[发明专利]一种分段式蚀刻方法

说明书

本发明公开了一种分段式蚀刻方法，包括以下步骤，双氧水蚀刻‑氨水蚀刻‑清洗‑甩干，具体为：步骤一：双氧水蚀刻，将经过研磨后的晶圆放置在第一药液槽内，对晶圆的研磨面进行蚀刻，第一药液槽内药液为双氧水；步骤二：氨水蚀刻，将晶圆从第一药液槽取出，再放置进第二药液槽内，对晶圆的研磨面进行蚀刻，第二药液槽内药液为氨水。本发明不但能够改善晶圆整体均匀性，提高制程的稳定性，降低良率损失，而且还能节约蚀刻药液的成本。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及当晶圆研磨后，对晶圆进行分段式蚀刻的方法。

背景技术

在半导体制造过程中，后段工艺步骤是非常关键的，一般包括晶圆与基板键合、晶圆厚度减薄-研磨、晶圆厚度减薄-蚀刻、晶圆分离、晶圆清洗、晶圆贴膜、晶圆切割、晶圆扩张、蚀刻清洗、晶圆烘烤等步骤。

其中，晶圆厚度减薄-蚀刻步骤是为了消除研磨造成的晶圆背面裂纹，碎屑及残余应力等，提高晶圆强度。蚀刻的均匀性是衡量蚀刻工艺在晶片内和晶片间的可重复性，因此，蚀刻后晶圆的TTV（total thickness variation总厚度变化：在厚度扫描或一系列点的厚度测量中，所测晶圆的最大厚度与最小厚度的绝对差值）是一个重要指标，差值越大影响蚀刻的均匀性，造成制程的不稳定性，良率损失大。

在晶圆厚度减薄-蚀刻步骤中一般采用湿法蚀刻，通常需满足以下三个要求：①化学药品将表面材料溶解；②蚀刻的副产物是气体，液体或者是能够溶解于蚀刻液体；③纯化学过程是各向同性的。其具体有以下三个基本步骤：蚀刻-清洗-甩干。

例如，目前砷化镓晶圆研磨后蚀刻大多采用湿法蚀刻的方法，首先，将研磨后的晶圆是竖直放置于药液槽里，两种药液混合蚀刻在药液槽中作业25min（分钟）后，再将晶圆从药液槽中取出，进行纯水清洗250s，将表面残留的蚀刻药液和蚀刻碎屑清洗干净，最后，在室温的条件下，放入甩干槽进行高速旋转，在N₂（氮气）的气氛中进行甩干，保证产品整体的清洁。因为晶圆是竖直放置在药液槽中，在蚀刻的过程中，晶圆的上方（离药液槽放入口近的一侧）和晶圆的下方（离药液槽放入口远的一侧）由于药液流动及振荡的关系，不同位置的蚀刻速率有轻微的差异，使得产品整体的厚度不均匀，导致产品厚度上薄下厚。采用该方法在以蚀刻25μm的条件下，每作业1批晶圆产品，蚀刻25min后，晶圆的边缘1cm（厘米）位置上方及下方TTV在±6μm（微米）左右。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分段式蚀刻方法，不但能够改善晶圆整体均匀性，提高制程的稳定性，降低良率损失，而且还能节约蚀刻药液的成本。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种分段式蚀刻方法，包括以下步骤，步骤一：双氧水蚀刻，将经过研磨的晶圆放置在第一药液槽内，对晶圆的研磨面进行蚀刻，第一药液槽内药液为双氧水；步骤二：氨水蚀刻，将晶圆从第一药液槽取出，再放置进第二药液槽内，对晶圆的研磨面进行蚀刻，第二药液槽内药液为氨水。

优选的，还包括：步骤三：清洗，利用纯水对晶圆表面进行清洗；步骤四：甩干，将晶圆放置于甩干槽内甩干。

优选的，在步骤二中，还包括预清洗步骤，将晶圆从第一药液槽取出后放入清洗水槽，经过清洗后再放入第二药液槽。

优选的，第一药液槽内药液配比为H₂O₂：H₂O=1：10，蚀刻时间为16min。

优选的，第二药液槽内药液配比为NH₄OH：H₂O=1：10，蚀刻时间为20min。

优选的，在第一药液槽内蚀刻时间小于第二药液槽内蚀刻时间。

优选的，在第一药液槽和第二药液槽内采用间接振荡方式。