[发明专利]一种超薄半导体晶片的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体芯片制造技术领域，特别涉及一种超薄半导体晶片的制作方法。

背景技术

在以InP或GaAs为衬底的半导体制作工艺中，通常需要在制作完位于外延层面(正面)后的相关工艺后，需要将晶片减薄和抛光到80-150μm，然后再在抛光面上制作与正面图形对准的其他相关工艺，而且经常需要在200-300℃的温度下淀积SiO₂或SiNx或热蒸发金属膜。通常的方法是在晶片需要淀积SiO₂或SiNx或热蒸发金属膜前，将抛光后的晶片从载片上卸下来，然后将晶片在200-300℃的温度下进行生长介质膜或蒸发金属膜等其他工艺，然后再将晶片沾到载片上进行光刻等工艺，如果需要多次生长介质膜或蒸发金属膜，反复卸片和沾片将变得非常繁琐，不仅费时，而且80-150μm厚度的InP或GaAs晶片在反复操作中极容易破碎。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种超薄半导体晶片的制作方法。

为达成上述目的，本发明提供一种超薄半导体晶片的制作方法，包括以下步骤：

1)在晶片1表面通过涂胶机制作聚酰亚胺涂层2；

2)用粘片机将载片3和步骤1)所得晶片1粘合；

3)在氮气4气氛下，将步骤2)所得晶片1和载片3通过加热沾为一体；

4)将步骤3)所得沾有晶片1的载片3通过沾片工艺沾在另一个载具上进行减薄和抛光；

5)将步骤4)所得沾有晶片1的载片3(连同载具)通过在去蜡液或CCl₄中浸泡从载具上自动卸落；

6)将步骤5)所得沾有晶片1的载片3直接送入PECVD设备于晶片1的抛光面上淀积SiO₂或SiNx介质绝缘膜，或者放入电子束蒸发机或溅射机中沉积金属膜；

7)将上述沾有晶片1的载片3浸入NMP或PG remover溶液中加热到50~80℃, N-甲基吡咯烷酮或PG remover溶液将通过载片3上的小孔和边缘逐渐溶解未充分钝化的聚酰亚胺涂层2，最终晶片1和载片3脱离。

进一步地，其中步骤1)中所述聚酰亚胺涂层2的厚度为5-10μm。

进一步地，其中步骤2)中所述载片3是厚度为0.5-1mm的石英玻璃或蓝宝石衬底，其表面设有直径为2mm、间距为10-15mm的周期圆孔。

进一步地，其中步骤3)中，步骤2)所得晶片1和载片3通过100-350℃、2.5-3小时的加热牢牢地沾为一体，且晶片1和载片3之间的聚酰亚胺涂层2钝化。

进一步地，其中步骤3)中所述氮气(4)为纯度>99.5%的氮气。

进一步地，其中步骤4)中所述沾片工艺为石蜡沾片工艺。

进一步地，其中步骤4)中所述沾有晶片1的载片3通过石蜡沾片工艺后，将晶片1减薄到80-150μm。

进一步地，其中步骤6)中所述淀积SiO₂或SiNx介质绝缘膜的温度为250-300℃；所述沉积金属膜的温度为低于300℃。

进一步地，其中步骤6)之后还包括步骤6a)：在步骤6)所得晶片1的抛光面上进行光刻或刻蚀，或者多次于250-300℃下进行热处理，或淀积SiO₂或SiNx介质绝缘膜。

本发明具有以下优点：

1、本发明所提供的制作方法，利用聚酰亚胺涂层将晶片和载片沾在一起，聚酰亚胺涂层经过不高于350℃的温度钝化，保证晶片良好地沾附在载片上；

2、本发明所提供的制作方法，其中载片为玻璃或蓝宝石，而且上面有周期分布的小孔；一方面玻璃或蓝宝石衬底透光性好，利于后续的双面对准光刻工艺，另一方面周期分布的小孔有利于在卸片时通过N-甲基吡咯烷酮或PG remover溶液溶解聚酰亚胺涂层，加速晶片和玻璃或蓝宝石分离；

3、本发明所提供的制作方法，经过350℃钝化后的聚酰亚胺涂层可以经受350℃下的其他半导体制作工艺，如淀积介质绝缘膜和热蒸发金属膜，而不会造成污染(如高真空的PECVD或热蒸发设备产生的污染)；

4、本发明所提供的制作方法，不仅可避免反复卸片和沾片的繁琐工艺，节约工时，工艺简单，还可以避免卸片和沾片时可能出现的InP或GaAs薄片破碎问题。

附图说明

图1为本发明半导体晶片在制作聚酰亚胺涂层之前的剖面示意图；

图2 为本发明半导体晶片在制作聚酰亚胺涂层之后的剖面示意图；

图 3 为本发明半导体晶片制作中在加热炉中聚酰亚胺涂层钝化的示意图；