本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種IGBT(Insulted Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)晶圓制作方法及裝置。

背景技術(shù)：

IGBT為垂直導(dǎo)電大功率器件，IGBT晶圓厚度決定了其器件的耐壓水平。由于IGBT晶圓原材料厚度較厚，只適用于生產(chǎn)高壓IGBT芯片，對于中低壓IGBT芯片，需要使用減薄工藝對IGBT晶圓進行減薄。減薄工藝是使用帶有一定大小顆粒的研磨輪對晶圓進行研磨，研磨后會在晶圓表面產(chǎn)生凹凸不平的研磨紋，晶圓表層內(nèi)部結(jié)構(gòu)將會被破壞，產(chǎn)生大量暗紋、缺陷(損傷層)，這些暗紋和缺陷分布在晶圓表層一定的厚度內(nèi)，且分布不規(guī)則、不均勻。這些缺陷在IGBT芯片中會產(chǎn)生載流子復(fù)合中心，不均勻的缺陷分布會使IGBT芯片電學(xué)性能不穩(wěn)定，而且缺陷與暗紋會造成應(yīng)力，應(yīng)力會使減薄后的晶圓彎曲，翹曲度變大，給后續(xù)工藝帶來較大的困難。

IGBT晶圓背面減薄后的表層結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，IGBT晶圓表層包括研磨層1、暗紋層2、過渡層3和應(yīng)力層4，研磨后IGBT晶圓表面變得粗糙，如研磨層1所示，使IGBT晶圓表面凹凸不平，距離IGBT晶圓表面0～20微米(μm)處存在暗紋，暗紋大量存在于暗紋層2中，還有少部分暗紋存在于過渡層3中，暗紋將會對IGBT晶圓產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)力會使減薄后的晶圓彎曲，翹曲度變大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種IGBT晶圓制作方法及裝置，用以解決IGBT晶圓在背面減薄后翹曲度過大的技術(shù)問題。

本發(fā)明一方面提供一種IGBT晶圓制作方法，包括：

設(shè)置預(yù)設(shè)值；

對減薄后的IGBT晶圓背面使用混合酸液進行腐蝕，除去背面表層預(yù)設(shè)值厚 度層。

進一步的，混合酸液包括氫氟酸和硝酸，其中，氫氟酸的濃度在40％至55％的范圍內(nèi)，硝酸的濃度在60％至75％的范圍內(nèi)。

進一步的，混合酸液還包括醋酸，醋酸的濃度在85％至98％的范圍內(nèi)。

進一步的，混合酸液中，氫氟酸、硝酸和醋酸的體積比為1：6：3。

進一步的，混合酸液的反應(yīng)溫度為30℃-70℃。

進一步的，預(yù)設(shè)值在0微米到20微米范圍內(nèi)。

本發(fā)明另一方面提供一種IGBT晶圓制作裝置，包括：旋轉(zhuǎn)臺和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)臺臺面上用于固定IGBT晶圓的卡針。

進一步的，還包括設(shè)置在旋轉(zhuǎn)臺內(nèi)部的氣流通道，氣流通道包括第一通道和第二通道；第一通道沿旋轉(zhuǎn)臺軸向方向，第一通道的一端貫穿至旋轉(zhuǎn)臺底部，另一端設(shè)置在旋轉(zhuǎn)臺內(nèi)部；第二通道的一端與第一通道相通，另一端貫穿至IGBT晶圓放置位置正下方的臺面。

進一步的，多個第二通道在旋轉(zhuǎn)臺中均勻分布。

進一步的，氣流通道中通過的是氮氣。

本發(fā)明提供的IGBT晶圓制作方法及裝置，對減薄后的IGBT晶圓背面使用混合酸液進行腐蝕，除去所述背面表層預(yù)設(shè)值厚度層，以減少暗紋，從而減小由暗紋而產(chǎn)生的應(yīng)力，最終減小IGBT晶圓翹曲度。

附圖說明

在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發(fā)明進行更詳細的描述。其中：

圖1為IGBT晶圓背面減薄后的表層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例一的IGBT晶圓制作方法的流程示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例二的IGBT晶圓制作裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖并未按照實際的比例繪制。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

實施例一

圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例一的IGBT晶圓制作方法的流程示意圖，如圖2所 示，本實施例提供一種IGBT晶圓制作方法，包括：

步驟101，設(shè)置預(yù)設(shè)值。由于具有暗紋和損傷層的表層厚度一般為0微米到20微米之間，除去該范圍的表層即可大大減小暗紋和損傷層產(chǎn)生的應(yīng)力，所以預(yù)設(shè)值可設(shè)置在0微米到20微米范圍內(nèi)。

步驟102，對減薄后的IGBT晶圓背面使用混合酸液進行腐蝕，除去背面表層預(yù)設(shè)值厚度層。

具體的，減薄后的IGBT晶圓背面表層內(nèi)部結(jié)構(gòu)將會被破壞，產(chǎn)生大量暗紋和損傷層，損傷層會在晶圓內(nèi)部帶來大量分布不均勻的缺陷，這些缺陷在IGBT芯片中會產(chǎn)生載流子復(fù)合中心，使器件電學(xué)性能不穩(wěn)定，且這些暗紋和損傷層帶來的應(yīng)力會使晶圓翹曲，翹曲的晶圓在后續(xù)工藝中容易破損，影響產(chǎn)品成品率，因此采用混合酸液對減薄后的IGBT晶圓背面進行腐蝕，除去背面有暗紋和損傷層的表層。若預(yù)設(shè)值設(shè)置為10微米，那么就需要除去IGBT晶圓背面表層10微米的厚度層，預(yù)設(shè)值的具體值可根據(jù)實際情況進行設(shè)置，在此不做限定。使用混合酸液對IGBT晶圓背面表層進行腐蝕屬于化學(xué)反應(yīng)，腐蝕速度容易控制，且對IGBT晶圓內(nèi)部無損傷，同時整個工藝過程不會接觸晶圓正面，可以保護晶圓正面不被劃傷。

本發(fā)明提供的IGBT晶圓制作方法，對減薄后的IGBT晶圓背面使用混合酸液進行腐蝕，除去背面表層預(yù)設(shè)值厚度層，以減少暗紋，從而減小由暗紋而產(chǎn)生的應(yīng)力，最終減小IGBT晶圓翹曲度，另外由于去除了具有暗紋和損傷的表層，減少了晶圓內(nèi)部的缺陷，優(yōu)化了IGBT電學(xué)性能，提高了成品率。

進一步的，混合酸液包括氫氟酸和硝酸，這種混合酸液的成本低廉。其中，氫氟酸的濃度在40％至55％的范圍內(nèi)，硝酸的濃度在60％至75％的范圍內(nèi)。反應(yīng)方程式為：

Si+HNO3+6HF＝H2SiF6+H2NO2+H2O+H2

進一步的，混合酸液還包括醋酸，醋酸的濃度在85％至98％的范圍內(nèi)。醋酸為稀釋劑或緩沖劑，它的作用是控制硝酸的溶解度，在反應(yīng)時使腐蝕速率保持穩(wěn)定?；旌纤嵋褐?，以氫氟酸的濃度為49％，硝酸的濃度為69％，醋酸的濃度為90％時的腐蝕效果最佳。每腐蝕完成一片晶圓，向混合酸液中補充一定量的氫氟酸，從而保持腐蝕速率不變。一般40升的混合酸液，每腐蝕完成一片晶圓后需向混合酸液中補充10～40毫升的氫氟酸。一般情況下40升的混合酸液可以腐蝕600 片晶圓，由于重復(fù)使用混合酸液，極大地降低了成本。

進一步的，混合酸液中，氫氟酸、硝酸和醋酸的體積比為1：6：3，可使腐蝕效果最佳。

進一步的，混合酸液的反應(yīng)溫度為30℃-70℃。通過升高混合酸液的溫度至30℃-70℃，可使腐蝕均勻性小于5％，腐蝕速率達20～60μm/min。通過對溫度的控制，可控制混合酸液的腐蝕速度，從而控制對IGBT晶圓背面表層的腐蝕厚度大小。

實施例二

本實施例提供的裝置用于執(zhí)行上述實施例中的方法。

圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例二的IGBT晶圓制作裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，本發(fā)明提供一種IGBT晶圓制作裝置，包括：旋轉(zhuǎn)臺1和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)臺1臺面2上用于固定IGBT晶圓3的卡針4。

具體的，卡針4設(shè)置在臺面2上，用于固定IGBT晶圓3，卡針4可將IGBT晶圓3緊密的固定在臺面2上，使IGBT晶圓3的正面能夠與臺面2嚴密接觸，防止混合酸液接觸到IGBT晶圓3的正面，不會破壞IGBT晶圓3的正面結(jié)構(gòu)。卡針4可有多個，分布在IGBT晶圓3的四周，以均勻固定IGBT晶圓。旋轉(zhuǎn)臺1可高速旋轉(zhuǎn)，混合酸液通過管道噴灑在IGBT晶圓3背面，以對IGBT晶圓3背面進行均勻腐蝕。

進一步的，IGBT晶圓制作裝置還包括設(shè)置在旋轉(zhuǎn)臺1內(nèi)部的氣流通道5，氣流通道5包括第一通道51和第二通道52；第一通道51沿旋轉(zhuǎn)臺1軸向方向，第一通道51的一端貫穿至旋轉(zhuǎn)臺1底部，另一端設(shè)置在旋轉(zhuǎn)臺1內(nèi)部；第二通道52的一端與第一通道51相通，另一端貫穿至IGBT晶圓3放置位置正下方的臺面2。

具體的，卡針4將IGBT晶圓3固定在臺面2上，此時IGBT晶圓3不需要與臺面2嚴密接觸，卡針4固定IGBT晶圓3之后，IGBT晶圓3可沿著卡針上下滑動，為防止混合酸液腐蝕到IGBT晶圓3的正面，破壞IGBT晶圓3的正面結(jié)構(gòu)，向氣流通道5中不斷通入氣體，氣體通過第一通道51到達第二通道52中，然后到達IGBT晶圓3放置位置正下方，該氣體產(chǎn)生的氣流會將IGBT晶圓3往上頂，由于IGBT晶圓3被卡針4卡住，所以IGBT晶圓3不會被該氣體吹離旋轉(zhuǎn)臺1，于是在IGBT晶圓3放置位置正下方與臺面2之間形成一道小縫隙，該 小縫隙被氣流通道5中通入的氣體占滿，因此可避免通過管道噴灑在IGBT晶圓3背面表面的混合酸液接觸到IGBT晶圓3的正面，破壞正面結(jié)構(gòu)。

進一步，多個第二通道52在旋轉(zhuǎn)臺1中均勻分布?？墒雇ㄏ騃GBT晶圓3的氣流均勻，在進一步保證混合酸液不接觸到IGBT晶圓3的正面的同時，使IGBT晶圓3受力均勻，從而能夠保持水平放置，以免混合酸液通過管道噴灑在IGBT晶圓3背面表面時不能對IGBT晶圓3背面進行均勻腐蝕。

進一步的，氣流通道5中通過的是氮氣。氮氣性質(zhì)穩(wěn)定，不會破壞IGBT晶圓3的結(jié)構(gòu)，也不會與混合酸液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且氮氣無毒，也不會對環(huán)境造成破壞。

雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其進行各種改進并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個實施例中所提到的各項技術(shù)特征均可以任意方式組合起來。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。