[发明专利]半导体晶圆背面工艺和功率器件的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制作工艺，特别是涉及一种半导体晶圆背面工艺和功率器件的形成方法。

背景技术

半导体晶圆背面工艺是指在半导体晶圆的正面完成金属布线之后，以利用物理机械磨削进行的半导体晶圆厚度减薄为主，同时辅之其它物理及化学工艺的综合技术。它是减小功率器件电能损耗、提高电子产品电能利用率的重要技术之一。

一般的，半导体晶圆背面工艺的业内标准流程为：

首先，进行半导体晶圆正面保护。具体为在半导体晶圆正面黏贴一层保护膜，一般的，所述保护膜为蓝膜。

接下来，进行半导体晶圆减薄。一般采用物理机械磨削的方式进行，具体为利用通过粗糙的磨头对半导体晶圆的背面进行机械性的打磨，从而使部分硅脱离半导体晶圆整体，以实现半导体晶圆减薄。在利用磨头打磨后，半导体晶圆会有很多表面损伤，内部应力很大，易发生晶圆翘曲，也容易碎片。在后续工艺过程中，很难利用工艺设备对其进行自动上下片，影响半导体晶圆在后续工艺中的流通。

接下来，进行晶背粗糙化。具体为在半导体晶圆带膜的情况下利用湿法腐蚀去除损伤层，释放应力，并且将最终背面粗糙度调整至工艺允许的范围。

接下来，进行正面保护解除。具体为去除保护膜。

后续，还可进行背面注入、退火或者背金蒸镀等工艺，以在半导体晶圆背面形成器件结构或者多层金属体系。

在上述工艺过程中，在进行半导体晶圆减薄后，由于经过了物理机械磨削，半导体晶圆中应力较大。应力过大的半导体晶圆会发生翘曲度过大，从而会影响后续半导体晶圆的流通，甚至发生碎片。

在物理机械磨削之后，在晶背粗糙化中进行的化学腐蚀具有去除损伤层、释放应力的效果。而现有技术中，所述晶背粗糙化一般采用SEZ湿法腐蚀，即将半导体晶圆正面朝下，背面朝上，进行喷淋式的湿法腐蚀。这种情况下，半导体晶圆正面表面贴的膜会对半导体晶圆有拉力作用，较薄的半导体晶圆会在膜的作用下，发生翘曲，导致在SEZ湿法腐蚀中，难以利用设备对其进行自动上下片，同时半导体晶圆背面各处在进行喷淋腐蚀时各处的腐蚀量不一样，导致最终形成的半导体晶圆的厚度不均匀，进而出现剥膜后半导体晶圆翘曲严重，导致后续工艺出现破片。

尤其在垂直结构的功率器件的制造中，部分器件会采用超薄片工艺。超薄片工艺中的半导体晶圆比一般工艺中的半导体晶圆要薄很多，在进行减薄后更易翘曲，同时在进行喷淋式腐蚀时受正面所贴的膜的影响比一般的半导体晶圆要大，更容易发生腐蚀后翘曲严重和碎片率高的问题。

发明内容

基于此，有必要针对半导体晶圆背面工艺中容易发生半导体晶圆翘曲的问题，本发明的技术方案提供了一种半导体晶圆背面减薄工艺，包括：提供半导体晶圆；在所述半导体晶圆的正面贴膜；对所述半导体晶圆的背面进行机械减薄；对进行过机械减薄的半导体晶圆进行浸泡式腐蚀。

可选的，所述浸泡式腐蚀的腐蚀剂包括硝酸、氢氟酸、氟化铵或冰乙酸中的一种或几种。

可选的，所述浸泡式腐蚀的腐蚀量为0.2μm～10μm。

在上述半导体晶圆背面工艺中，在对半导体晶圆进行机械减薄后，进行浸泡式腐蚀，所述浸泡式腐蚀中，对所述半导体晶圆背面各处的腐蚀量都是一致的，膜的拉力引起的半导体晶圆的变化对被各处腐蚀量没有影响，能够保证腐蚀后半导体晶圆厚度的均匀性，同时所述浸泡式腐蚀能释放半导体晶圆在进行机械减薄中产生的应力，能够避免半导体晶圆在剥膜后不发生翘曲，避免半导体晶圆在后续流通中发生碎片，保证晶圆后续工艺的正常流通。

可选的，所述对进行剥膜后的半导体晶圆的背面进行喷淋式腐蚀的工艺包括：将所述半导体晶圆的背面朝上，正面朝下，对背面喷淋腐蚀液，对正面吹压缩空气或压缩氮气。

可选的，所述喷淋式腐蚀的腐蚀剂为硝酸、氢氟酸、磷酸、硫酸、冰乙酸或氟化铵中的一种或几种。

可选的，所述喷淋式腐蚀的腐蚀量为2μm～20μm。

可选的，所述半导体晶圆在进行机械减薄前的厚度为220μm～1200μm，在进行喷淋式腐蚀后的厚度为50μm～250μm。

可选的，进行喷淋式腐蚀的步骤之后，在所述半导体晶圆的背面形成金属层。