用于材料移除的半导体装置处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术题为“用于材料移除的半导体装置处理方法”。本发明专利技术公开了一种从半导体基材上方移除材料层的至少一部分的方法，该方法可包括将蚀刻溶液分配在半导体基材上方以在材料层上形成蚀刻溶液池，其中蚀刻溶液池的覆盖区小于半导体基材的覆盖区。蚀刻溶液池以及半导体基材可相对于彼此移动。可用至少一个空气刀在半导体基材上限定蚀刻溶液池的池边界，使得蚀刻溶液池在蚀刻溶液池的覆盖区内蚀刻半导体基材上方的材料层。蚀刻溶液以及由蚀刻溶液池蚀刻的材料层的至少一部分可用至少一个空气刀移除。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于材料移除的半导体装置处理方法相关申请本专利申请要求2016年7月8日提交的美国临时专利申请62/189,952的权益，该临时专利申请的全部公开内容据此以引用方式并入本文。
本公开整体涉及半导体装置以及用于从基材移除材料的方法，诸如从基材或半导体基材移除导电晶种层或光致抗蚀剂材料的非期望部分，该基材或半导体基材为诸如原生半导体晶圆、重构半导体晶圆、板材、扇出晶圆或板材、嵌入式晶粒板、芯片载体基材、印刷电路板(PCB)、印刷布线板、或它们的衍生物。用于从基材移除材料的方法也可适用于其他程序，诸如制造用于TV面板的液晶显示器(LCDs)、或其他类似应用，并且不限于晶圆级处理。
技术介绍
半导体装置常见于现代电子产品中。半导体装置具有不同的电部件数量和密度。离散半导体装置通常含有一种类型的电部件，例如，发光二极管(LED)、小信号晶体管、电阻器、电容器、电感器、以及功率金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)。集成半导体装置通常含有数百至数百万个电部件。集成半导体装置的示例包括微控制器、微处理器、电荷耦合装置(CCD)、太阳能电池、以及数字微镜装置(DMD)。半导体装置执行多种多样的功能，诸如信号处理、高速计算、传输以及接收电磁信号、控制电子装置、将日光转变成电力、以及创建用于电视显示器的视觉投影。半导体装置见于娱乐、通信、功率转换、网络、计算机、以及消费性产品领域中。半导体装置也见于军事应用、航空、汽车、工业控制器、以及办公室设备中。半导体装置利用半导体材料的电性质。半导体材料的原子结构允许通过施加电场或基极电流或通过掺杂程序来操纵其导电性。掺杂引入杂质至半导体材料中以操纵和控制半导体装置的导电性。半导体装置含有有源和无源电结构。有源结构(包括双极性和场效晶体管)控制电流的流动。通过改变掺杂的电平以及电场或基极电流施加的电平，晶体管促进或限制电流的流动。无源结构(包括电阻器、电容器、以及电感器)创建执行各种电功能所需的电压与电流之间的关系。无源结构和有源结构电连接以形成电路，其使得半导体装置能够执行高速计算和其他有用的功能。通常使用两个复杂的制造程序来制造半导体装置，即，前段制造和后段制造，各自可能涉及数百个步骤。前段制造涉及在半导体晶圆的表面上形成多个半导体晶粒。每个半导体晶粒通常是相同且含有通过电连接有源和无源部件而形成的电路。后段制造涉及从晶圆成品单切单个半导体晶粒以及封装该晶粒以提供结构支撑和环境隔离。如本文中所使用，术语“半导体晶粒”是指该词语的单数形式和复数形式两者，并且因此可指单个半导体装置和多个半导体装置两者。半导体制造的一个目标是生产较小的半导体装置。较小装置通常消耗较少电力、具有较高性能，并且可更有效率地生产。此外，较小半导体装置具有较小的覆盖区，这对于较小终端产品而言是期望的。较小的半导体晶粒尺寸可通过改善前段程序来实现，从而产生具有较小、较高密度的有源和无源部件的半导体晶粒。后段程序可通过改善电互连和封装材料而产生具有较小覆盖区的半导体装置封装。半导体晶粒的后段处理包括多种表面安装技术(SMT)，其用于将半导体晶粒或集成电路连接至基材和PCB的表面而无需使用PCB中的通孔。四面扁平封装(QFP)使用包括从封装的四个侧边中的每个侧边延伸的引线的SMT，该引线有时称为“鸥翼引线”。QFP引线在该封装内的半导体晶粒与该QFP所安装的PCB或基材之间提供电输入/输出(I/O)互连。其他SMT封装是以无引线方式制造的，并且通常称为扁平无引线封装。扁平无引线封装的示例为四面扁平无引线(QFNs)封装和双面扁平无引线(DFN)封装。QFN封装常规地包括通过线接合连接至引线架的半导体晶粒，该引线架用于封装的I/O互连。前段制造和后段制造均可包括将材料从半导体装置或半导体基材移除的程序或步骤，诸如导电层如晶种层的非期望部分的移除，或另一非期望材料诸如光敏或光致抗蚀剂材料的全部或部分的移除。传统上，非期望材料的移除已利用激光烧蚀或蚀刻而实现。非期望材料的蚀刻传统上已在浴中执行或通过在盆中旋转来执行。将蚀刻溶液施用至待移除的材料传统上已通过将待移除的材料(连同该材料已形成于上的晶圆或板材)浸入容纳在大盆或大槽中的蚀刻溶液的浴中实现。该浴中的蚀刻溶液传统上容纳在于该浴内，以避免蚀刻溶液的泄漏和浪费，并且在一些浸没系统的情况下，也可包括在该晶圆或板材进入和离开该浴的地方包括滚动密封。滚动密封将压力施加至插入该浴中的板材、晶圆、或其他物体。传统上，结构支撑件(诸如伪金属特征)添加或包括在晶圆或板材上，以在晶圆和晶圆结构穿过每个滚动密封时防止来自滚动密封的压力使晶圆或晶圆结构断裂或损坏。在一些情况下，使用盆并旋转晶圆的蚀刻程序还已用于处理半导体晶圆。考虑到程序时间可能超过10分钟并且可能需要对于多个盆和相关自动化进行显著的资本设备投资，因而用于蚀刻半导体晶圆的盆式方法明显更加昂贵。在一些情况下，盆式方法的确具有单次使用化学溶液的程序控制和维护优点，从而免于与浸没方法相关联的再循环浴的维护。
技术实现思路
半导体制造存在一个改良的机会。因此，在一个方面中，一种从半导体装置移除材料的方法可包括提供半导体基材，该半导体基材包括长度L、第一表面以及与第一表面相对的第二表面。材料层可形成于该半导体基材的第一表面上方。输送器可具有设置在该输送器上方的第一空气刀和设置在该输送器上方并与第一空气刀偏移距离D的第二空气刀，该距离D小于该半导体基材的长度L。该半导体基材可放置在输送器上，其中材料层取向成背离输送器，该半导体基材放置在输送器上并在第一空气刀之前且在第二空气刀之前。该半导体基材可沿输送器且在第一空气刀下方前进，使得半导体基材的一部分设置在第一空气刀与第二空气刀之间。蚀刻溶液池可通过将蚀刻溶液分配到半导体基材的设置在第一空气刀与第二空气刀之间的部分上方的材料层上而形成。设置在第一空气刀与第二空气刀之间的材料层的一部分可用该蚀刻溶液池来蚀刻。蚀刻溶液池以及被该蚀刻溶液池蚀刻的该材料层的至少一部分可通过使半导体基材沿输送器移动并经过第二空气刀而从半导体基材的表面移除。从半导体装置移除材料的方法可进一步包括：半导体基材包括原生半导体晶圆、重构半导体晶圆、板材、扇出晶圆或板材、嵌入式晶粒板、芯片载体基材、印刷电路板(PCB)、或印刷布线板。第一空气刀和第二空气刀可由包括1mm至20mm的宽度和大于200mm的长度的空气流形成，其中空气流以大于或等于每秒0.1米的速度移动。蚀刻溶液池可以在每分钟50至100毫米范围内的速率跨半导体基材移动，以向该材料层提供充分时间以及对该蚀刻溶液池的充分暴露以在15至300秒内完全移除。第一空气刀和第二空气刀可搅动在待被移除的材料层上的蚀刻溶液池以改善蚀刻。在另一个方面中，一种从半导体基材上方移除材料层的至少一部分的方法可包括将蚀刻溶液分配在半导体基材上方以在半导体基材上方的材料层上形成蚀刻溶液池，其中蚀刻溶液池的覆盖区小于半导体基材的覆盖区，以及进行使蚀刻溶液池相对于半导体基材移动或使半导体基材相对于蚀刻溶液池移动中的至少一者。可用至少一个空气刀在半导体基材上限定蚀刻溶液池的池边界，使得蚀刻溶液池在蚀刻溶液池的覆盖区内蚀刻在半导体基材上方的材料层。蚀刻溶液以及被该蚀刻溶液池蚀刻的材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从半导体装置移除材料的方法，包括：提供半导体基材，所述半导体基材包括长度L、第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；在所述半导体基材的所述第一表面上方形成材料层；提供输送器：提供设置在所述输送器上方的第一空气刀；提供设置在所述输送器上方并与所述第一空气刀偏移距离D的第二空气刀，所述距离D小于所述半导体基材的所述长度L；将所述半导体基材放置在所述输送器上，其中所述材料层取向成背离所述输送器，所述半导体基材被放置在所述输送器上在所述第一空气刀之前并且在所述第二空气刀之前；使所述半导体基材沿所述输送器并且在所述第一空气刀下方前进，使得所述半导体基材的一部分设置在所述第一空气刀与所述第二空气刀之间；通过将蚀刻溶液分配到所述半导体基材的设置在所述第一空气刀与所述第二空气刀之间的所述部分上方的所述材料层上来形成蚀刻溶液池；用所述蚀刻溶液池来蚀刻设置在所述第一空气刀与所述第二空气刀之间的所述材料层的一部分；以及通过使所述半导体基材沿所述输送器移动并经过所述第二空气刀来从所述半导体基材的所述表面移除所述蚀刻溶液池以及被所述蚀刻溶液池蚀刻的所述材料层的至少一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.08 US 62/189,952;2016.07.07 US 15/204,8711.一种从半导体装置移除材料的方法，包括：提供半导体基材，所述半导体基材包括长度L、第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；在所述半导体基材的所述第一表面上方形成材料层；提供输送器：提供设置在所述输送器上方的第一空气刀；提供设置在所述输送器上方并与所述第一空气刀偏移距离D的第二空气刀，所述距离D小于所述半导体基材的所述长度L；将所述半导体基材放置在所述输送器上，其中所述材料层取向成背离所述输送器，所述半导体基材被放置在所述输送器上在所述第一空气刀之前并且在所述第二空气刀之前；使所述半导体基材沿所述输送器并且在所述第一空气刀下方前进，使得所述半导体基材的一部分设置在所述第一空气刀与所述第二空气刀之间；通过将蚀刻溶液分配到所述半导体基材的设置在所述第一空气刀与所述第二空气刀之间的所述部分上方的所述材料层上来形成蚀刻溶液池；用所述蚀刻溶液池来蚀刻设置在所述第一空气刀与所述第二空气刀之间的所述材料层的一部分；以及通过使所述半导体基材沿所述输送器移动并经过所述第二空气刀来从所述半导体基材的所述表面移除所述蚀刻溶液池以及被所述蚀刻溶液池蚀刻的所述材料层的至少一部分。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述半导体基材包括原生半导体晶圆、重构半导体晶圆、板材、扇出晶圆或板材、嵌入式晶粒板、芯片载体基材、印刷电路板(PCB)、或印刷布线板。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一空气刀和所述第二空气刀由包括1mm至20mm的宽度和大于200mm的长度的空气流形成，其中所述空气流以大于或等于每秒0.1米的速度移动。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述蚀刻溶液池以在每分钟50至100毫米范围内的速率跨所述半导体基材移动，以向所述材料层提供充分时间以及对所述蚀刻溶液池的充分暴露以在15至300秒内完全移除。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一空气刀和所述第二空气刀搅动待被移除的所述材料层上的所述蚀刻溶液池以改善蚀刻。6.一种从半导体基材上方移除材料层的至少一部分的方法，包括：将蚀刻溶液分配在所述半导体基材上方以在所述半导体基材上方的所述材料层上形成蚀刻溶液池，其中所述蚀刻溶液池的覆盖区小于所述半导体基材的覆盖区；进行使所述蚀刻溶液池相对于所述半导体基材移动或使所述半导体基材相对于所述蚀刻溶液池移动中的至少一者；用至少一个空气刀在所述半导体基材上限定所述蚀刻溶液池的池边界，使得所述蚀刻溶液池在所述蚀刻溶液池的所述覆盖区内蚀刻所述半导体基材上方的所述材料层；以及用所述至少一个空气刀移除所述蚀刻溶液以及被所述蚀刻溶液池蚀刻的所述材料层的至少一部分。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述半导体基材包括原生半导体晶圆、重构半导体晶圆、板材、扇出晶圆或板材、嵌入式晶粒板、芯片载体基材、印刷电路板(PCB)、或印刷布线板。8.根据权利要求6所述的方法，其中进行使所述蚀刻溶液池相对于所述半导体基材移动或使所述半导体基材相对于所述蚀刻溶液池移动中的至少一者进一步包括将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：TL奥尔森，WB罗杰斯，F阿尔达斯，
申请(专利权)人：德卡技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US