[發明專利]一種鍵合晶片的減薄方法

有效

• 申請號: 201310717819.5
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN104733300B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 王娉婷;奚民偉
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/304
• 分類號: H01L21/304
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 李儀萍

本發明提供一種鍵合晶片的減薄方法，在對器件晶片進行減薄之前，先使用磨輪對其邊緣進行磨削，以去除其弧形邊緣。本發明中在減薄工序之前使用磨輪對鍵合晶片進行了處理，磨去了器件晶片弧形的邊緣，這就有效避免了鍵合晶片減薄過程中出現尖角，進而杜絕了器件晶片邊緣破裂問題的發生，可以在保證器件晶片邊緣不破裂的前提下，將其減薄至50μm以下，以滿足后續制備工藝的需要，保證隨后制作的半導體器件的性能。與現有減薄工藝相比，本發明不會對減薄機臺和后續工藝造成任何污染，且所使用的設備簡單，易于操作，工序簡潔，大大提高了生產效率，降低了生產成本和設備成本。

技術領域

本發明涉及一種半導體制造工藝，特別是涉及一種鍵合晶片的減薄方法。

背景技術

隨著集成電路對芯片的超薄化要求越來越高，加之在許多半導體制造領域內，例如智能卡(Smart Card)、微機電系統(MEMS)、LED芯片、CMOS圖像傳感芯片(CIS)、光伏電池(photovoltaic cells)、堆迭晶粒(stacked die)和多芯片封裝(Multi chip package)等都為超薄芯片(芯片厚度小于50μm)，但這些超薄芯片不能從超薄晶片制造工藝而獲得，而是通過常規芯片制造工藝得到的晶片，通過減薄工藝來實現。因此，晶片減薄工藝在集成電路制造工藝中占有著越來越重要的地位。

參照圖1a-1b所示，其給出現有最常用的晶片減薄工藝流程中各步驟的剖視圖。如圖1a所示，通過膠合等工藝將待減薄晶片12固定在處理晶片11上；如圖1b所示，對待減薄晶片12進行研磨拋光。但采用該工藝將器件晶片減薄的尺寸有限，當將其減薄到100μm以下時，待減薄晶片的邊緣區域就會出現破裂現象。由于晶片通常為晶體，當晶片的邊緣出現破裂時，裂紋會沿晶向逐漸延伸，最終可能會導致整個晶片的斷裂。為了使半導體器件具有良好的性能，當待減薄的晶片目標厚度小于100μm時，采用該技術的方法則無法實現。

為了將晶片減薄到更小的目標厚度，對上述原有工藝上進行了改進，圖2a-2c示出了改進后的晶片減薄工藝其流程中各步驟的剖視圖。其相對于上述晶片減薄工藝的改進之處在于：將待減薄晶片22固定在處理晶片21上后，在其邊角的縫隙中填充粘結劑材料23，然后再對待減薄晶片22進行減薄。該工藝雖然在一定程度上避免了晶片邊緣的破裂，但并不能從根本上杜絕該問題的發生。而且，由于在鍵合晶片的邊角填充了有機粘結劑，一旦晶片邊緣破裂，必定會對減薄機臺和后續工藝造成污染。

在申請號為CN200910197079的中國專利申請中，還可以發現一種晶片減薄工藝相關的技術方案。圖3a-3c示出了該技術方案中所述晶片減薄工藝流程中各步驟的剖視圖。如圖3a所示，提供待減薄晶片31,；如圖3b所示，對待減薄晶片31進行研磨減薄，直至停止厚度；如圖3c所示，通過濕法刻蝕設備的噴霧嘴32對待減薄晶片31進行噴霧腐蝕減薄，直至預定減薄厚度。通過上述兩步晶片減薄工藝，能夠得到滿足厚度要求的晶片。然而，在該技術方案中仍然存在如下幾個問題：1.由于使用到了濕法刻蝕工藝，在晶片中就要預先設置蝕刻停止層，由此需要使用基底高濃度摻雜的晶片，從而使晶片的成本增加；2.由于使用了濕法刻蝕工藝，這就需要使用成本較高的專門的濕法刻蝕機臺，從而也增加了設備成本；相較于磨削、化學機械研磨工藝，去除相同厚度的膜層，濕法刻蝕工藝所需的工藝時間更長，由此使得生產效率降低，提高了生產成本。

綜上所述可知，上述現有幾種減薄工藝方法都存在相應的問題和缺陷，因此，需要一種更為高效便捷的減薄方法，以解決現有技術中存在的問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種鍵合晶片的減薄方法，用于解決現有技術中采用常規晶片減薄工藝使晶片減薄到一定厚度后出現的邊緣破裂的問題，以及相應改進減薄工藝中采用在鍵合晶片之間涂覆粘結劑材料造成的對減薄機臺、后續工藝的污染和使用濕法刻蝕對晶片進行第二次減薄造成的生產效率降低，生產成本和設備成本增加的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種鍵合晶片的減薄方法，所述方法至少包括：