[發明專利]一種半導體晶圓高效精度減薄方法

在審

• 申請號: 201710878968.8
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107749391A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 周詩健;王海勇
• 申請（專利權）人: 合肥新匯成微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/304
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體涉及一種半導體晶圓高效精度減薄方法。

背景技術

隨著半導體工業的快速發展，半導體產業界對半導體晶圓的直徑要求越來越大，厚度越來越薄，精度要求越來越高。這就使得傳統的采用研磨拋光機來進行大直徑半導體晶圓減薄的方法不能滿足快速發展的半導體工業的需要。傳統的研磨拋光方法，在初始加工階段，采用游離顆粒進行研磨盡量去除較大的余量厚度，當厚度減小到一定值時，采用小直徑游離磨料的拋光方法直到減薄到規定尺寸。這種加工方法在初始的研磨階段留下了較大的劃痕以及亞表面損傷層厚度，要借助于后續的拋光方法盡量減少這些劃痕和損傷層，并達到規定的晶圓厚度。后續的拋光方法由于不能精確控制進給深度及壓力，在半導體晶圓達到數十微米時，非常容易產生裂片、碎片、劃傷等加工缺陷，導致廢片的產生。由于大直徑半導體晶圓價格昂貴，尤其是加工到一定厚度，又凝聚了企業大量的前期加工成本，一旦產生廢片，會導致企業的利潤大打折扣。企業為了減少這種精減薄階段的加工缺陷的產生，采用極低的去除率來最終達到減薄的厚度。這樣雖然減少了廢片率，但是大大延長了加工時間，成本增加，也導致企業的利潤下滑。因此，這種傳統的游離磨料研磨拋光方法越來越不能滿足快速發展的半導體工業發展的需要。

發明內容

本發明旨在提供了一種半導體晶圓高效精度減薄方法。

本發明提供如下技術方案：

一種半導體晶圓高效精度減薄方法，包括以下步驟：

(1)提供半導體晶圓，利用激光對晶圓邊緣進行修整，去除圓角處部分材料形成弧線形倒角，該弧線形倒角底端距圓角弧頂的距離為圓角倒角半徑，該弧線形倒角頂端距圓角結束端的距離為圓角倒角半徑，該弧線形倒角所在圓圓心低于晶圓中心面；

(2)將涂覆液均勻涂覆在半導體晶圓正面以及邊緣的倒角上，使涂覆液與半導體晶圓正面以及邊緣的倒角緊密粘貼，在60℃溫度下烘烤20min，涂覆液硬化形成覆蓋層，對半導體晶圓上的芯片實現無縫隙保護；

(3)按現有的粗磨工藝對半導體晶圓進行粗磨，砂輪進入磨削階段，砂輪向下進給速率為3.5μm/s-4μm/s，砂輪主軸轉速為1800-5000r/min，工件轉速為60-300r/min，半導體晶圓每轉磨削深度為700-960nm，當半導體晶圓的厚度為X+30μm時，X為目標厚度，磨削結束；再進行光磨5-8s；

(4)按現有的粗磨工藝對半導體晶圓進行精磨，砂輪轉速5000rpm-5500rpm，砂輪進給速度為0.8μm/s-1.0μm/s，半導體晶圓每轉的磨削深度為185-240nm，當半導體晶圓的厚度為X+10μm時結束；接近延性域磨削，當半導體晶圓達到目標厚度時結束整個過程；再進行光磨3s；

(5)用等離子水清洗去除裂化的覆蓋層，即得減薄后的半導體晶圓。

所述半導體晶圓的硬度在25GPa以下。

所述半導體晶圓的直徑在18英寸以下。

所述磨削砂輪的磨料為金剛石，顆粒的平均直徑小于4μm，對應的粒度大于#10000。

所述涂覆液是取聚酰亞氨溶液，再按所取聚酰亞氨溶液質量的20％取聚四氟乙稀，將聚四氟乙稀加入聚酰亞氨溶液中，滾動攪拌均勻，即得所述涂覆液。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明預先將晶圓的邊緣修整，可避免磨削過程中晶圓邊緣出現尖角產生崩邊；采用分段磨削方法可充分去除前道磨削過程引起的損傷，提高磨削晶圓的磨削質量和強度，從而可實現100μm以下超薄晶圓的磨削減薄；將涂覆液涂覆于待減薄的晶圓正面，形成防護層，該防護層與晶圓之間不會形成氣泡，防護層與晶圓邊緣之間貼合緊密，防止晶圓減薄過程中形成的顆粒和冷卻水的混合物沿著膠膜和晶圓邊緣的縫隙向晶圓表面滲透，避免減薄過程對晶圓表面的二次污染。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例一種半導體晶圓高效精度減薄方法，包括以下步驟：

(1)提供半導體晶圓，利用激光對晶圓邊緣進行修整，去除圓角處部分材料形成弧線形倒角，該弧線形倒角底端距圓角弧頂的距離為圓角倒角半徑，該弧線形倒角頂端距圓角結束端的距離為圓角倒角半徑，該弧線形倒角所在圓圓心低于晶圓中心面；