CN117096011A - 一种提高聚酰亚胺钝化层与金属层粘附性的方法及结构 - Google Patents

一种提高聚酰亚胺钝化层与金属层粘附性的方法及结构 Download PDF

Info

Publication number
CN117096011A
CN117096011A CN202311060689.2A CN202311060689A CN117096011A CN 117096011 A CN117096011 A CN 117096011A CN 202311060689 A CN202311060689 A CN 202311060689A CN 117096011 A CN117096011 A CN 117096011A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal
edge
passivation layer
layer
metal layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311060689.2A
Other languages
English (en)
Inventor
潘东辉
张龙
李怀辉
李俊
徐林
王斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
YANGZHOU GUOYU ELECTRONICS CO Ltd
Original Assignee
YANGZHOU GUOYU ELECTRONICS CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by YANGZHOU GUOYU ELECTRONICS CO Ltd filed Critical YANGZHOU GUOYU ELECTRONICS CO Ltd
Priority to CN202311060689.2A priority Critical patent/CN117096011A/zh
Publication of CN117096011A publication Critical patent/CN117096011A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02118—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer carbon based polymeric organic or inorganic material, e.g. polyimides, poly cyclobutene or PVC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30604—Chemical etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

本发明属于硅器件加工技术领域，提供了一种提高聚酰亚胺钝化层与金属层粘附性的方法及结构，其中方法包括：S1.获取硅衬底；S2.在硅衬底的正面形成金属层，在金属层形成金属图形时，保留预设宽度的边缘金属区；S3.在边缘金属区形成倒梯形；S4.在步骤S3所得制品上涂覆聚酰亚胺，并形成钝化层；钝化层和边缘金属区的倒梯形形成互相契合的榫卯结构。本发明通过在硅衬底上保留边缘的金属区并形成倒梯形，在之后贴膜处理时，边缘金属区的外缘和其上形成的钝化层互相形成契合的榫卯结构，从而提高了金属层和钝化层之间的粘附性，进一步提升了对正面金属的保护效果。

Description

一种提高聚酰亚胺钝化层与金属层粘附性的方法及结构
技术领域
本发明涉及硅器件加工技术领域，具体涉及一种提高聚酰亚胺钝化层与金属层粘附性的方法及结构。
背景技术
晶圆减薄是指在半导体生产过程中对晶圆进行厚度减小的工艺步骤。晶圆通常由硅材料制成，具有一定的厚度。然而，某些应用场景下，如高性能芯片和传感器等，需要更薄的晶圆以满足特定的要求。因此，通过晶圆的减薄技术可以将晶圆的厚度控制在目标范围内，以提供更高的性能和效能。
晶圆在减薄之前,会在晶圆的正面贴一层粘性膜，该层膜的作用是在晶圆正面固定芯片，便于磨片机在晶圆的背面研磨硅片。一般研磨之前硅片的厚度在700 um左右，研磨之后，晶圆的厚度变为200um，甚至达到120um的程度，具体将视客户要求和芯片的应用环境情况而定，即晶圆减薄过程。
对于一些台阶较高的制品，如FRED（Fast Recovery Epitaxial Diode,快恢复外延二极管），在背面减薄后需要采用湿法的方式释放硅表面减薄后的应力，但保护正面金属的粘性膜与硅之间无法完全贴合，导致背腐工艺时背腐酸液会由缝隙渗入；渗入缝隙中的酸液会对硅表面钝化的PI（Polyimide，聚酰亚胺类）保护层下的金属层造成伤害，使PI与金属层的粘附性变差，导致PI脱落；同时渗入缝隙中的酸液也会对划片道上的氧化层造成轻微腐蚀，形成酸蚀印迹，造成表面问题。
目前为了解决PI脱落导致的划片道酸迹问题，通常是将蓝膜更换为UV膜，UV膜未经紫外线照射之前黏性很大，从而增加保护膜和硅之间的黏性，提高服帖度。但使用UV膜会增加额外的解胶工序，工艺复杂度提高；且UV膜的成本要大于蓝膜成本。因此，亟需一种基于现有蓝膜就可以提高和硅黏性的方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种提高聚酰亚胺钝化层与金属层粘附性的方法及结构，以解决目前PI钝化层和正面金属粘附性差，导致背腐工艺时酸液会有缝隙深入，对保护层下的金属层造成伤害的问题。
第一方面，本发明提供的一种提高聚酰亚胺钝化层与金属层粘附性的方法，包括：
S1.获取硅衬底；
S2.在所述硅衬底的正面形成金属层，在所述金属层形成金属图形时，保留预设宽度的边缘金属区；
S3.在所述边缘金属区形成倒梯形；
S4.在步骤S3所得制品上涂覆聚酰亚胺，并形成钝化层；所述钝化层和所述边缘金属区的倒梯形形成互相契合的榫卯结构。
由上述技术方案可知，本发明通过在硅衬底上保留边缘的金属区并形成倒梯形，在之后贴膜处理时，边缘金属区的外缘和其上形成的钝化层互相形成契合的榫卯结构，从而提高了金属层和PI钝化层之间的粘附性，进一步提升了对正面金属的保护效果。
可选地，所述步骤S2包括：
S201.在所述硅衬底的正面贴附耐腐蚀胶带，所述耐腐蚀胶带的截面包括一斜面；
S202.在步骤S201所得制品上蒸发多层金属，形成所述金属层；
S203.光刻以获取正面金属图形；其中，所述边缘金属区也通过光刻板曝开；
S204.对所述金属层进行腐蚀。
可选地，所述步骤S204中所述金属层通过湿法腐蚀工序进行腐蚀。
可选地，所述步骤S3包括：
S301.去除所述耐腐蚀胶带上的光刻胶；
S302.剥离所述耐腐蚀胶带，所述边缘金属区的外缘形成倒梯形。
可选地，所述边缘金属区的预设宽度为2mm。
第二方面，本发明提供的一种提高聚酰亚胺钝化层与金属层粘附性的结构，包括：
硅衬底；
金属层，设置于所述硅衬底的正面，所述金属层包括位于所述硅衬底边缘的边缘金属区，所述边缘金属区形成倒梯形；
钝化层，设置于所述金属层上，所述钝化层和所述边缘金属区的倒梯形形成互相契合的榫卯结构。
采用上述技术方案，本申请具有如下有益效果：
（1）本发明通过在硅衬底上保留边缘的金属区并形成倒梯形，在之后贴膜处理时，边缘金属区的外缘和其上形成的贴附的PI类钝化层互相形成契合的榫卯结构，从而提高了金属层和PI钝化层之间的粘附性，进一步提升了对正面金属的保护效果，提高了良品率。
（2）钝化层的粘附性影响产品的反向漏电流，通过提升钝化层和金属层的粘附性，解决由于PI类钝化层粘附性变差引起的产品静态参数变化问题。
（3）本发明仍使用低成本的蓝膜，相较于更换为UV膜保持了成本同时减少了解胶工序，提升了生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1a示出了背景技术存在的钝化层发彩的示意图；
图1b示出了背景技术存在的钝化层脱落的示意图；
图2示出了本发明实施例提供的一种提高聚酰亚胺钝化层与金属层粘附性的方法的流程图；
图3示出了本发明实施例提供的步骤S2所得制品的示意图；
图4示出了本发明实施例提供的步骤S3所得制品的示意图；
图5示出了本发明实施例提供的步骤S4所得制品的示意图。
附图标记：
1-硅衬底；2-边缘金属区；3-钝化层。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在加工FRED制品过程中，制品在减薄后背腐工艺时，由于FRED制品的台阶较高，保护正面金属的蓝膜与硅之间无法完全贴合，导致背腐酸液由缝隙渗入，对硅表面PI钝化层3造成腐蚀，影响钝化层3粘附性。制品按照常规背腐工艺进行冲水10min及甩干工艺后，在显微镜下观察，发现制品表面的PI钝化层3发生如图1a所示的发彩和如图1b所述的脱落问题，问题主要发生于圆片边缘区域。
经分析，造成酸迹PI粘附性变差问题的主要原因为硅片表面台阶高度过高，划片道、管芯、氧化层、正面金属、钝化层3的总体落差预计有20μm左右，正面蓝膜贴膜为平面覆盖，由于台阶过高，无法覆盖住台阶间的空隙，台阶区域会产生空洞，导致酸迹钻入。
因此，本发明为解决PI钝化层3和金属层粘附性差的问题，提出了如下技术方案。
实施例1
如图2所示，本实施例提供了一种提高聚酰亚胺钝化层与金属层粘附性的方法，包括：
S1.获取硅衬底1。
S2.如图3所示，在硅衬底1的正面形成金属层，在金属层形成金属图形时，保留预设宽度的边缘金属区2。
S3.如图4所示，在边缘金属区2形成倒梯形。
S4.如图5所示，在步骤S3所得制品上涂覆聚酰亚胺，并形成钝化层3；钝化层3和边缘金属区2的倒梯形形成互相契合的榫卯结构。
基于以上方法，边缘金属区2的外缘和其上形成的钝化层3互相形成契合的榫卯结构，从而提高了金属层和PI钝化层3之间的粘附性，进一步提升了对正面金属的保护效果。
同时在步骤S4调整自动贴膜机割膜动作，增加硅片表面覆盖面积，更好的减少背腐酸液对制品表面技术的影响。
作为一个示例，步骤S2包括：
S201.在硅衬底1的正面贴附耐腐蚀胶带，耐腐蚀胶带的截面包括一斜面；
S202.在步骤S201所得制品上蒸发多层金属，形成金属层；
S203.光刻以获取正面金属图形；其中，边缘金属区2也通过光刻板曝开；
S204.对金属层进行腐蚀。
具体地，基于带斜面的耐腐蚀胶带，可获取倒梯形的边缘金属区2。针对PAD、划片道区域和胶带上层金属在经过腐蚀后，并进行去胶，去胶后将预埋胶带揭掉，就能获取得到倒梯形的边缘金属区2。
可选地，步骤S204中金属层通过湿法腐蚀工序进行腐蚀。基于湿法腐蚀的各向同性效果，从而可将边缘的一圈金属腐蚀出倒梯形状态。
可选地，步骤S3包括：
S301.去除耐腐蚀胶带上的光刻胶；
S302.剥离耐腐蚀胶带，边缘金属区2的外缘形成倒梯形。
作为一个示例，边缘金属区2的预设宽度为2mm。实际上，边缘金属区2的宽度越大，所影响的硅片的有效管芯越多；在经过1-5mm拉偏试验后，宽度为1mm的边缘金属区2，所预埋的耐腐蚀胶带在步骤S302中进行剥离时，由于余量太小导致剥离困难，因此选定预设宽度为2mm的边缘金属区2，在保证耐腐蚀胶带剥离更容易得情况下，尽可能减少被影响的有效管芯的数量。
实施例2
如图5所示，本实施例提供了一种提高聚酰亚胺钝化层与金属层粘附性的结构，基于实施例1所提供的方法获得，结构包括：
硅衬底1；
金属层，设置于硅衬底1的正面，金属层包括位于硅衬底1边缘的边缘金属区2，边缘金属区2形成倒梯形；
钝化层3，设置于金属层上，钝化层3和形成互边缘金属区2的倒梯形形成互相契合的榫卯结构。
基于以上结构，边缘金属区2的外缘和其上形成的钝化层3互相形成契合的榫卯结构，从而提高了金属层和PI钝化层3之间的粘附性，进一步提升了对正面金属的保护效果。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (6)

1.一种提高聚酰亚胺钝化层与金属层粘附性的方法，其特征在于，包括：
S1.获取硅衬底；
S2.在所述硅衬底的正面形成金属层，在所述金属层形成金属图形时，保留预设宽度的边缘金属区；
S3.在所述边缘金属区形成倒梯形；
S4.在步骤S3所得制品上涂覆聚酰亚胺，并形成钝化层；所述钝化层和所述边缘金属区的倒梯形形成互相契合的榫卯结构。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S201.在所述硅衬底的正面贴附耐腐蚀胶带，所述耐腐蚀胶带的截面包括一斜面；
S202.在步骤S201所得制品上蒸发多层金属，形成所述金属层；
S203.光刻以获取正面金属图形；其中，所述边缘金属区也通过光刻板曝开；
S204.对所述金属层进行腐蚀。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S204中所述金属层通过湿法腐蚀工序进行腐蚀。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
S301.去除所述耐腐蚀胶带上的光刻胶；
S302.剥离所述耐腐蚀胶带，所述边缘金属区的外缘形成倒梯形。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述边缘金属区的预设宽度为2mm。
6.一种提高聚酰亚胺钝化层与金属层粘附性的结构，其特征在于，基于权利要求1-5任一所述的方法获得，包括：
硅衬底；
金属层，设置于所述硅衬底的正面，所述金属层包括位于所述硅衬底边缘的边缘金属区，所述边缘金属区形成倒梯形；
钝化层，设置于所述金属层上，所述钝化层和所述边缘金属区的倒梯形形成互相契合的榫卯结构。
CN202311060689.2A 2023-08-22 2023-08-22 一种提高聚酰亚胺钝化层与金属层粘附性的方法及结构 Pending CN117096011A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311060689.2A CN117096011A (zh) 2023-08-22 2023-08-22 一种提高聚酰亚胺钝化层与金属层粘附性的方法及结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311060689.2A CN117096011A (zh) 2023-08-22 2023-08-22 一种提高聚酰亚胺钝化层与金属层粘附性的方法及结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117096011A true CN117096011A (zh) 2023-11-21

Family

ID=88771166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311060689.2A Pending CN117096011A (zh) 2023-08-22 2023-08-22 一种提高聚酰亚胺钝化层与金属层粘附性的方法及结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117096011A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120070919A1 (en) * 2003-10-28 2012-03-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, method of manufacturing thereof, and method of manufacturing base material
CN105103272A (zh) * 2013-09-27 2015-11-25 富士电机株式会社 半导体装置的制造方法
CN106033708A (zh) * 2015-03-11 2016-10-19 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种晶圆减薄方法
CN110534413A (zh) * 2019-09-16 2019-12-03 无锡中微晶园电子有限公司 一种加大硅基数字隔离器铝垫键合拉力的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120070919A1 (en) * 2003-10-28 2012-03-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, method of manufacturing thereof, and method of manufacturing base material
CN105103272A (zh) * 2013-09-27 2015-11-25 富士电机株式会社 半导体装置的制造方法
CN106033708A (zh) * 2015-03-11 2016-10-19 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种晶圆减薄方法
CN110534413A (zh) * 2019-09-16 2019-12-03 无锡中微晶园电子有限公司 一种加大硅基数字隔离器铝垫键合拉力的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105280473B (zh) 减少单颗化半导体片芯中残余污染物的方法
US8053337B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device
US8288284B2 (en) Substrate processing method, semiconductor chip manufacturing method, and resin-adhesive-layer-backed semiconductor chip manufacturing method
US8574962B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP4704792B2 (ja) 薄膜付きガラス基板、その製造方法およびそれを用いた半導体装置
JP5091696B2 (ja) 半導体パッケージの製造方法
KR20010060165A (ko) 반도체 웨이퍼 분할방법
JPS5812747B2 (ja) 薄肉基板結像装置の製造法
CN103035571A (zh) 用于半导体器件的测试方法
EP2858106A1 (en) Method of manufacturing image pickup device and method of manufacturing semiconductor device
JP2006229113A (ja) 半導体装置およびその製造方法
US8293652B2 (en) Substrate processing method, semiconductor chip manufacturing method, and resin-adhesive-layer-backed semiconductor chip manufacturing method
JP2007214268A (ja) 半導体装置の製造方法
JP5471064B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2005303214A (ja) 半導体ウェーハの研削方法
KR970023935A (ko) 반도체 소자의 공정결합 검사방법
CN113649709A (zh) 晶圆切割方法
CN117096011A (zh) 一种提高聚酰亚胺钝化层与金属层粘附性的方法及结构
JP2015220264A (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
TW201923862A (zh) 半導體晶片之製造方法
JP2008091779A (ja) 半導体装置の製造方法
KR20210074999A (ko) 반도체 웨이퍼 다이싱 공정
CN103996650A (zh) 光刻并刻蚀引线孔的方法
JP2007251098A (ja) 半導体チップの製造方法
CN103681309A (zh) 一种超厚金属层制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination