一种半导体改变型变的方法与流程

1.本发明涉及半导体加工技术领域，特别是涉及一种半导体改变型变的方法。


背景技术：

2.目前，随着半导体科技的日新月异的进步，对于半导体加工的要求越来越高。传统的加工工艺包括切割晶圆，使晶圆变成独立的芯片，然而，随着芯片越来越薄，晶圆上芯片的密度越来越高，芯片之间的切割位置也越来越窄，因而，在切割的过程中，芯片受应力的影响会出现变型，经过测量，该型变可以造成10-15um的高度差异，从而影响其内部集成电路的工作性能。


技术实现要素：

3.本发明实施例的目的是提供一种半导体改变型变的方法，其能够实现芯片分割，并且减小芯片应力。
4.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种半导体改变型变的方法，包括：
5.采用离子刻蚀减薄半导体晶圆的背面；
6.对减薄后的半导体晶圆涂覆光刻胶，以在半导体晶圆的正面形成掩蔽图形，所述半导体晶圆的未被所述掩蔽图形掩蔽的区域为待腐蚀区域；
7.将形成掩蔽图形的半导体晶圆放入腐蚀槽进行腐蚀，以去除所述待腐蚀区域，形成多个芯片；
8.去除芯片上的光刻胶。
9.作为优选方案，所述采用离子刻蚀减薄半导体晶圆的背面，具体包括：
10.采用sf6和c4f8气体并通过离子刻蚀工艺减薄半导体晶圆的背面。
11.作为优选方案，sf6的气体流量为1300～1450sccm，c4f8的气体流量为1000～1200sccm，腔室温度10～15摄氏度，腔室压强为30～70mtorr，源功率为1200～1500w，偏置功率为40～45w。
12.作为优选方案，减薄深度为600微米～700微米。
13.作为优选方案，在所述步骤将形成掩蔽图形的半导体晶圆放入腐蚀槽进行腐蚀，以去除所述待腐蚀区域中，腐蚀液为硝酸：冰乙酸：60％浓度氢氟酸＝5：3：2，溶液浓度为30-50％。
14.作为优选方案，腐蚀的温度控制在23℃～25℃，腐蚀时间为80～120秒。
15.作为优选方案，在所述去除所述芯片上的光刻胶之后，还包括：
16.清洗所述芯片。
17.作为优选方案，所述清洗所述芯片，具体包括：
18.用去离子水冲洗芯片；
19.将芯片置于加热的氨水、双氧水和去离子水的混合液中浸泡；
20.用去离子水冲洗芯片并甩干芯片；
21.烘干芯片。
22.作为优选方案，氨水、双氧水和去离子水的混合液中的配比为氨水：双氧水：去离子水＝1:1:5，混合液温度为49-51℃。
23.作为优选方案，烘干时间为29-31小时，烘干温度为119-121℃。
24.相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：本发明实施例提供了一种半导体改变型变的方法，先采用离子刻蚀减薄半导体晶圆的背面，再对减薄后的半导体晶圆涂覆光刻胶，以在半导体晶圆的正面形成掩蔽图形，所述半导体晶圆的未被所述掩蔽图形掩蔽的区域为待腐蚀区域，然后将形成掩蔽图形的半导体晶圆放入腐蚀槽进行腐蚀，以去除所述待腐蚀区域，形成多个芯片，接着去除芯片上的光刻胶，这样，通过离子刻蚀和湿法刻蚀工艺，实现了芯片分割，并且减小了芯片应力。
附图说明
25.图1是本发明实施例中的半导体改变型变的方法的流程图。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。
27.请参阅图1所示，其是本发明实施例中的半导体改变型变的方法的流程图。
28.本发明实施例的半导体改变型变的方法包括：
29.步骤s101，采用离子刻蚀减薄半导体晶圆的背面；
30.步骤s102，对减薄后的半导体晶圆涂覆光刻胶，以在半导体晶圆的正面形成掩蔽图形，所述半导体晶圆的未被所述掩蔽图形掩蔽的区域为待腐蚀区域；
31.步骤s103，将形成掩蔽图形的半导体晶圆放入腐蚀槽进行腐蚀，以去除所述待腐蚀区域，形成多个芯片；
32.步骤s104，去除芯片上的光刻胶。
33.在本发明实施例中，先采用离子刻蚀减薄半导体晶圆的背面，再对减薄后的半导体晶圆涂覆光刻胶，以在半导体晶圆的正面形成掩蔽图形，所述半导体晶圆的未被所述掩蔽图形掩蔽的区域为待腐蚀区域，然后将形成掩蔽图形的半导体晶圆放入腐蚀槽进行腐蚀，以去除所述待腐蚀区域，形成多个芯片，接着去除芯片上的光刻胶，这样，通过离子刻蚀和湿法刻蚀工艺，实现了芯片分割，并且减小了芯片应力。
34.在一种可选的实施方式中，所述步骤s101“采用离子刻蚀减薄半导体晶圆的背面”，具体包括：
35.采用sf6和c4f8气体并通过离子刻蚀工艺减薄半导体晶圆的背面。
36.具体地，sf6的气体流量为1300～1450sccm，例如可以是1300sccm、1340sccm、1360sccm、1380sccm、1400sccm、1410sccm、1430sccm、1450sccm等，当然，sf6的气体流量还可以根据实际使用要求设置为其他数值，在此不做更多的赘述。c4f8的气体流量为1000～1200sccm，例如可以是1000sccm、1020sccm、1040sccm、1060sccm、1080sccm、1100sccm、
1120sccm、1140sccm、1160sccm、1180sccm、1200sccm等，当然，c4f8的气体流量还可以根据实际使用要求设置为其他数值，在此不做更多的赘述。腔室温度10～15摄氏度，例如可以是10摄氏度、11摄氏度、12摄氏度、13摄氏度、14摄氏度、15摄氏度等，当然，腔室温度还可以根据实际使用要求设置为其他数值，在此不做更多的赘述。腔室压强为30～70mtorr，例如可以是30mtorr、33mtorr、36mtorr、40mtorr、43mtorr、47mtorr、50mtorr、54mtorr、59mtorr、60mtorr、64mtorr、68mtorr、70mtorr等，当然，腔室压强还可以根据实际使用要求设置为其他数值，在此不做更多的赘述。源功率为1200～1500w，偏置功率为40～45w。
37.在一种可选的实施方式中，减薄深度为600微米～700微米，例如可以是600微米、609微米、612微米、625微米、637微米、641微米、653微米、664微米、672微米、685微米、697微米、700微米等，当然，减薄深度还可以根据实际要求设置为其他值，在此不做更多的赘述。此时晶圆正面尚有连接部分，厚度为300-400微米。在另一种可选的实施方式中，减薄深度为300微米～400微米，例如可以是300微米、310微米、320微米、330微米、340微米、350微米、360微米、370微米、380微米、390微米、400微米等，此时晶圆正面尚有连接部分，厚度为600-700微米。在具体应用中，离子刻蚀相对于湿法刻蚀来说，容易造成形变，所以可以根据实际要求将离子刻蚀的深度设置为小一些。
38.在一种可选的实施方式中，在所述步骤s103“将形成掩蔽图形的半导体晶圆放入腐蚀槽进行腐蚀，以去除所述待腐蚀区域”中，腐蚀液为硝酸：冰乙酸：60％浓度氢氟酸＝5：3：2，溶液浓度为30-50％，例如可以是30％、33％、36％、38％、40％、42％、45％、48％、49％、50％等，当然，溶液浓度还可以根据实际使用要求设置为其他数值，在此不做更多的赘述。
39.示例性地，腐蚀的温度控制在23℃～25℃，例如可以是23℃、24℃、25℃等，当然，腐蚀的温度还可以根据实际要求选择其他数值，在此不做更多的赘述。腐蚀时间为80～120秒，例如可以是80秒、83秒、87秒、90秒、92秒、95秒、97秒、99秒、100秒、103秒、106秒、108秒、110秒、113秒、116秒、118秒、120秒等，当然，腐蚀时间还可以根据实际要求选择其他数值，在此不做更多的赘述。
40.在一种可选的实施方式中，在所述步骤s104“去除所述芯片上的光刻胶”之后，还包括：
41.清洗所述芯片。
42.在一种可选的实施方式中，所述清洗所述芯片，具体包括：
43.用去离子水冲洗芯片；
44.将芯片置于加热的氨水、双氧水和去离子水的混合液中浸泡；氨水、双氧水和去离子水的混合液中的配比为氨水：双氧水：去离子水＝1:1:5，混合液温度为49-51℃，例如可以是49℃、50℃、51℃等，当然，混合液温度还可以根据实际要求选择其他数值，在此不做更多的赘述；
45.用去离子水冲洗芯片并甩干芯片；
46.烘干芯片，烘干时间为29-31小时，当然，烘干时间还可以根据实际要求选择其他数值，在此不做更多的赘述；烘干温度为119-121℃，例如可以是119℃、120℃、121℃等，当然，烘干温度还可以根据实际要求选择其他数值，在此不做更多的赘述。
47.下面结合以下实施例对本发明提供的半导体改变型变的方法进行说明。
48.实施例1
49.一、将晶圆翻转，用离子刻蚀底部的方法减薄晶圆，方法如下：
50.采用的气体为sf6和c4f8气体，其中sf6的气体流量为1300sccm，c4f8的气体流量为1000sccm，腔室温度10摄氏度、腔室压强为30mtorr，源功率为1200～1500w，偏置功率为40～45w。此步骤目的是减薄晶圆背面，时间为30分钟。
51.二、将晶圆翻转，继续通过湿法刻蚀来完成。
52.采用光刻胶涂敷在晶圆表面，露出腐蚀的通道，此时将晶圆放入到硅腐蚀槽中，腐蚀时间为80-120秒，硅腐蚀液为硝酸：冰乙酸：60％浓度氢氟酸＝5：3：2，溶液浓度为30％，腐蚀的温度控制在23℃；此时晶圆彻底分离成独立的半导体芯片个体。
53.三、用去离子水冲洗半导体芯片表面，然后置于加热的氨水、双氧水、去离子水的混合液中浸泡。配比为1:1:5，温度为500℃，时间为10分钟。
54.四、半导体去离子水清洗甩干。通过去离子水冲洗半导体表面，将残留物冲洗掉，此时去离子水的流量为100psi。
55.五、烘干。烘干时间为30小时，烘干温度为120℃。
56.实施例2
57.一、将晶圆翻转，用离子刻蚀底部的方法减薄晶圆，方法如下：
58.采用的气体为sf6和c4f8气体，其中sf6的气体流量为1450sccm，c4f8的气体流量为1200sccm，腔室温度15摄氏度、腔室压强为70mtorr，源功率为1200～1500w，偏置功率为40～45w。此步骤目的是减薄晶圆背面，时间为30分钟。
59.二、将晶圆翻转，继续通过湿法刻蚀来完成。
60.采用光刻胶涂敷在晶圆表面，露出腐蚀的通道，此时将晶圆放入到硅腐蚀槽中，腐蚀时间为80-120秒，硅腐蚀液为硝酸：冰乙酸：60％浓度氢氟酸＝5：3：2，溶液浓度为50％，腐蚀的温度控制在23℃；此时晶圆彻底分离成独立的半导体芯片个体。
61.三、用去离子水冲洗半导体芯片表面，然后置于加热的氨水、双氧水、去离子水的混合液中浸泡。配比为1:1:5，温度为500℃，时间为10分钟。
62.四、半导体去离子水清洗甩干。通过去离子水冲洗半导体表面，将残留物冲洗掉，此时去离子水的流量为100psi。
63.五、烘干。烘干时间为30小时，烘干温度为120℃。
64.实施例3
65.一、将晶圆翻转，用离子刻蚀底部的方法减薄晶圆，方法如下：
66.采用的气体为sf6和c4f8气体，其中sf6的气体流量为1300～1450sccm，c4f8的气体流量为1100sccm，腔室温度13摄氏度、腔室压强为50mtorr，源功率为1200～1500w，偏置功率为40～45w。此步骤目的是减薄晶圆背面，时间为30分钟。
67.二、将晶圆翻转，继续通过湿法刻蚀来完成。
68.采用光刻胶涂敷在晶圆表面，露出腐蚀的通道，此时将晶圆放入到硅腐蚀槽中，腐蚀时间为80-120秒，硅腐蚀液为硝酸：冰乙酸：60％浓度氢氟酸＝5：3：2，溶液浓度为40％，腐蚀的温度控制在24℃；此时晶圆彻底分离成独立的半导体芯片个体。
69.三、用去离子水冲洗半导体芯片表面，然后置于加热的氨水、双氧水、去离子水的混合液中浸泡。配比为1:1:5，温度为500℃，时间为10分钟。
70.四、半导体去离子水清洗甩干。通过去离子水冲洗半导体表面，将残留物冲洗掉，
此时去离子水的流量为100psi。
71.五、烘干。烘干时间为30小时，烘干温度为120℃。
72.传统晶圆表面受应力影响，其型变的高度差为-20～15um，实验表明采用本发明实施例提供的半导体改变型变的方法型变缩小为-2～2um，即本发明实施例提供的半导体改变型变的方法使晶圆表面受应力的影响缩小了。
73.相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：本发明实施例提供了一种半导体改变型变的方法，先采用离子刻蚀减薄半导体晶圆的背面，再对减薄后的半导体晶圆涂覆光刻胶，以在半导体晶圆的正面形成掩蔽图形，所述半导体晶圆的未被所述掩蔽图形掩蔽的区域为待腐蚀区域，然后将形成掩蔽图形的半导体晶圆放入腐蚀槽进行腐蚀，以去除所述待腐蚀区域，形成多个芯片，接着去除芯片上的光刻胶，这样，通过离子刻蚀和湿法刻蚀工艺，实现了芯片分割，并且减小了芯片应力。
74.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以作出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种半导体改变型变的方法，其特征在于，包括：采用离子刻蚀减薄半导体晶圆的背面；对减薄后的半导体晶圆涂覆光刻胶，以在半导体晶圆的正面形成掩蔽图形，所述半导体晶圆的未被所述掩蔽图形掩蔽的区域为待腐蚀区域；将形成掩蔽图形的半导体晶圆放入腐蚀槽进行腐蚀，以去除所述待腐蚀区域，形成多个芯片；去除芯片上的光刻胶。2.如权利要求1所述的半导体改变型变的方法，其特征在于，所述采用离子刻蚀减薄半导体晶圆的背面，具体包括：采用sf6和c4f8气体并通过离子刻蚀工艺减薄半导体晶圆的背面。3.如权利要求2所述的半导体改变型变的方法，其特征在于，sf6的气体流量为1300～1450sccm，c4f8的气体流量为1000～1200sccm，腔室温度10～15摄氏度，腔室压强为30～70mtorr，源功率为1200～1500w，偏置功率为40～45w。4.如权利要求2所述的半导体改变型变的方法，其特征在于，减薄深度为600微米～700微米。5.如权利要求1-4任一项所述的半导体改变型变的方法，其特征在于，在所述步骤将形成掩蔽图形的半导体晶圆放入腐蚀槽进行腐蚀，以去除所述待腐蚀区域中，腐蚀液为硝酸：冰乙酸：60％浓度氢氟酸＝5：3：2，溶液浓度为30-50％。6.如权利要求5所述的半导体改变型变的方法，其特征在于，腐蚀的温度控制在23℃～25℃，腐蚀时间为80～120秒。7.如权利要求1-4任一项所述的半导体改变型变的方法，其特征在于，在所述去除所述芯片上的光刻胶之后，还包括：清洗所述芯片。8.如权利要求7所述的半导体改变型变的方法，其特征在于，所述清洗所述芯片，具体包括：用去离子水冲洗芯片；将芯片置于加热的氨水、双氧水和去离子水的混合液中浸泡；用去离子水冲洗芯片并甩干芯片；烘干芯片。9.如权利要求8所述的半导体改变型变的方法，其特征在于，氨水、双氧水和去离子水的混合液中的配比为氨水：双氧水：去离子水＝1:1:5，混合液温度为49-51℃。10.如权利要求8所述的半导体改变型变的方法，其特征在于，烘干时间为29-31小时，烘干温度为119-121℃。

技术总结
本发明涉及半导体加工技术领域，公开了一种半导体改变型变的方法，先采用离子刻蚀减薄半导体晶圆的背面，再对减薄后的半导体晶圆涂覆光刻胶，以在半导体晶圆的正面形成掩蔽图形，所述半导体晶圆的未被所述掩蔽图形掩蔽的区域为待腐蚀区域，然后将形成掩蔽图形的半导体晶圆放入腐蚀槽进行腐蚀，以去除所述待腐蚀区域，形成多个芯片，接着去除芯片上的光刻胶，这样，通过离子刻蚀和湿法刻蚀工艺，实现了芯片分割，并且减小了芯片应力。并且减小了芯片应力。并且减小了芯片应力。


技术研发人员：邹兴富
受保护的技术使用者：东莞新科技术研究开发有限公司
技术研发日：2022.03.25
技术公布日：2023/10/8