背金工艺












背金工艺是一种在wafer背面淀积金属的工艺。目前背金蒸发使用的金属材料为钛(TI)、镍(NI)、银(Ag)三种,蒸镀的顺序分别是钛层(1KA)、镍层(2KA)、银层(10KA)。
TI和Sl能很好的结合,但是电阻较高,Ti层厚度最薄。Ni作为中间黏合层,不能太薄,最外一层镀Ag层保护Ni层。
工艺步骤为∶ TAPE→GRINDING → Si-Etch → DETAPE → EG-BOE →BACK-METAL。
TAPE
将硅片正面粘贴一层保护膜。
加工完产品后,需要逐片检查贴膜质量,要求整张膜下面都没有气泡,贴膜在硅片表面的颜色要均匀、一致,硅片边缘的膜要切割整齐、光滑,膜的边缘和硅片边缘一致,上述任何一项不满足, 都要撕掉膜,重新贴膜。
纹路异常
异常原因∶减薄时减薄机砂轮粗糙、研磨不均匀引起
处理方法∶ 当站检出、返工(华林科纳)硅腐蚀原理
(1)NO2 formation(HNO2 always in traces in HNO3): HNO2+ HNO3→2 NO2 1+ H2O(2) Oxidation of silicon by NO2: 2NO2+Si →Si2++2NO2-(3) Formation of SiO2: Si2++2 (OH)-→ SiO2 + H2
(4)Etching of SiO2:SiO2+6HF→H2SiF6+2H2O
总反应式∶
Si+HNO3+6HF=H2SiF6+H2NO2+H2O+H2我们硅腐蚀速率∶ 1-2um/Min
硅片减薄后会产生很多表面损伤,并且有硅粉残留。此时wafer内部应力很大,容易碎片,硅腐蚀可以消除其内部应力,并且使其表面粗糙度更大,金属更容易在其上淀积。
异常描述∶
背金后背面有日光灯下可见的白色痕迹
异常原因∶
残留酸液与硅片反应,或者 cassette、提拔有水滴落到 wafer上。
处理方法∶日光灯下不可见即可放行严重的分出待集中返工。
异常描述∶产品正面发雾
异常原因∶正面Al被BOE腐蚀,且不均匀
处理方法∶ baseline放行
电子束蒸发原理
在高温材料的蒸发上,我佣通常采用电子束蒸发(Electron Beam Evaporation,简称EBE)来进行的, EBE 是利用电子束(Electron Beam)在高压下加速,经过强磁场偏转,撞击靶材, 使蒸发源加热,且加热的范围可局限在蒸发源表面极小,不必对整侗蒸发源加热,效率更高。所以,在半导体制程上的应用,蒸发法通常使用是以EBE 来进行的,如我们的Ti,Ni,Ag的蒸发便是一例。
EB GUN蒸发优点
因为电子束直接加热在被蒸发材料上且一般装被蒸发材坩锅之基座都有水冷装置,比起热电阻加热法污染较少,所以膜品质较高。又由于电子束可加速到很高能量,一些膜性质良好的氧化层在热电阻加热法中不能蒸发的,在此皆可。而且可以做成许多倜坩锅装放不同被蒸发材料排成一圈,要蒸发时就转到电子束轰击位置,因此镀多层膜相当方便,图3 是一些可加装坩锅形状或直接使用之材料座的例子。若膜层甚多需要很多材料则作半径很大的坩锅或上升型圆柱状的设计,如图2-3g。图2-3f则可放两种以上多量材料之材料座。
EB GUN蒸发缺点
1.若电子束及电子流控制不当会引起材料分解或游离,前者会造成吸收后者会造成基板累计电荷而造成膜面放电损伤。
2. 对不同材料所需之电子束的大小及扫描方式不同,因此若镀膜过程中使用不同镀膜材料时必须不时调换。
3. 对于升华材料或稍微溶解即会蒸发之材料,如SiO2,其蒸发速率及蒸发分布不稳定,因此对膜厚的均与性很大影响。若将Si02 由颗粒状改为块材并调好电子束扫描之形状,则可望获得较好的分布稳定性。
华林科纳工艺要求
腔体真空∶ 4. OE-4Pa腔体温度∶ 200℃
蒸发速率∶Ti∶10A/S,Ni∶10A/S,Ag∶20A/S行星架旋转速度∶ 8rpm
背面PEELING分析 Peeling分类∶
a,TI-SI分离,三层全部peeling b,NI-TI分离,NI/Ag两层peeling
c,NI-Ag分离,Ag层peeling(我们目前出现最多) Peeling异常原因分析∶
1,工艺存在异常,导致金属层与SI的粘附力较差∶
a,wafer表面蒸发前未作业清洗,或者被沾污,水气等; b,蒸发设备不稳定,真空差、漏气等;
2,后续保存不当,受环境因素影响,导致Ag表面沾污或氧化,出现黄
斑,白斑导致peeling。
蒸发异常 1.卡坩埚
坩埚由设备转动至预定位置后, 重新编辑补蒸程序。补蒸程序需要检查process log做片记录后决定新建子菜单。
蒸发异常 2.溅源·溅源标准∶
金属溅源直径大于或等于 2mm,或小于 2mm 的颗数大于等于 5颗,
蒸发后发现片子背面有圆形颗粒,只需用刀片将其剔掉即可
