進(jìn)而在后續(xù)的溝槽或通孔填充工藝中使得填充不充分甚至無(wú)法填充，影響器件性能；同時(shí)如果涂覆的刻蝕保護(hù)涂層厚度較薄，也很有可能會(huì)出現(xiàn)方法2所出現(xiàn)的狀況，開(kāi)口上方的刻蝕保護(hù)涂層可能會(huì)被腐蝕開(kāi)，隨著腐蝕工藝的進(jìn)行，通孔或溝槽內(nèi)的刻蝕保護(hù)涂層會(huì)被很快腐蝕掉，無(wú)法起到保護(hù)作用，具體可參照附圖1-3所示。
[0009]中國(guó)專(zhuān)利(102115023A)公開(kāi)了一種用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護(hù)的夾具結(jié)構(gòu)，包括下夾板、墊圈、襯板、壓塊和上夾板。下夾板為中空的圓筒形，上端開(kāi)口，下端具有底面，且在該底面上開(kāi)有腐蝕窗口；墊圈為圓型環(huán)或矩形環(huán)，位于下夾板的底面與待腐蝕芯片之間；襯板形狀與待腐蝕芯片相同，位于待腐蝕芯片之上并通過(guò)黏附層與待腐蝕芯片粘接，尺寸大于待腐蝕芯片且其外徑與下夾板的內(nèi)徑相同；壓塊為圓柱形或四棱柱，位于襯板之上；上夾板為頂部帶帽狀結(jié)構(gòu)的圓柱體，其縱截面為T(mén)字形，圓柱的柱體部分外徑與下夾板的內(nèi)徑相同，且該柱體部分的底面壓在壓塊的上表面。利用本發(fā)明，徹底解決了現(xiàn)有夾具容易出現(xiàn)的硅片破碎問(wèn)題和正面漏液?jiǎn)栴}，可以實(shí)現(xiàn)完美的具有正面保護(hù)的背面腐蝕工藝。
[0010]該發(fā)明是利用夾具來(lái)對(duì)芯片的正面進(jìn)行保護(hù)，但是由于夾具的尺寸規(guī)格都是固定的，根據(jù)不同的芯片尺寸需要使用不同規(guī)格的夾具，因此，需要采購(gòu)大量不同規(guī)格的夾具來(lái)應(yīng)對(duì)不同尺寸的芯片，成本較高，而且操作起來(lái)也比較繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供了一種帶有通孔或深槽的硅片體硅腐蝕正面保護(hù)方法，在進(jìn)行背面腐蝕前，先在硅片正面制備一層具有覆蓋孔能力的光刻膠，經(jīng)過(guò)曝光和顯影后在開(kāi)口處形成剩余的光刻膠以將溝槽或通孔的開(kāi)口完全覆蓋，再涂覆一層刻蝕保護(hù)涂層，然后進(jìn)行背面腐蝕，腐蝕完成后再去除刻蝕保護(hù)涂層和剩余光刻膠。采用本發(fā)明的技術(shù)方案可很好的將硅片正面進(jìn)行保護(hù)，在進(jìn)行背面腐蝕時(shí)不會(huì)對(duì)硅片正面造成損傷，同時(shí)去除后保護(hù)層后也不會(huì)在溝槽內(nèi)形成殘余物，不影響后續(xù)的溝槽或通孔的填充工藝。
[0012]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0013]一種硅片正面保護(hù)方法，其中，包括以下步驟:
[0014]提供一需要進(jìn)行背面腐蝕的硅片，所述硅片正面形成有開(kāi)口 ；
[0015]制備一光刻膠將所述娃片正面完全覆蓋；
[0016]刻蝕去除部分所述光刻膠，在開(kāi)口處形成剩余光刻膠，所述剩余光刻膠將所述開(kāi)
口完全覆蓋；
[0017]涂覆一層刻蝕保護(hù)涂層將暴露的硅片正面的開(kāi)口上方及剩余光刻膠予以覆蓋；
[0018]對(duì)硅片背面進(jìn)行腐蝕，腐蝕完成后去除所述刻蝕保護(hù)涂層和所述剩余光刻膠。
[0019]上述的方法，其中，所述光刻膠為具備蓋孔能力的干膜。
[0020]上述的方法，其中，采用壓印工藝或貼膜工藝將所述干膜覆蓋在所述硅片的正面。
[0021]上述的方法，其中，采用光刻工藝去除部分光刻膠，具體包括以下步驟:
[0022]采用一具有光刻圖案的掩膜板進(jìn)行曝光顯影工藝，去除部分光刻膠，在開(kāi)口處形成的剩余光刻膠，所述剩余光刻膠以將開(kāi)口完全覆蓋。
[0023]上述的方法，其中，使用絲網(wǎng)印刷工藝或噴淋工藝于硅片正面制備一層刻蝕保護(hù)涂層。
[0024]上述的方法，其中，采用干法刻蝕工藝去除所述刻蝕保護(hù)涂層和所述剩余光刻膠
[0025]上述的方法，其中，采用濕法刻蝕工藝去除所述刻蝕保護(hù)涂層和所述剩余光刻膠。
[0026]上述的方法，其中，采用NMP溶液去除所述刻蝕保護(hù)涂層。
[0027]上述的方法，其中，采用丙酮溶液去除所述剩余光刻膠。
[0028]上述的方法，其中，所述硅片具有溝槽或通孔，所述有溝槽或通孔在硅片正面形成有開(kāi)口。[0029]由于本發(fā)明采用了以上技術(shù)方案，在對(duì)硅片背面進(jìn)行腐蝕時(shí)，可很好將硅片正面保護(hù)起來(lái)；同時(shí)也不容易在溝槽或通孔內(nèi)部殘留有保護(hù)層，使得在背面腐蝕完成后可更加徹底清除起保護(hù)作用的刻蝕保護(hù)涂層及干膜光刻膠，減少溝槽中存在的雜質(zhì)，進(jìn)而在后續(xù)溝槽或通孔填充工藝中更好的完成填充。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明及其特征、夕卜形和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯。在全部附圖中相同的標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按照比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。
[0031]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中在硅片正面形成保護(hù)層后截面圖；
[0032]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中去除硅片正面保護(hù)層后的截面圖；
[0033]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中形成保護(hù)層后的硅片截面圖；
[0034]圖4-8為本發(fā)明一種硅片保護(hù)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說(shuō)明:
[0036]本發(fā)明提供了一種帶有孔或者深槽的體硅腐蝕正面保護(hù)的方法，在某些工藝需要對(duì)硅片的背面進(jìn)行腐蝕時(shí)，可采取本發(fā)明的下列技術(shù)方案來(lái)對(duì)硅片的正面進(jìn)行保護(hù)，以避免硅片的正面收到腐蝕所造成的損傷。
[0037]具體包括以下步驟:
[0038]步驟S1:提供一需進(jìn)行進(jìn)行背面腐蝕的硅片1，該硅片有溝槽2 (或通孔)，溝槽2(或通孔)在硅片的正面形成有開(kāi)口，如圖3所示。在對(duì)硅片的背面進(jìn)行腐蝕工藝前，需要對(duì)硅片I的正面保護(hù)起來(lái)，以避免在腐蝕時(shí)對(duì)硅片正面造成損傷。
[0039]步驟S2:在硅片I正面制備一層光刻膠4。在本發(fā)明的實(shí)施例中，采用壓印工藝(或貼膜工藝)將一具備蓋孔能力的干膜光刻膠4覆蓋在硅片I的正面，由于干膜光刻膠4材質(zhì)較之普通的光刻膠流動(dòng)性較差，在采用壓印工藝(或貼膜工藝)將干膜光刻膠壓在硅片正面后，不會(huì)由于流動(dòng)性較強(qiáng)進(jìn)而容易進(jìn)入至溝槽2 (或通孔)內(nèi)部，進(jìn)而在完成體硅背面腐蝕工藝后，也更加容易被徹底清除，如圖5所示。
[0040]步驟S3:采用光刻工藝去除部分干膜光刻膠4，僅保留位于溝槽2 (或通孔)頂部開(kāi)口處的干膜光刻膠，使得溝槽和通孔的頂部開(kāi)口被剩余干膜光刻膠4'完全覆蓋，將溝槽2 (或通孔)予以密封。
[0041]具體步驟為:
[0042]步驟①:提供一具有開(kāi)口圖案的光刻掩膜板置于硅片I正面的正上方，并將非開(kāi)口區(qū)域?qū)?zhǔn)硅片I正面的溝槽2 (或通孔)位置處；
[0043]步驟②:利用該掩膜板進(jìn)行曝光和顯影后，去除位于光刻掩膜板開(kāi)口圖案正下方的干膜光刻膠，進(jìn)而在通孔或溝槽頂部開(kāi)口處形成剩余干膜光刻膠4'，將溝槽2 (或通孔)予以密封，如圖6所示。
[0044]步驟S4:采用絲網(wǎng)印刷工藝(或者噴淋方式)在整個(gè)硅片I的正面制備一刻蝕保護(hù)涂層5,在本發(fā)明的實(shí)施例中，可采用布魯爾科技(BrewerScience)公司的ProTEK?刻蝕保護(hù)涂層，ProTEK?B3將剩余干膜光刻膠4'及暴露的硅片I的上表面完全予以覆蓋。此時(shí)，硅片正面已完全被覆蓋，可對(duì)硅片的背面進(jìn)行腐蝕，同時(shí)硅片的正面也得到了很好的保護(hù)，如圖7所示。
[0045]步驟S5:在硅片背面腐蝕工藝完成后，通過(guò)濕法清洗分別去除刻蝕保護(hù)涂層和剩余的干膜光刻膠。在本發(fā)明的實(shí)施例中，采用高溫的NMP (N-甲基吡咯烷酮)溶液去除刻蝕保護(hù)涂層5，并在去除刻蝕保護(hù)涂層5后，繼續(xù)采用高溫的丙酮溶液去除硅片正面殘留的剩余干膜光刻膠4'，去除完成后形成圖8所示結(jié)構(gòu)。由于干膜光刻膠在制備時(shí)不容易進(jìn)入至通孔或者溝槽內(nèi)部，在去除時(shí)也比較方便和徹底，不會(huì)在溝槽或通孔形成雜質(zhì)，進(jìn)而在后續(xù)的溝槽或通孔填充工藝中，可得到更好的填充效果。
[0046]以上采用濕法清洗去除刻蝕保護(hù)涂層和剩余的干膜光刻膠所采用的NMP和丙酮溶液為本發(fā)明優(yōu)選所采用的清洗液，但并不局限于以上溶劑，例如采用其他特定的去除液和有機(jī)溶劑同樣可起到去除刻蝕保護(hù)涂層和剩余干膜光刻膠的作用，同時(shí)，采用其他方法(如干法刻蝕)也同樣可去除蝕保護(hù)涂層和剩余的干膜，故在此不予贅述。
[0047]綜上所述，由于本發(fā)明采用了以上技術(shù)方案，在對(duì)硅片的背面進(jìn)行腐蝕工藝前，先采用壓印工藝將一干膜光刻膠將硅片正面完全覆蓋，經(jīng)過(guò)光刻后在溝槽的頂部開(kāi)口保留有干膜光刻膠，以將溝槽或通孔完全密封，再涂覆一層刻蝕保護(hù)涂層對(duì)硅片正面形成更好的保護(hù)，然后即可對(duì)硅片的背面腐蝕工藝，在背面腐蝕完成后再采用濕法清洗去除硅片正面的刻蝕保護(hù)涂層和干膜光刻膠即可，采用本發(fā)明可很好的對(duì)硅片正面形成保護(hù)；同時(shí)采用壓印工藝在硅片正面覆蓋的干膜光刻膠也不會(huì)進(jìn)入到溝槽或通孔內(nèi)，進(jìn)而在也更容易被徹底清除，不會(huì)在溝槽或通孔形成雜質(zhì)，進(jìn)而在后續(xù)的溝槽或通孔填充工藝中，可得到更好的填充效果，提高產(chǎn)品良率和器件性能，適用于各種半導(dǎo)體腐蝕保護(hù)工藝中，在此不予贅述。
[0048]以上對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，其中未盡詳細(xì)描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實(shí)施；任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種硅片正面保護(hù)方法，其特征在于，包括以下步驟: 提供一需要進(jìn)行背面腐蝕的硅片，所述硅片正面形成有開(kāi)口 ； 制備一光刻膠將所述硅片正面完全覆蓋； 刻蝕去除部分所述光刻膠，在開(kāi)口處形成剩余光刻膠，所述剩余光刻膠將所述開(kāi)口完全覆蓋； 涂覆一層刻蝕保護(hù)涂層將暴露的硅片正面的開(kāi)口上方及剩余光刻膠予以覆蓋； 對(duì)硅片背面進(jìn)行腐蝕，腐蝕完成后去除所述刻蝕保護(hù)涂層和所述剩余光刻膠。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述光刻膠為具備蓋孔能力的干膜。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，采用壓印工藝或貼膜工藝將所述干膜覆蓋在所述硅片的正面。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用光刻工藝去除部分光刻膠，具體包括以下步驟: 采用一具有光刻圖案的掩膜板進(jìn)行曝光顯影工藝，去除部分光刻膠，在開(kāi)口處形成的剩余光刻膠，所述剩余光刻膠以將開(kāi)口完全覆蓋。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用絲網(wǎng)印刷工藝或噴淋工藝于硅片正面制備一層刻蝕保護(hù)涂層。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用干法刻蝕工藝去除所述刻蝕保護(hù)涂層和所述剩余光刻膠。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用濕法刻蝕工藝去除所述刻蝕保護(hù)涂層和所述剩余光刻膠。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，采用NMP溶液去除所述刻蝕保護(hù)涂層。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，采用丙酮溶液去除所述剩余光刻膠。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅片具有溝槽或通孔，所述有溝槽或通孔在硅片正面形成有開(kāi)口。
【文檔編號(hào)】H01L21/02GK103794470SQ201310597829
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】陳敏, 馬清杰 申請(qǐng)人:中航（重慶）微電子有限公司