[发明专利]一种超薄半导体基板加工工艺

说明书

本发明公开一种超薄半导体基板加工工艺，包括以下步骤：S1、将半导体基板固定后于底部喷吹气流将半导体基板吹平；S2、在半导体基板顶面涂布聚酰亚胺，固化后形成聚酰亚胺薄膜；S3、将半导体基板底部键合在Si载板上；S4、通过溶剂溶解除去聚酰亚胺薄膜；S5、将半导体基板与Si载板置于高温炉管中加热形成永久键合，以进行后续的晶圆制程。本发明通过气流将超薄半导体基板吹平，通过涂布聚酰亚胺固化形成聚酰亚胺薄膜对半导体基板进行定型，防止半导体基板边缘再次发生翘曲，将半导体基板键合在Si载板进行后续的半导体基板基板元件制造，可以利用现行的Si片生产线进行半导体基板的加工，提高了晶圆的产线效益。

技术领域

本发明涉及晶圆基板加工领域，具体的是一种超薄半导体基板加工工艺。

背景技术

为提高产品性能，超薄芯片设计正得到越来越广泛的应用。通常集成电路晶圆厚度约1毫米，如果减薄成100微米以下，晶圆会弯曲变形，在大直径晶圆上尤其明显。在目前的晶圆制程中，由于化合物半导体的减薄较为困难，因此在制作化合物半导体基板时都会尽量减少化合物半导体基板的厚度，导致化合物半导体基板的弯曲变形尤为明显。

对于6英寸SiC材料来说，受限于其生长技术，SiC材料的衬底本身翘曲就有10μm左右，再加上GaN外延层造成的应力拉伸，使得翘曲度增加到50μm左右。再经过一般的键合工艺之后，翘曲度将会增加到70μm以上，如此大的翘曲度会对晶圆背面工艺造成很大的影响。

同时，弯曲的半导体基板在键合载板时由于应力不均，在键合压力和温度的影响下还存在碎片的可能，然而目前没有能有效降低半导体基板器件翘曲度的方法。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种超薄半导体基板加工工艺，通过气流分布将超薄半导体基板吹平，通过涂布聚酰亚胺固化形成聚酰亚胺薄膜对半导体基板进行应力调整，防止半导体基板边缘再次发生翘曲，将半导体基板键合在Si载板进行后续的半导体基板基板元件制造，可以利用现行的Si片生产线进行半导体基板的加工，提高了晶圆的产线效益。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种超薄半导体基板加工工艺，包括以下步骤：

S1、将半导体基板固定后于底部喷吹气流将半导体基板吹平；

S2、在半导体基板顶面涂布聚酰亚胺，固化后形成聚酰亚胺薄膜；

S3、将半导体基板底部键合在Si载板上；

S4、除去聚酰亚胺薄膜；

S5、将半导体基板与Si载板置于高温炉管中加热形成永久键合，以进行后续的晶圆制程。

进一步优选地，步骤S1中通过惰性气体竖直向上喷吹，半导体基板内圈的气流强度大于外圈。

进一步优选地，步骤S2中涂布聚酰亚胺薄膜厚度大于晶圆厚度的一半，聚酰亚胺的固化温度为300-400℃。

进一步优选地，步骤S3中先Si载板和半导体基板基板清洗干净并去除自然氧化层，通过电浆对Si载板表面处理，激发Si载板原子活性键，再将多个半导体基板水平排列键合在Si载板表面。

进一步优选地，步骤S4中通过氧气电浆或高极性溶剂溶解除去聚酰亚胺。

进一步优选地，步骤S5中通过高温炉管使半导体基板与Si载板加热至800-1400℃，使半导体基板与Si载板接触面形成永久键合。

本发明的有益效果：