[发明专利]一种晶圆背面金属薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种晶圆背面金属薄膜及其制备方法，包括在晶圆背面溅射形成第一金属层；在晶圆背面与第一金属层接触处形成第一金属与硅的合金层；在第一金属层上溅射形成第二金属层；在第二金属层上溅射形成第三金属层，控制溅射后晶圆温度低于设定值，并在溅射时通入保护气体；关闭第三金属溅射，保持腔体中气体流通，当晶圆温度低于设定值，开启第三金属溅射，控制溅射后晶圆温度低于设定值，若第三金属层厚度未达目标值，则重复该步骤；若达目标值，在第三金属层上溅射形成第四金属层。本发明能解决现有工艺形成的金属薄膜存在较大应力而导致晶圆发生严重翘曲，使后端晶圆电参数测试、封装划片等工艺无法实现，并增加晶圆碎片率的技术问题。

技术领域

本发明涉及电力电子器件制造领域，尤其是涉及一种晶圆背面金属薄膜及其制备方法。

背景技术

磁控溅射是广泛应用于半导体器件制造工艺中的一种物理气相沉积（PhysicalVapor Deposition，PVD）工艺。磁控溅射工艺通过在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率。磁控溅射的工作原理是：利用电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生出Ar正离子和新的电子。其中，新电子飞向基片，Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。

在现有技术中，晶圆背面通常有4层金属层，分别为Al层、Ti层、Ni层和Ag层，并采用磁控溅射工艺对晶圆背面的金属薄膜进行淀积。在利用现有工艺对晶圆进行背面金属化的过程中，由于晶圆背面形成的金属薄膜存在较大的应力而经常导致晶圆发生严重的翘曲、裂片，进而使得后端的晶圆电参数测试、封装划片等工艺无法实现，并会使晶圆的碎片率大幅提高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种晶圆背面金属薄膜及其制备方法，解决现有工艺形成的金属薄膜存在较大应力而导致晶圆发生严重翘曲，使后端的晶圆电参数测试、封装划片等工艺无法实现，并增加晶圆碎片率的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种晶圆背面金属薄膜制备方法的技术实现方案，一种晶圆背面金属薄膜制备方法，包括以下步骤：

S101：在晶圆的背面溅射第一金属，以形成第一金属层；

S102：在所述晶圆背面与所述第一金属层接触处形成所述第一金属与硅的合金层；

S103：在所述第一金属层的表面溅射第二金属，以形成用于实现层间过渡的第二金属层；

S104：在所述第二金属层的表面溅射第三金属，以形成用于实现层间过渡的第三金属层，控制溅射后的晶圆的温度低于第一设定值以控制所述第三金属层的热应力，同时在溅射过程中通入保护气体以控制所述第三金属层的本征应力；

S105：关闭所述第三金属溅射，保持溅射腔体中的气体流通，当所述晶圆的温度低于第二设定值，进入步骤S106；

S106：开启所述第三金属溅射，控制溅射后的晶圆的温度低于第一设定值；

S107：若所述第三金属层的厚度未达到目标值，则重复步骤S105至步骤S106；若所述第三金属层的厚度达到目标值，则进入步骤S108；

S108：在所述第三金属层上溅射第四金属，以形成用于实现抗氧化作用的第四金属层，完成晶圆背面金属薄膜制备。

优选的，所述晶圆的背面为掺杂区，所述掺杂区为通过离子注入和退火工艺形成的高浓度P+区或N+区。

优选的，在所述步骤S102中，通过控制氢气退火炉的温度在500℃以下在所述掺杂区与所述第一金属层接触处形成所述第一金属与硅的合金层。

优选的，在所述步骤S101中，所述第一金属采用铝或钛或镍，并将所述第一金属层的厚度控制在5μm以下。