一种避免单面化学镀漏液的方法及半导体器件制造方法与流程

1.本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种避免单面化学镀漏液的方法及半导体器件制造方法。


背景技术：

2.clip封装是功率器件igbt常见的一种封装形式，具有接触好、散热块、温升好的优点。化学镀是clip封装制程中的一道必要工序，化学镀分为单面镀和双面镀。以igbt生产为例，通过在衬底上形成igbt器件的单元结构后，在衬底正面形成正面金属层，减薄衬底，在衬底背面形成集电区，在利用单面化学镀在正面形成目标金属层之前，需要在晶圆的背面覆膜，通常采用uv膜，利用保护膜避免背面金属层与化学药剂接触，化学镀完成后，再将覆膜揭除。
3.制造igbt时对衬底的减薄常采用taiko减薄工艺，该工艺由日本disco公开研发而成，taiko减薄工艺并不是对晶圆的某个面整面减薄，而是仅对晶圆的中间部分进行减薄，这样就令晶圆的边缘形成一圈较厚的支撑环，该支撑环通常被称为taiko环，特别是对于较大尺寸的晶圆而言（如8寸），减薄后会存在翘曲问题而影响后续制程，因此保留下来的taiko环有利于减少晶圆的翘曲，大大降低了对后工序加工机台的传送要求以及晶圆的破片风险。
4.在现有igbt制程中，通常在晶圆正面工艺完成后进行背面减薄工艺，再通过离子注入、激活、背面pvd工艺形成集电极，然后对晶圆背面进行贴膜保护，进行化学镀工艺后将保护膜去掉，接着将晶圆固定在框架上进行环切工艺（即切除taiko环），最后对晶圆进行划片和出货包装。如图1所示，晶圆经过taiko减薄工艺后形成图1中的结构，即中间减薄部1和边缘的taiko环2，taiko环2与中间减薄部1的连接处形成台阶，现有单面化学镀工艺中，对晶圆背面贴膜时taiko环2已经形成，由于taiko环2台阶差的存在，贴于晶圆背面的保护膜3并不能与晶圆良好贴合，taiko环2台阶处在化学镀液中容易发生漏液问题（图1中圆圈处所示），导致晶圆背面的金属层与化学药剂接触，会对产品的外观及应用的可靠性造成一定的影响。有鉴于此，发明人对现有igbt制程工艺进行了改进，特别是对单面化学镀环节防止漏液进行了改善，本案由此而生。


技术实现要素：

5.本发明首先公开一种避免单面化学镀漏液的方法，省去了化学镀之前的贴膜步骤以及化学镀之后的揭膜步骤，不仅简化了生产工艺、节约了制造成本，还可以有效避免单面化学镀环节发生漏液问题。
6.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种避免单面化学镀漏液的方法，包括：将形成taiko环的晶圆装载于固定架上，令taiko环所在面粘附在固定架中部的装载膜上，装载膜外圈用刚性支撑环固定；对固定好的晶圆进行环切，去除晶圆上的taiko环，然后将环切后仍装载于固定架上的晶圆与固定架
一起放入镀液中进行单面化学镀。
7.进一步，所述刚性支撑环采用金属环，金属环外部用耐腐蚀非金属材料包覆。
8.进一步，所述金属环外部用聚乙烯包覆。
9.进一步，所述刚性支撑环采用耐腐蚀非金属环。
10.进一步，所述装载膜具有粘附性且耐腐蚀。
11.进一步，所述装载膜采用uv膜。
12.本发明还公开一种半导体器件制造方法，包括上述避免单面化学镀漏液的方法。
13.进一步，完成单面化学镀后，还包括对晶圆进行划片。
14.进一步，对晶圆划片时，直接利用装载晶圆的固定架作为固定载体，对未被装载膜粘附的晶圆面进行划片。
15.进一步，半导体器件为igbt。
16.本发明针对采用taiko减薄工艺减薄后的晶圆需进行单面化学镀而设计，主要目的是避免单面化学镀环节发生漏液问题，相较于现有单面化学镀工艺方法，本发明省去了化学镀之前对晶圆保护面的贴膜工序，也省去了化学镀之后的揭膜工序，将原有工艺中化学镀后的环切工序提前到化学镀之前进行，由于化学镀前已经消除了taiko环带来的漏液影响，因此，本发明方法不仅简化了生产工艺、节约了制造成本、还有效避免了化学镀漏液的发生，对产品的外观及应用的可靠性都有所提升。
附图说明
17.图1为现有技术中taiko环与贴于晶圆表面的保护膜状态示意图；图2为采用本发明方法将减薄后的晶圆装载于固定架上待环切前的结构示意图；图3为图2的俯视图；图4为采用本发明方法环切后晶圆载于固定架上的结构示意图；图5为图4的俯视图；图6为采用本发明制造方法制造igbt的流程图。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
19.本实施例公开一种避免单面化学镀漏液的方法及半导体器件制造方法，此处提及的半导体器件是以igbt为例，主要针对igbt制程工艺进行优化设计，目的是改善单面化学镀环节因保护膜未能充分与晶圆背面接触造成背面漏液问题。本实施例涉及的避免单面化学镀漏液的方法不仅适用于igbt制造工艺，凡是采用taiko减薄工艺减薄后的晶圆需进行单面化学镀作业均适用，本实施例以下将以igbt制造工艺为例展开说明。
20.如图6所示，igbt的常规工艺中，先是在衬底晶圆的正面形成器件结构层，然后对晶圆背面进行减薄处理，现有技术中主要采用taiko减薄工艺来实现，减薄后再通过离子注入、激活、背面pvd等工艺在晶圆背面形成集电极，以上工序皆为现有igbt的基本工艺流程，对于本领域技术人员而言为熟知技术，因此本发明不对此展开过多说明。晶圆背面形成集电极后，需对晶圆正面进行单面化学镀处理，此时由于晶圆背面已形成金属层，为避免单面
化学镀时镀液对晶圆背面造成影响，通常情况下采用背面贴膜方式加以保护。但由于taiko减薄工艺形成的taiko环的存在，使得taiko环的台阶处无法和所贴保护膜形成良好的粘附，此处一旦产生间隙，则会导致镀液从此处渗透到晶圆背面，从而影响产品质量。因此，本实施例在执行单面化学镀之前，需先将taiko环切除（对应环切工序），然后再进行单面化学镀作业。
21.执行环切工序时，需对晶圆进行固定，本实施例中采用固定架来装载固定晶圆。该固定架如图2所示，包括中部的装载膜及用于固定装载膜外圈的刚性支撑环7。装载膜需具备耐酸碱腐蚀性，还需具备单面粘附性，主要用来固定晶圆，装载膜可以选用uv膜。刚性支撑环7将装载膜的外圈边缘绷紧固定，形成一个绷膜架结构。装载晶圆时，令晶圆背面的taiko环所在面与装载膜粘附在一起，如图2和图3所示，固定好晶圆之后的装载膜可视为三部分，其中与晶圆减薄部1紧密贴合的部分为贴合部4，与taiko环接触的部分为taiko环嵌入部5，与刚性支撑环7连接的部分为边缘连接部6。由于装载晶圆后的固定架需在环切工序后连同晶圆一起放入镀液中，通常情况下刚性支撑环7采用金属环制成，如不锈钢环，为避免金属环与镀液发生反应污染镀液，若采用金属环，需对金属环外表面进行处理，即包覆一层耐腐蚀性非金属材料，如聚乙烯。当然，刚性支撑环7也可以直接采用耐腐蚀非金属环制成。
22.按照上述方法将晶圆装载于固定架上后，执行环切工序，将taiko环2切除，即令taiko环2与减薄部1分离，然后将切割下来的taiko环2从装载膜上移除。环切后的结构如图4和图5所示，此时没有了taiko环2的存在，减薄部1与装载膜的贴合部4紧密粘附在一起，将环切后仍装载于固定架上的晶圆与固定架一起放入镀液中进行单面化学镀。原工艺中，化学镀前进行背面贴膜，化学镀后需进行揭膜处理，揭膜后再进行环切工序，环切时也需要对晶圆先固定。而本实施例中，化学镀前已经利用带装载膜的固定架将晶圆固定好，因此执行完化学镀后，将固定架及晶圆从镀液中取出，后续对晶圆正面（即未被装载贴粘附的一面）进行晶圆划片工序。晶圆划片时，通常也是先将晶圆其中一面粘附在膜上固定，然后再对晶圆的另一面（即未贴膜面）进行切割，而本实施例中，由于化学镀后的晶圆仍然装载于固定架上，固定架上的装载膜已经起到对晶圆的固定作用，就无需针对晶圆切割再重新贴膜固定了，工艺步骤上可以节省很多工序，提高了生产效率的同时，也节省了膜的消耗。
23.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。