[发明专利]硅片正面保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，确切的说，在背面体硅腐蚀工艺中，提供了一种硅片正面保护方法。

背景技术

随着半导体行业的不断发展，如何提高器件性能及提高产品良率为本领域技术人员所致力研究的方向。

在某些半导体生产工艺中，需要对硅片的背面进行体硅腐蚀工艺，而硅片正面不需要进行腐蚀，因此在对硅片背面进行腐蚀或清洗的过程中，需要将硅片的正面保护起来，以避免硅片正面受到腐蚀损伤。

在现有技术中，一般采用以下方法来对硅片正面形成保护：

1）正面用夹具保护。但是夹具需要对应特定厚度的晶圆，根据不同厚度的晶圆需要采用不同型号的夹具，比较繁琐；同时夹具不能实现整个表面的加工，因此在实际应用中受到了一定限制。

2）在硅片的正面制备一层氮化物层和氧化物层的混合层，以形成对硅片正面的保护，如图1所示。制备一层混合层3将硅片1的正面完全覆盖。但是在某些工艺中，硅片会有沟槽或通孔，因此使用该方法对硅片正面进行保护时，制备的混合层3容易凋落至沟槽或通孔2内；而在硅片背面腐蚀完成后还需要去除正面的氮化物层和氧化物层的混合层，如果混合层进入至沟槽内，则很有可能在去除硅片正面的混合层3后，还在沟槽或通孔内留有部分剩余的杂质3′，进而在后续的沟槽或通孔填充工艺中使得填充不充分甚至无法填充，影响器件性能，如图2所示；

进一步的，由于工艺限制，一般制备氮化物层和氧化物层所形成的混合层厚度一般都比较薄，孔底部和侧壁保护层的厚度受限制，无法提供长时间的保护，如图3所示，制备的混合层会在开口顶端闭合，在体硅背面腐蚀时，如果沟槽或通孔开口顶部闭合的混合层3一旦被腐蚀开，腐蚀液体或气体就会进入至通孔或沟槽内，由于深宽比较大的通孔或沟槽内所覆盖的混合层厚度比硅片表面的混合层厚度更薄，随着腐蚀工艺的进行会被很快腐蚀掉，导致无法起到保护作用，从而容易对硅片的通孔或沟槽造成损伤。

3）在正面涂覆一层刻蚀保护涂层，以形成对硅片正面的保护。但是同样的，如果硅片正面的沟槽或通孔深宽比较大，刻蚀保护涂层可能会进入到沟槽或通孔深度较深的位置，在后续去除刻蚀保护涂层时，可能无法被完全去除，进而在沟槽内部留有部分刻蚀保护涂层，进而在后续的沟槽或通孔填充工艺中使得填充不充分甚至无法填充，影响器件性能；同时如果涂覆的刻蚀保护涂层厚度较薄，也很有可能会出现方法2所出现的状况，开口上方的刻蚀保护涂层可能会被腐蚀开，随着腐蚀工艺的进行，通孔或沟槽内的刻蚀保护涂层会被很快腐蚀掉，无法起到保护作用，具体可参照附图1-3所示。

中国专利（102115023A）公开了一种用于MEMS芯片背面湿法化学腐蚀正面保护的夹具结构,包括下夹板、垫圈、衬板、压块和上夹板。下夹板为中空的圆筒形,上端开口,下端具有底面,且在该底面上开有腐蚀窗口;垫圈为圆型环或矩形环,位于下夹板的底面与待腐蚀芯片之间;衬板形状与待腐蚀芯片相同,位于待腐蚀芯片之上并通过黏附层与待腐蚀芯片粘接,尺寸大于待腐蚀芯片且其外径与下夹板的内径相同;压块为圆柱形或四棱柱,位于衬板之上;上夹板为顶部带帽状结构的圆柱体,其纵截面为T字形,圆柱的柱体部分外径与下夹板的内径相同,且该柱体部分的底面压在压块的上表面。利用本发明,彻底解决了现有夹具容易出现的硅片破碎问题和正面漏液问题,可以实现完美的具有正面保护的背面腐蚀工艺。

该发明是利用夹具来对芯片的正面进行保护，但是由于夹具的尺寸规格都是固定的，根据不同的芯片尺寸需要使用不同规格的夹具，因此，需要采购大量不同规格的夹具来应对不同尺寸的芯片，成本较高，而且操作起来也比较繁琐。

发明内容

本发明提供了一种带有通孔或深槽的硅片体硅腐蚀正面保护方法，在进行背面腐蚀前，先在硅片正面制备一层具有覆盖孔能力的光刻胶，经过曝光和显影后在开口处形成剩余的光刻胶以将沟槽或通孔的开口完全覆盖，再涂覆一层刻蚀保护涂层，然后进行背面腐蚀，腐蚀完成后再去除刻蚀保护涂层和剩余光刻胶。采用本发明的技术方案可很好的将硅片正面进行保护，在进行背面腐蚀时不会对硅片正面造成损伤，同时去除后保护层后也不会在沟槽内形成残余物，不影响后续的沟槽或通孔的填充工艺。

本发明采用的技术方案为：

一种硅片正面保护方法，其中，包括以下步骤：

提供一需要进行背面腐蚀的硅片，所述硅片正面形成有开口；

制备一光刻胶将所述硅片正面完全覆盖；

刻蚀去除部分所述光刻胶，在开口处形成剩余光刻胶，所述剩余光刻胶将所述开口完全覆盖；

涂覆一层刻蚀保护涂层将暴露的硅片正面的开口上方及剩余光刻胶予以覆盖；