[發明專利]晶圓減薄方法

有效

• 申請號: 201210328714.6
• 申請日: 2012-09-06
• 公開（公告）號: CN102832223A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 林峰;洪齊元
• 申請（專利權）人: 豪威科技（上海）有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L21/02
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及集成電路制造工藝技術領域，特別涉及一種背照式傳感器制造過程中的晶圓減薄方法。

背景技術

圖像傳感器是在光電技術基礎上發展起來的，所謂圖像傳感器，就是能夠感受光學圖像信息并將其轉換成可用輸出信號的傳感器。圖像傳感器可以提高人眼的視覺范圍，使人們看到肉眼無法看到的微觀世界和宏觀世界，看到人們暫時無法到達處發生的事情，看到超出肉眼視覺范圍的各種物理、化學變化過程，生命、生理、病變的發生發展過程，等等。可見圖像傳感器在人們的文化、體育、生產、生活和科學研究中起到非常重要的作用。可以說，現代人類活動已經無法離開圖像傳感器了。

按照接收光線的位置的不同，圖像傳感器可以分為傳統正照式（圖像）傳感器及背照式（圖像）傳感器，其中，背照式傳感器與傳統正照式傳感器相比，最大的優化之處就是將元件內部的結構改變了，即將感光層的元件調轉方向，讓光能從背面直射進去，避免了在傳統正照式傳感器結構中，光線會受到微透鏡和光電二極管之間的電路和晶體管的影響。此外，把與感光無關的走線與光電二極管分開到圖像傳感器（芯片）的兩邊或下面，這樣不僅可以增加光電元件曝光面積（開口率增加），而且減少光線經過布線層時的損失，從而顯著提高光的效能，大大改善低光照條件下的感光效果。

對于背照式傳感器而言，為了使得入射到其背面的光線能夠有效地到達感光元件，在背照式傳感器的制造過程中，對于晶圓（即承載功能元件的基材）進行薄型化處理是一項必要的工藝步驟，且薄型化處理的好壞將直接影響最終所形成的背照式傳感器的可靠性。

請參考圖1a~1e，其為現有的晶圓減薄方法中的器件剖面示意圖。具體的，

如圖1a所示，提供器件晶圓10，對器件晶圓10執行第一道剪切工藝；

如圖1b所示，在經過剪切工藝的器件晶圓10表面形成氧化層11，在此，在所述器件晶圓10的正面和晶邊形成氧化層11；

如圖1c所示，對器件晶圓10的氧化層執行化學機械研磨（CMP）工藝，將器件晶圓10與承載晶圓12貼合，其中部分氧化層11位于所述器件晶圓10和承載晶圓12之間，然后對器件晶圓10的背面進行研磨（Grinding），實現機械減薄；

如圖1d所示，分別利用SPINETCH-D（即磷酸、硝酸、硫酸和氫氟酸的混合液）和HNA（即氫氟酸、硝酸和乙酸的混合液）對所述器件晶圓10和器件晶圓10的晶邊氧化層11執行兩道刻蝕工藝，從而減薄器件晶圓10，在此，由于SPINETCH-D和HNA對于器件晶圓10和氧化層11的刻蝕速率差別非常大，由此，經過刻蝕工藝后將造成器件晶圓10和（器件晶圓10的晶邊）氧化層11表面具有高度差，該高度差的存在將導致后續工藝的可靠性變差；

為此，請繼續參考圖1e，對器件晶圓10執行第二道剪切工藝13，以去除導致高度差的器件晶圓10的晶邊氧化層11，與此同時，為了保證對這部分氧化層11的有效去除，不可避免地會去除部分器件晶圓10。

在此，通過第二道剪切工藝13雖然能夠消除器件晶圓10和氧化層11表面的高度差問題，但是，其帶來了如下幾個缺陷：

1.由于去除了部分器件晶圓10，即浪費了對這一部分的器件晶圓10的利用，從而減小了對于器件晶圓10的利用率，增加了生產成本；

2.剪切工藝將產生大量的表面顆粒以及應力，由此，將降低器件晶圓10的質量及可靠性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種晶圓減薄方法，以解決現有技術中消除器件晶圓和氧化層表面的高度差的過程中，減小了對于器件晶圓的利用率并降低了器件晶圓的質量及可靠性的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種晶圓減薄方法，包括：

提供器件晶圓，并對所述器件晶圓執行晶邊剪切工藝；

在器件晶圓正面和晶邊形成氧化層；

將器件晶圓與承載晶圓貼合，其中器件晶圓的正面氧化層位于所述器件晶圓和承載晶圓之間；

分別利用SPINETCH-D和HNA對器件晶圓背面和器件晶圓的晶邊氧化層執行兩道刻蝕工藝；

利用選擇腐蝕液對所述器件晶圓的晶邊氧化層執行刻蝕工藝，其中，所述選擇腐蝕液對氧化層的刻蝕速率大于對器件晶圓的刻蝕速率。

可選的，在所述的晶圓減薄方法中，在器件晶圓正面和晶邊形成氧化層之后，將器件晶圓與承載晶圓貼合之前，還包括：

對器件晶圓氧化層執行CMP工藝。