本发明针对现有晶圆制造方法中存在的在晶圆的背表面和亚表面上产生损伤以及残余应力并进而对晶圆正面的半导体器件性能产生不良影响的问题,提供了一种晶圆制造方法,能够消弱在晶圆的背表面和亚表面上所产生的损伤以及残余应力对晶圆正面的半导体器件性能的不良影响。本发明提供一种晶圆制造方法,该工艺包括:选用SOI材料作为衬底,其中,所述SOI材料包括用于制造半导体器件的器件层、用于支撑所述衬底的支撑层以及位于所述器件层和所述支撑层之间的绝缘层,并且所述器件层的厚度为晶圆制造完成后的目标厚度;在所述器件层上制造半导体器件;去除所述支撑层;采用刻蚀工艺去除所述绝缘层。
1.一种晶圆制造方法,该方法包括:a)选用SOI材料作为衬底,其中,所述SOI材料包括用于制造半导体器件的器件层、用于支撑所述衬底的支撑层以及位于所述器件层和所述支撑层之间的绝缘层,并且所述器件层的厚度为晶圆制造完成后的目标厚度;b)在所述器件层上制造半导体器件;c)去除所述支撑层;d)采用刻蚀工艺去除所述绝缘层。
2.根据权利要求1所述的晶圆制造方法,其中,步骤c)中所述去除所述支撑层包括:对所述支撑层进行磨削;采用刻蚀工艺去除残余的支撑层。
3.根据权利要求2所述的晶圆制造方法,其中,所述对所述支撑层进行磨削包括:用砂轮对所述支撑层进行磨削,然后用细目砂轮对所述支撑层进行精细研磨,并在所述支撑层的剩余厚度为1至20μm时停止。
4.根据权利要求1所述的晶圆制造方法,其中,步骤c)中所述去除所述支撑层包括:对所述支撑层进行机械磨削;采用干式抛光和/或化学机械抛光去除残余的支撑层。
5.根据权利要求1或2或4所述的晶圆制造方法,其中,所述刻蚀工艺为湿法刻蚀工艺。
6.根据权利要求1所述的晶圆制造方法,其中,在步骤c)之前还包括在所述半导体器件制造完成之后,在所述器件层的表面贴上保护膜;以及在步骤d)之后还包括去除所述保护膜。技术领域
本发明涉及半导体制造领域,尤其涉及一种晶圆制造方法。
背景技术
在半导体器件、尤其是功率器件的加工工艺中,通常,占总厚度90%左右的衬底材料是用于保证晶圆在制造、测试和运送过程中有足够的强度,而晶圆上的电路层的有效厚度仅占衬底材料总厚度的一小部分,因此,在电路层制作完成之后,晶圆背面减薄工艺成为晶圆制造过程中的关键性技术。传统的晶圆制造流程通常如下:1)在晶圆正面制造半导体器件;2)在已完成半导体器件加工工艺的晶圆正面贴上保护膜,以便防止在晶圆背面减薄工艺中晶圆正面的器件层遭到破坏;3)在晶圆正面上完成贴膜之后,使用机械方法(例如砂轮)对晶圆背面进行磨削,并在去除一定厚度之后换用细目砂轮进行精细研磨;4)对研磨后的晶圆背面进行去损伤和残余应力工艺(例如湿法腐蚀),以便将带有晶层损伤的晶圆背面及其亚表层去除,同时达到释放残余应力的目的。其中,上述步骤2)-4)为晶圆背面减薄过程。通过上述的工艺流程,晶圆就制造完成,并就达到了最终需求的减薄厚度。在上述传统的晶圆制造流程中,由于在步骤3)中是利用机械方法来去除材料的,所以不可避免地会在晶圆的背表面和亚表面上产生损伤以及残余应力。如果这些损伤和残余应力在随后的步骤4)中未能合理去除,则将会降低晶圆的机械性能,增大晶圆碎裂的风险,而且这些损伤和残余应力还会通过衬底材料向晶圆正面传播,进而对晶圆上已形成的半导体器件造成性能以及可靠性方面的不良影响,引起性能退化、使用寿命内失效等问题。
发明内容
本发明针对现有晶圆制造方法中存在的在晶圆的背表面和亚表面上产生损伤以及残余应力并进而对晶圆正面的半导体器件性能产生不良影响的问题,提供了一种晶圆制造方法,能够消弱在晶圆的背表面和亚表面上所产生的损伤以及残余应力对晶圆正面的半导体器件性能的不良影响。本发明提供一种晶圆制造方法,该方法包括:选用SOI材料作为衬底,其中,所述SOI材料包括用于制造半导体器件的器件层、用于支撑所述衬底的支撑层以及位于所述器件层和所述支撑层之间的绝缘层,并且所述器件层的厚度为晶圆制造完成后的目标厚度;在所述器件层上制造半导体器件;去除所述支撑层;采用刻蚀工艺去除所述绝缘层。本发明提供的晶圆制造方法相比于传统的晶圆制造方法的优点在于:(1)SOI衬底中的绝缘层能够隔离和吸收机械磨削中产生的机械损伤和残余应力,所以,即使在去除支撑层时采用机械磨削法,仍然可以消除机械磨削对器件层的不良影响;(2)绝缘层是采用刻蚀工艺去除的,而刻蚀工艺不会产生机械损伤和残余应力,从而也不会对器件层产生不良影响。因此,本发明提供的晶圆制造方法能够消弱现有技术中所存在的在晶圆的背表面和亚表面上产生的损伤以及残余应力对晶圆正面的半导体器件性能的不良影响。
附图说明
图1为SOI结构的示意图;图2为本发明提供的晶圆制造方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的晶圆制造方法进行详细描述。本发明的上述及其它目的和不同的特征从阅读以下结合附图的详述中可以更充分地显现。但是,应当理解的是,附图仅是为了说明的目的而并不意谓对本发明的保护范围的限定。在对本发明晶圆制造方法进行详细描述之前,首先简单介绍一下SOI(绝缘体上硅)材料。SOI材料是新型硅基集成电路材料的简称,通常用作半导体制造中的衬底材料。SOI材料具有“硅-绝缘层-硅”三层复合结构,其示意结构如图1所示,其中,6表示用于制造半导体器件的器件层,7表示绝缘层,8表示用于支撑衬底的支撑层。以下对本发明晶圆制造方法进行详细描述。如图2所示,本发明提供的晶圆制造方法包括以下步骤:S201、选用SOI材料作为衬底,其中,所述SOI材料包括用于制造半导体器件的器件层6、用于支撑所述衬底的支撑层8以及位于所述器件层和所述支撑层之间的绝缘层7,并且所述器件层6的厚度为晶圆制造完成后的目标厚度;S202、在所述器件层6上制造半导体器件;S203、去除所述支撑层8;S204、采用刻蚀工艺去除所述绝缘层7。上述步骤S203-S204实现了在晶圆正面制造半导体器件之后的晶圆背面减薄功能。本发明提供的晶圆制造方法相比于传统的晶圆制造方法的优点在于:(1)SOI衬底中的绝缘层6能够隔离和吸收机械磨削中产生的机械损伤和残余应力,所以,即使在去除支撑层8时采用机械磨削法,仍然可以消除机械磨削对器件层6的不良影响;(2)绝缘层7是采用刻蚀工艺去除的,而刻蚀工艺不会产生机械损伤和残余应力,从而也不会对器件层6产生不良影响。因此,本发明提供的晶圆制造方法能够消弱现有技术中存在的在晶圆的背表面和亚表面上产生的损伤以及残余应力对晶圆正面的半导体器件性能的不良影响。优选地,在步骤S201中,在选用SOI材料作为衬底之前,可使SOI材料中器件层6的阻值为传统工艺中的衬底阻值,从而使得步骤S202中在SOI衬底上制造半导体器件的工艺与传统工艺相同,以便减小新工艺开发的成本和时间。优选地,步骤S203中,所述去除所述支撑层8可以包括:对所述支撑层8进行磨削;采用刻蚀工艺去除残余的支撑层8。其中,磨削的加工效率高,成本低,加工后的硅片平整度好,但是硅片表面会产生损伤层,而且磨削表面还存在残余应力,而磨削之后的刻蚀工艺则能消除损伤层和残余应力。优选地,上述对所述支撑层8进行磨削可以包括:用砂轮对所述支撑层8进行磨削,然后用细目砂轮对所述支撑层8进行精细研磨,并在所述支撑层8的厚度剩余若干微米时停止。其中,剩余的所述支撑层8的厚度为1至20μm。优选地,步骤S203中,所述去除所述支撑层8也可以包括:对所述支撑层8进行机械磨削;采用干式抛光和/或化学机械抛光去除残余的支撑层8。在上述磨削、研磨、抛光(干式抛光和/或化学机械抛光)过程中,由于SOI材料中绝缘层7的吸收和隔绝作用,所以这些过程中所产生的损伤和应力难以传递至器件层6,从而与传统晶圆制造过程中对晶圆背面进行减薄的方法相比,本申请所提供的方法消弱了晶圆背面减薄过程中对器件层6中半导体器件性能的影响。优选地,上述去除残余支撑层8、绝缘层7时所采用的刻蚀工艺均为湿法刻蚀工艺。湿法刻蚀工艺为本领域技术人员所熟知,在此不再赘述。下面仅以刻蚀绝缘层7为例进行简要说明。在刻蚀绝缘层7时,首先选择适合刻蚀绝缘层7的刻蚀液,然后将晶圆浸入刻蚀液中,由于刻蚀选择比的关系,在绝缘层7被刻蚀完之后,会在器件层6的表面自动停止刻蚀。优选地,在步骤S203之前还包括:在所述半导体器件制造完成之后,在所述器件层6的表面贴上保护膜;以及在步骤S204之后还包括:去除所述保护膜。其中,在器件层6的表面贴上保护膜的目的在于防止步骤S203和步骤S204中对晶圆背面进行减薄的过程中破坏器件层6中的已经制造完成的半导体器件结构。本发明提供的晶圆制造方法还具有另一优点,即最终剩余材料的厚度均匀性优于现有晶圆制造方法所获得的剩余材料的厚度均匀性,原因在于:首先,在步骤S201中,在使所述器件层6的厚度为晶圆制造完成之后的目标厚度的过程中,可以容易地将厚度均匀性控制在误差±2μm的范围内甚至更佳;其次,湿法刻蚀工艺的刻蚀选择比好。所以相比于现有的晶圆制造方法中所获得的剩余材料的厚度均匀性(一般为±5μm),本发明提供的晶圆制造方法还可以使最终剩余材料的厚度均匀性得到改善,从而提升最终产品的电气性能的一致性。应当理解的是,上面仅对本发明晶圆制造方法的优选实施方式进行了描述,在不背离本发明精神和范围的情况下,可对本发明进行任何变形。