能实现背面精细化光刻的IGBT背面制作方法技术

本发明专利技术涉及一种能实现背面精细化光刻的IGBT背面制作方法，其包括如下步骤：a、在晶圆的晶圆正面得到所需的正面元胞结构；b、对晶圆的晶圆背面进行减薄；c、进行初次背面离子注入，并涂覆光刻胶层；d、提供光刻机；e、将掩膜版与基准标记进行对准，且利用穿透信号发射装置扫描晶圆上的金属层套刻对位标记；f、对晶圆的位置进行校正，以使得晶圆与掩膜版的精准对位；g、对光刻胶层进行曝光显影，并在曝光显影后，对晶圆背面进行所需的二次背面离子注入；h、退火后激活载流子；i、设置背面金属层。本发明专利技术能有效实现光刻对位，能对套刻精度进行有效控制，满足IGBT设计的需求，且不受背面图形特征的影响，真正实现背面图形精细化的目标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工艺方法，尤其是一种具有内置二极管的IGBT背面制作方法，属于IGBT器件制备的

技术介绍
IGBT 结合了功率 MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)及功率晶体管的优点，具有工作频率高，控制电路简单，电流密度高，通态压低等特点，广泛应用于功率控制领域。在实际应用中，IGBT很少作为一个独立器件使用，尤其在感性负载的条件下，IGBT需要一个快恢复二极管续流。因此现有的IGBT产品，一般采用反并联一个二极管以起到续流作用，保护IGBT器件。为降低成本，反并联的二极管可以集成在IGBT芯片内，即集成反并联二极管的IGBT或具有内置二极管的IGBT。公开号为CN202796961U的文件公开了一种具有内置二极管的IGBT，具体结构可以参考公开文件中的附图4，其中，在IGBT器件的背面采用背面P型和N型交替平行分布的形式，以形成内置二极管；正面条形元胞与背面条形相垂直，形成背面与正面结构的自对准，通过背面P型和N型的比例分配，粗略的调整器件性能。目前，对于制备背面P型与N型时，只能用条形图案，并且图形的控制精度要求较为粗略，适用的器件方案较为有限，不具有普适性。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种能实现背面精细化光刻的IGBT背面制作方法，其工艺步骤简单，能有效实现光刻对位，能对套刻精度进行有效控制，满足IGBT设计的需求，且不受背面图形特征的影响，真正实现背面图形精细化的目标。按照本专利技术提供的技术方案，一种能实现背面精细化光刻的IGBT背面制作方法，所述IGBT背面制造工艺包括如下步骤: a、提供制备IGBT器件所需的晶圆，在所述晶圆的晶圆正面进行所需的正面工艺，以在晶圆的晶圆正面得到所需的正面元胞结构，所述正面元胞结构包括正面金属层以及金属层套刻对位标记； b、对上述晶圆的晶圆背面进行减薄，以使得减薄后得到晶圆的厚度不大于300μπι; c、对上述晶圆的晶圆背面进行所需的初次背面离子注入，并在离子注入后的晶圆背面上涂覆光刻胶层； d、提供用于对上述晶圆背面上涂覆的光刻胶层进行光刻的光刻机，所述光刻机包括下曝光台以及位于所述下曝光台上方的上曝光台，在上曝光台的下表面设置用于掩膜版对准的基准标记，下曝光台上设置能发射穿透减薄后晶圆信号的穿透信号发射装置，在上曝光台上设置用于接收穿过晶圆后信号的穿透信号接收装置； e、将上述晶圆的晶圆背面朝上并置于下曝光台与上曝光台间，并将位于晶圆上方的掩膜版与基准标记进行对准，且利用穿透信号发射装置扫描晶圆上的金属层套刻对位标记； f、利用穿透信号接收装置接收穿透晶圆后的穿透信号，以得到套刻对位标记图形信息，根据套刻对位标记图形信息以及基准标记确定晶圆的位置，并比对金属层套刻对位标记与掩膜版上掩膜版套刻对位标记的中心坐标；根据金属层套刻对位标记的中心坐标以及掩膜版上掩膜版套刻对位标记的中心坐标，对晶圆的位置进行校正，以使得晶圆与掩膜版的精准对位； g、利用掩膜版对晶圆背面上的光刻胶层进行曝光显影，并在曝光显影后，对晶圆背面进行所需的二次背面离子注入，所述二次背面离子注入的离子导电类型与初次背面离子注入的离子导电类型相反； h、去除上述晶圆背面的光刻胶层，并在退火后激活载流子，以得到所需分布于晶圆背面的二极管； 1、在上述晶圆背面设置所需的背面金属层。所述金属层套刻对位标记的形状包括十字形、方形、圆形、三角形、菱形、五角形、六边形或八边形。所述步骤b包括如下步骤: bl、在得到正面元胞结构的晶圆正面贴蓝膜，并对所述晶圆的背面采用化学机械研磨方式的初次减薄； b2、去除上述贴在晶圆正面的蓝膜，并在晶圆正面键合玻璃基片，并对晶圆的背面通过化学机械研磨方式进行二次减薄，以使得减薄后晶圆的总厚度不超过300 μπι。所述玻璃基片的折射率为1.5-1.8，反射率为4%~81.6%。本专利技术的优点:在上曝光台的下表面设置基准标记以及穿透信号接收装置，在下曝光台上设置穿透信号发射装置，利用基准标记能实现对掩膜版的对准，利用穿透信号接收装置与穿透信号发射装置配合，能获取晶圆的套刻对位标记图形，利用套刻对位标记图形与基准标记确定晶圆的位置，利用掩膜版上的掩膜版套刻对位标记与晶圆上金属层套刻对位标记能实现晶圆与掩膜版间的精准对位，利用掩膜版能对晶圆背面上的光刻胶进行曝光显影，即能得到晶圆背面的Ν掺杂区域、Ρ掺杂区域的位置与形状等，实现背面图形精细化，安全可靠。【附图说明】图1为本专利技术进行背面工艺的示意图。附图标记说明:1-上曝光台、2-下曝光台、3-基准标记、4-穿透信号接收装置、5_穿透信号发射装置、6-掩膜版、7-晶圆正面、8-金属层套刻对位标记、9-玻璃基片、10-晶圆背面、11-掩膜版套刻对位标记以及12-晶圆。【具体实施方式】下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示:为了能有效实现光刻对位，能对套刻精度进行有效控制，满足IGBT设计的需求，且不受背面图形特征的影响，真正实现背面图形精细化的目标，本专利技术IGBT背面制造工艺包括如下步骤: a、提供制备IGBT器件所需的晶圆12，在所述晶圆12的晶圆正面7进行所需的正面工艺，以在晶圆12的晶圆正面7得到所需的正面元胞结构，所述正面元胞结构包括正面金属层以及金属层套刻对位标记8 ； 具体地，晶圆12的材料可以为硅，晶圆正面7与晶圆背面10为晶圆12的两个表面，在晶圆正面7可以实施常规的正面工艺，以得到正面元胞结构，正面元胞结构的具体实施结构可以为本
人员所熟知的结构，也可以根据需要进行选择确定，具体选择以及确定过程均为本
人员所熟知，此处不再赘述。在正面金属层上通过常规工艺得到金属层套刻对位标记8，得到金属层套刻对位标记8的具体实施过程此处不再赘述。所述金属层套刻对位标记8的形状包括十字形、方形、圆形、三角形、菱形、五角形、六边形或八边形。金属层套刻对位标记8的具体形状不限于上述列举的形状，图1中示出了采用十字形的金属层套刻对位标记8。b、对上述晶圆12的晶圆背面10进行减薄，以使得减薄后得到晶圆12的厚度不大于 300 μm ； 本专利技术实施例中，所述步骤b包括如下步骤: bl、在得到正面元胞结构的晶圆正面7贴蓝膜，并对所述晶圆12的背面采用化学机械研磨方式的初次减薄； 在晶圆正面7上贴蓝膜，是为了保护正面元胞结构不被划伤；在晶圆正面7上贴蓝膜的过程以及利用化学机械研磨对晶圆12的背面进行减薄的过程均为本
人员所熟知，此处不再赘述。具体实施时，初次减薄后，能使得晶圆12的厚度从725 μπι减薄到400 μm，确保后续在晶圆12上键合玻璃基片9后，玻璃基片9与晶圆12的总厚度不超过晶圆12在初次减薄前的厚度。b2、去除上述贴在晶圆正面7的蓝膜，并在晶圆正面7键合玻璃基片9，并对晶圆12的背面通过化学机械研磨方式进行二次减薄，以使得减薄后晶圆12的总厚度不超过300 μ mD本专利技术实施例中，所述玻璃基片9的折射率为1.5-1.8，反射率为4%~81.6%。在晶圆正面7键合玻璃基片9后，能降低晶圆12碎片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能实现背面精细化光刻的IGBT背面制作方法，其特征是，所述IGBT背面制造工艺包括如下步骤：（a）、提供制备IGBT器件所需的晶圆（12），在所述晶圆（12）的晶圆正面（7）进行所需的正面工艺，以在晶圆（12）的晶圆正面（7）得到所需的正面元胞结构，所述正面元胞结构包括正面金属层以及金属层套刻对位标记（8）；（b）、对上述晶圆（12）的晶圆背面（10）进行减薄，以使得减薄后得到晶圆（12）的厚度不大于300μm；（c）、对上述晶圆（12）的晶圆背面（10）进行所需的初次背面离子注入，并在离子注入后的晶圆背面（10）上涂覆光刻胶层；（d）、提供用于对上述晶圆背面（10）上涂覆的光刻胶层进行光刻的光刻机，所述光刻机包括下曝光台（2）以及位于所述下曝光台（2）上方的上曝光台（1），在上曝光台（1）的下表面设置用于掩膜版（6）对准的基准标记（3），下曝光台（2）上设置能发射穿透减薄后晶圆（12）信号的穿透信号发射装置（5），在上曝光台（1）上设置用于接收穿过晶圆（12）后信号的穿透信号接收装置（4）；（e）、将上述晶圆（12）的晶圆背面（10）朝上并置于下曝光台（2）与上曝光台（1）间，并将位于晶圆（12）上方的掩膜版（6）与基准标记（3）进行对准，且利用穿透信号发射装置（5）扫描晶圆（12）上的金属层套刻对位标记（8）；（f）、利用穿透信号接收装置（4）接收穿透晶圆（12）后的穿透信号，以得到套刻对位标记图形信息，根据套刻对位标记图形信息以及基准标记（3）确定晶圆（12）的位置，并比对金属层套刻对位标记（8）与掩膜版（6）上掩膜版套刻对位标记（11）的中心坐标；根据金属层套刻对位标记（8）的中心坐标以及掩膜版（6）上掩膜版套刻对位标记（11）的中心坐标，对晶圆（12）的位置进行校正，以使得晶圆（12）与掩膜版（6）的精准对位；（g）、利用掩膜版（6）对晶圆背面（10）上的光刻胶层进行曝光显影，并在曝光显影后，对晶圆背面（10）进行所需的二次背面离子注入，所述二次背面离子注入的离子导电类型与初次背面离子注入的离子导电类型相反；（h）、去除上述晶圆背面（10）的光刻胶层，并在退火后激活载流子，以得到所需分布于晶圆背面（10）的二极管；（i）、在上述晶圆背面（10）设置所需的背面金属层。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程炜涛，许剑，卢烁今，叶甜春，
申请(专利权)人：江苏中科君芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32