專利名稱：晶片背面缺陷的移除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶片表面處理領(lǐng)域，特別涉及一種晶片背面缺陷的處理方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件制作日益縮小，使得在晶片制造過程中的缺陷控制顯得更為重要。由于在制造過程中要經(jīng)過上百道工序，晶片需經(jīng)上千百次的傳送，難免會(huì)在工藝的某一道引入缺陷，致命的缺陷會(huì)導(dǎo)致晶片上器件電性測(cè)試失敗，直接影響良率，有些缺陷雖然不會(huì)影響器件最終的電性測(cè)試，但會(huì)對(duì)晶片上的半導(dǎo)體器件的壽命、可靠性等產(chǎn)生影響。對(duì)于晶片背面的缺陷，例如，附著在晶背的固體顆粒，晶背顏色異常，晶背平整度不好等會(huì)影響到產(chǎn)品的下道工藝或良率。固體顆粒會(huì)導(dǎo)致晶片在下一道光刻工藝時(shí)在光刻機(jī)曝光平臺(tái)上翹起，影響聚焦進(jìn)而影響晶片正面該處關(guān)鍵尺寸或套準(zhǔn)，若該缺陷顆粒又附著在曝光平臺(tái)上，受影響會(huì)是其它成批的產(chǎn)品；對(duì)于晶片背面平整度不好，會(huì)影響晶片的傳送和在其它機(jī)臺(tái)中工藝的進(jìn)行，由于晶片傳送過程中是靠真空吸附晶片背面進(jìn)行的，晶背缺陷會(huì)導(dǎo)致吸附力差或不能吸附，吸附力差易引起掉片，不能吸附就會(huì)使該道工藝不能進(jìn)行，從而該片晶片就不得不報(bào)廢；而晶背顏色異常通常是晶背附著各種薄膜厚度不均引起的光學(xué)上的折射效應(yīng)，比如在爐管，在晶片表面生長的薄膜時(shí)也會(huì)相應(yīng)的在晶背生長，如果晶背上有某些缺陷，該缺陷就會(huì)被埋在生長的薄膜中，如圖1A和圖1B所示所示，晶片100背面生長有薄膜110和薄膜120，缺陷130被埋在薄膜里面，缺陷130的位置可能在薄膜120的內(nèi)部，如圖1A所示；也可能在薄膜110和薄膜120之間，如圖1B所示。晶背顏色異常有時(shí)也會(huì)引起晶背表面不平。背面顏色異常除了會(huì)在生產(chǎn)中的影響外，也會(huì)對(duì)封裝帶來麻煩，切割封裝時(shí)會(huì)在晶背為每一個(gè)芯片用激光打標(biāo)，背面大面積的缺陷就會(huì)影響打標(biāo)。目前去除晶背缺陷的方法有清洗，機(jī)械研磨等；清洗一般使用去離子水沖刷晶片背面，可以用該方法去除表面的附著顆粒，但對(duì)埋在膜層內(nèi)部的缺陷或在表面粘附力較強(qiáng)的顆粒缺陷卻無能為力。機(jī)械研磨可以磨去背面的膜層來去除缺陷。但是會(huì)有其它的問題，專利申請(qǐng)?zhí)枮?3150009.9的中國專利公開了一種晶片背面的研磨制程。該方法利用機(jī)械研磨的方法減小晶背的厚度。機(jī)械研磨一般會(huì)減小晶背1微米或以上的厚度，而對(duì)于小于5000?；蛏踔列∮趲装侔５哪游锢硌心o法控制研磨這么小的厚度。過度的對(duì)背面研磨可能會(huì)影響封裝制程，需征得客戶同意才可以進(jìn)行。而且在機(jī)械研磨過程中需要對(duì)晶片背面進(jìn)行研磨，因而晶片正面需要貼附于研磨盤上，易對(duì)晶片正面造成損傷并且機(jī)械研磨終點(diǎn)難以監(jiān)測(cè)?？紤]到對(duì)正表面的保護(hù)，研磨的力度和時(shí)間都需要精確的控制。從而用物理研磨來去除背面缺陷的方法也面臨同樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種去除晶片背面缺陷的方法，以解決現(xiàn)有物理機(jī)械研磨除去晶片背面缺陷可能對(duì)晶片造成損傷或不能很好的去除晶背缺陷的問題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的一種晶片背面缺陷的移除方法，該方法包括a，確定所述晶片背面各膜層厚度與組成；b，選用與所述晶片背面外露膜層相應(yīng)的清洗液對(duì)其進(jìn)行濕法刻蝕，去除該膜層；c，檢查所述晶片背面缺陷是否被移除，若是，該晶片進(jìn)入下道工序；否則轉(zhuǎn)到步驟b。
所述步驟a包括從所述晶片制造歷史記錄中查找背面各膜層組成及厚度。
所述晶片背面膜層材料包括氮化硅、氧化硅、單晶硅。
所述步驟b包括b1，將所述背面有缺陷的晶片置于晶片表面處理裝置；b2，所述晶片表面處理裝置向所述晶片背面噴灑第一清洗液；b3，所述晶片表面處理裝置向所述晶片背面噴灑第二清洗液；b4，用氣體吹干晶片背面，從所述晶片表面處理裝置中取出晶片。
所述的晶片表面處理裝置為單晶片濕法清洗裝置。
在所述的晶片表面處理裝置用機(jī)械手卡住晶片側(cè)面并使晶片背面朝上。
所述步驟b2和b3中晶片處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
所述步驟b2包括b21，將第一清洗液噴嘴置于所述晶片背面中心上方位置；
b22，第一清洗液噴嘴向所述晶片背面噴灑第一清洗液；b23，第一清洗液噴嘴停止向所述晶片背面噴灑第一清洗液；b24，第一清洗液噴嘴回到原來位置。
所述第一清洗液的噴灑時(shí)間由所述外露薄膜的厚度決定。
所述第一清洗液包括氫氟酸、硝酸、磷酸中的一種或其混合。
所述步驟b2包括所述晶片表面處理裝置向所述的晶片正面吹氮?dú)狻?br> 所述步驟b3包括b31，將第二清洗液噴嘴置于所述晶片背面中心上方位置；b32，第二清洗液噴嘴向晶片背面噴灑第二清洗溶液；b33，第二清洗液噴嘴停止向晶片背面噴灑第二清洗溶液；b34，第二清洗液噴嘴回到原來位置。
所述第二清洗液為去離子水。
所述的氣體包括氮?dú)狻?br> 所述的檢查晶片背面缺陷的方法包括目檢。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本方法采用一層層去除晶背薄膜的方法來達(dá)到移除背面缺陷的目的。因而本方法移除晶片背面的缺陷，能夠?qū)Σ煌穸鹊谋∧ひ瞥赃_(dá)到移除缺陷的目的，可移除的薄膜厚度可以是1000?；驇装侔＃瑢?duì)晶片背面影響較小。對(duì)背面薄膜采用一層一層去除直到缺陷剛好被移除為止，避免了對(duì)晶片背面材料過多的刻蝕從而可能會(huì)影響其封裝制程。在去除缺陷過程中，對(duì)晶片正面有氣體保護(hù)，不會(huì)對(duì)正面器件造成損傷，清除過程中也沒有物理機(jī)械等作用于晶片上下表面，不會(huì)對(duì)整個(gè)晶片造成變形等缺陷。


圖1A和圖1B為缺陷在晶背不同位置掩埋示意圖；圖2為本發(fā)明晶片背面缺陷的移除方法的流程圖；圖3為本發(fā)明清洗有缺陷晶片背面流程圖；圖4為有缺陷的晶片背面各膜層的剖面圖；圖5本發(fā)明方法清洗晶片背面缺陷的剖面6為本發(fā)明方法移除缺陷后的晶片背面各膜層剖面圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。
圖2是本發(fā)明晶片背面缺陷的移除方法的流程圖。如圖2首先確定晶背帶有缺陷的晶片背面各膜層的厚度與組成(S200)。確定的方法可以從該晶片在生產(chǎn)過程中的工藝歷史紀(jì)錄中找到，由于某些道工藝?yán)鐮t管在晶片正面生長薄膜的同時(shí)會(huì)在背面生長相同材料和厚度的膜層，藉由對(duì)每道工藝的歷史紀(jì)錄可確定哪些膜層在晶圓正面生長時(shí)也同時(shí)會(huì)在背面生長相同的膜層，并可確定背面膜層依次從內(nèi)道外的材料和厚度。然后，由外露膜層開始，對(duì)每一膜層選用能夠去除該層膜的清洗液對(duì)其濕法刻蝕(S210)。每刻蝕掉一層薄膜，檢查晶片背面的缺陷是否也同時(shí)移除(S220)。若是，對(duì)背面的缺陷的移除完成，該晶片進(jìn)行其下道的工序(S230)；否則，再選用對(duì)背面現(xiàn)外露膜層相應(yīng)的清洗液對(duì)該層進(jìn)行刻蝕并檢查缺陷是否移除，直到所述缺陷被移除為止。
圖3是有缺陷晶片背面清洗的流程圖。對(duì)帶有缺陷晶背膜層的清洗是在清洗裝置中進(jìn)行的。首先，通過自動(dòng)搬運(yùn)裝置置待清洗晶片于單片濕法清洗裝置，并使其背面朝上(S300)；然后清洗裝置中的噴嘴向晶片背面噴灑第一清洗液對(duì)晶背外層薄膜進(jìn)行濕法刻蝕(S310)和第二清洗液進(jìn)行沖洗(S320)，最后用惰性氣體把晶背吹干并取出該晶片(S330)。
下面對(duì)該方法進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖4所示，晶片400是已經(jīng)完成了正面器件的制造和互連，檢查晶片背面時(shí)發(fā)現(xiàn)背面有大片的顏色異常缺陷425，該缺陷掩埋在晶片背面膜層內(nèi)部，無法用現(xiàn)有的方法去除。追蹤該產(chǎn)品制造過程中的歷史紀(jì)錄，在生產(chǎn)過程中前段有三道爐管生長薄膜會(huì)在背面也生長相同厚度和材料的薄膜，根據(jù)生長的前后順序，確定由內(nèi)道外分別是厚度約為厚度約為2000埃的單晶硅405，厚度約為150埃的氧化硅層410，厚度約為300埃的氮化硅層420，厚度約為1000埃的氧化硅層430。依據(jù)本發(fā)明除去缺陷所采用的方法，即用適當(dāng)適量的清洗液刻蝕外層的氧化硅層430，然后檢查缺陷225是否被除去，若沒有，再選擇能夠刻蝕氮化硅層420的清洗液對(duì)該層氮化硅層420進(jìn)行刻蝕，再檢查背面缺陷425是否還存在，直到缺陷425被除去為止。
確定了晶片背面的各膜層組成及厚度，還需要確定刻蝕相應(yīng)膜層的清洗液。如本實(shí)施例中，最外層的是一厚度約為1000埃的氧化硅層430，應(yīng)選用能夠?qū)ρ趸鑼?30具有較強(qiáng)刻蝕能力和較快刻蝕速率的清洗液，又要考慮該清洗液不會(huì)對(duì)其下層的氮化硅層420過多的刻蝕。一般的，選用的清洗液對(duì)兩層的刻蝕速率相差較大，且對(duì)下層刻蝕的速度是越小越好。清洗液包括氫氟酸(HF)、硝酸(HNO3)、磷酸(H3PO4)中的一種或其混合。對(duì)與氧化物來說，選用溫度約為45度、濃度為49％的氫氟酸具有很好的效果。此時(shí)其對(duì)氧化硅層430的刻蝕速率為600埃/秒，而對(duì)氮化硅層420的刻蝕速率為11埃/秒；從刻蝕速率上看，不到2秒，就會(huì)把最外層的氧化硅層430全部刻蝕掉。一般的選用反應(yīng)時(shí)間為2秒，一方面為該步清洗留出余量使其能夠充分徹底移除該氧化硅層430，另一方面由于氫氟酸對(duì)下層氮化硅層420的刻蝕速率較慢，也不會(huì)對(duì)下層氮化硅層420造成過多的刻蝕。
在單晶片濕法清洗設(shè)備設(shè)定好相應(yīng)的程式，將需要去除背面缺陷的晶片放到所述機(jī)臺(tái)上，機(jī)械手自動(dòng)抽取選定的晶片運(yùn)送到刻蝕反應(yīng)室，反應(yīng)室中的機(jī)械手卡住晶片側(cè)面，以使晶片留出上下表面，晶片背面朝上。然后，根據(jù)程式的設(shè)定，晶片以某一速度比如50轉(zhuǎn)/秒旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，有氮?dú)鈬婎^朝上放置于晶片正面中心的下方并向晶片正面方向吹氮?dú)?，氮?dú)獾臍饬鞔档骄嬷行氖茏韬笱刂娴谋砻嬗芍行南蜻吘壱苿?dòng)直至晶片邊緣外面，該過程貫穿整個(gè)清洗過程直到清洗完成晶片被取出該清洗裝置前為止。開始向晶片正面吹氮?dú)夂?，如圖5所示，噴灑氫氟酸的噴嘴440移到晶片背面的中央，向晶片噴撒所述的氫氟酸，噴灑時(shí)間約為2秒，噴灑過程中，晶片以設(shè)定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的氫氟酸在晶片背面形成薄膜450，均勻的對(duì)整個(gè)晶片背面的氧化硅層刻蝕。大約2秒，刻蝕完成。晶片旋轉(zhuǎn)甩掉刻蝕過程中反應(yīng)殘留物，同時(shí)噴灑去離子水噴頭移至晶片背面上方并噴灑去離子水對(duì)晶背進(jìn)行沖洗大約5～10秒。完成沖洗后，晶片繼續(xù)旋轉(zhuǎn)甩掉留在晶片背面的所述的去離子水殘留，然后對(duì)該晶圓背面背面吹氮?dú)獯蹈伤鼍趁?。此時(shí)，氮化硅薄膜420曝露在最外面。在整個(gè)清洗過程中向晶片正面吹氮?dú)馐潜Ｗo(hù)晶片正面，防止噴灑在晶片背面的氫氟酸從晶片邊緣倒流回晶片正面而腐蝕晶片正表面的半導(dǎo)體器件。完成氧化膜430的去除后，把該晶片從晶片清洗裝置中取出，目檢或在顯微鏡下檢查晶片背面的缺陷是否去除或去除干凈。如果已完全去除，對(duì)該晶片進(jìn)行下道工序；如果沒有去除或沒有完全去除，選用能夠去除氮化硅層420的清洗液如磷酸(H3PO4)并選用合適的溫度和濃度對(duì)其重復(fù)以上步驟，直至背面缺陷被完全移除為止。本實(shí)施例中對(duì)存在于兩層膜之間的缺陷去除進(jìn)行了說明，該方法對(duì)與缺陷存在于某一層內(nèi)部也同樣適用。
如圖6所示，通過49％氫氟酸對(duì)所述晶片背面外露氧化硅層430刻蝕清洗后，厚度為1000埃的氧化硅層430完全去除，氮化硅層420被刻蝕掉約3～4埃，掩埋在氧化硅層內(nèi)部的晶片背面的缺陷425已經(jīng)被移除。
本發(fā)明中移除晶片背面缺陷的方法也可用在晶片生產(chǎn)過程中。例如，該晶片還在前段制造過程中，某一道爐管中薄膜生長把背面的缺陷掩埋在里面，而在完成該薄膜生長后就檢查到了該缺陷，就可以采用本發(fā)明的方法移除晶片背面的生長的薄膜以達(dá)到去除所述缺陷的目的，而不必等到該晶片完成整個(gè)制程在對(duì)晶片背面進(jìn)行處理。因?yàn)樯a(chǎn)過程中能夠確定缺陷是埋在該層薄膜底下，因而在生產(chǎn)過程中對(duì)晶片背面進(jìn)行處理也簡化了操作步驟。
本方法采用一層層去除晶背薄膜的方法來達(dá)到移除背面缺陷的目的。因而本方法移除晶片背面的缺陷，能夠?qū)Σ煌穸鹊谋∧ひ瞥赃_(dá)到移除缺陷的目的，可移除的薄膜厚度可以是1000?；驇装侔?，對(duì)晶片背面影響較小。對(duì)背面薄膜采用一層一層去除直到缺陷剛好被移除為止，避免了對(duì)晶片背面材料過多的刻蝕從而可能會(huì)影響其封裝制程。在去除缺陷過程中，對(duì)晶片正面有氣體保護(hù)，不會(huì)對(duì)正面器件造成損傷，清除過程中也沒有物理機(jī)械等作用于晶片上下表面，不會(huì)對(duì)整個(gè)晶片造成變形等缺陷。
本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種晶片背面缺陷的移除方法，其特征在于，該方法包括a，確定所述晶片背面各膜層厚度與組成；b，選用與所述晶片背面外露膜層相應(yīng)的清洗液對(duì)其進(jìn)行濕法刻蝕，去除該膜層；c，檢查所述晶片背面缺陷是否被移除，若是，該晶片進(jìn)入下道工序；否則轉(zhuǎn)到步驟b。
2.如權(quán)利要求1所述的晶片背面缺陷的移除方法，其特征在于，步驟a包括從所述晶片制造歷史記錄中查找背面各膜層組成及厚度。
3.如權(quán)利要求1所述的晶片背面缺陷的移除方法，其特征在于所述晶片背面膜層材料包括氮化硅、氧化硅、單晶硅。
4.如權(quán)利要求1所述的晶片背面缺陷的移除方法，其特征在于，步驟b包括b1，將所述背面有缺陷的晶片置于晶片表面處理裝置；b2，所述晶片表面處理裝置向所述晶片背面噴灑第一清洗液；b3，所述晶片表面處理裝置向所述晶片背面噴灑第二清洗液；b4，用氣體吹干晶片背面，從所述晶片表面處理裝置中取出晶片。
5.如權(quán)利要求4所述的晶片背面缺陷的移除方法，其特征在于所述的晶片表面處理裝置為單晶片濕法清洗裝置。
6.如權(quán)利要求4所述的晶片背面缺陷的移除方法，其特征在于在所述的晶片表面處理裝置用機(jī)械手卡住晶片側(cè)面并使晶片背面朝上。
7.如權(quán)利要求4所述的晶片背面缺陷的移除方法，其特征在于步驟b2和b 3中晶片處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求4所述的晶片背面缺陷的移除方法，其特征在于，步驟b2包括b21，將第一清洗液噴嘴置于所述晶片背面中心上方位置；b22，第一清洗液噴嘴向所述晶片背面噴灑第一清洗液；b23，第一清洗液噴嘴停止向所述晶片背面噴灑第一清洗液；b24，第一清洗液噴嘴回到原來位置。
9.如權(quán)利要求4所述的晶片背面缺陷的移除方法，其特征在于所述第一清洗液的噴灑時(shí)間由所述外露薄膜的厚度決定。
10.如權(quán)利要求4或8或9所述的晶片背面缺陷的移除方法，其特征在于所述第一清洗液包括氫氟酸、硝酸、磷酸中的一種或其混合。
11.如權(quán)利要求4所述的晶片背面缺陷的移除方法，其特征在于，步驟b2包括所述晶片表面處理裝置向所述的晶片正面吹氮?dú)狻?br> 12.如權(quán)利要求4所述的晶片背面缺陷的移除方法，其特征在于，步驟b3包括b31，將第二清洗液噴嘴置于所述晶片背面中心上方位置；b32，第二清洗液噴嘴向晶片背面噴灑第二清洗溶液；b33，第二清洗液噴嘴停止向晶片背面噴灑第二清洗溶液；b34，第二清洗液噴嘴回到原來位置。
13.如權(quán)利要求12所述的晶片背面缺陷的移除方法，其特征在于所述第二清洗液為去離子水。
14.如權(quán)利要求4所述的晶片背面缺陷的移除方法，其特征在于所述的氣體包括氮?dú)狻?br> 15.如權(quán)利要求1所述的晶片背面缺陷的移除方法，其特征在于所述的檢查晶片背面缺陷的方法包括目檢。
全文摘要
本發(fā)明提供一種晶片背面缺陷的移除方法。首先確定背面有缺陷的晶片背面各膜層厚度與組成；然后與所述晶片背面外露膜層相應(yīng)的清洗液對(duì)其進(jìn)行濕法刻蝕，去除該膜層；最后檢查所述晶片背面缺陷是否存在，若否，進(jìn)入該晶片下道工序；否則繼續(xù)對(duì)其下層的膜層進(jìn)行濕法蝕刻并檢查缺陷移除狀況，直到該缺陷被移除為止。
文檔編號(hào)H01L21/66GK101090072SQ20061002758
公開日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2006年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月12日
發(fā)明者王明珠, 方明海, 呂秋玲, 陳淑美 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司