[發(fā)明專利]一種翹曲晶圓應(yīng)力消除方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310769716.7
• 申請日: 2023-06-28
• 公開（公告）號: CN116504609B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊云暢;徐浩;劉滿滿;董鵬;邊旭明
• 申請（專利權(quán)）人: 北京無線電測量研究所
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/683
• 代理公司: 北京市一法律師事務(wù)所 11654
• 代理人: 賈學(xué)杰

本發(fā)明公開了一種翹曲晶圓應(yīng)力消除方法，包括如下步驟：在室溫下對翹曲晶圓進(jìn)行曲率測試得到晶圓的翹曲度；根據(jù)晶圓的翹曲度選擇粘附層和應(yīng)力層的種類；在晶圓的背面依次形成粘附層和應(yīng)力層，使得粘附層和應(yīng)力層形成的應(yīng)力與晶圓的應(yīng)力平衡，從而使室溫下的晶圓表面平整；器件工藝完成后，對粘附層和應(yīng)力層進(jìn)行第一段溫度下的加熱，所述第一段溫度為25℃～75℃，然后對粘附層和應(yīng)力層進(jìn)行第二段溫度下的加熱，所述第二段溫度為?55℃～10℃，使粘附層和應(yīng)力層從晶圓背面剝離，并使晶圓背面出現(xiàn)斷裂，從而消除晶圓內(nèi)部的應(yīng)力。本發(fā)明能夠消除晶圓翹曲對器件工藝的不利影響，并且能夠消除翹曲晶圓內(nèi)部的應(yīng)力，防止碎片風(fēng)險。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種翹曲晶圓應(yīng)力消除方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體制造中，在經(jīng)歷了多道制造工藝后，晶圓上不可避免地會積累大量的應(yīng)力，導(dǎo)致晶圓發(fā)生翹曲變形。翹曲的存在會使晶圓變形從而在進(jìn)行光刻時光刻精度會變差。為了降低晶圓的翹曲度對器件工藝的不利影響，CN103871837A公開了一種改善晶圓翹曲度的方法，是利用具有不同熱膨脹系數(shù)的貼膜材料（如藍(lán)膜），借助熱脹冷縮的方式來改善晶圓的翹曲，并且在器件工藝完成后將貼膜材料去除。關(guān)于貼膜材料的去除，CN104966675A公開了一種使用藍(lán)膜保護(hù)硅片表面部分二氧化硅膜的方法。但是，在去除藍(lán)膜后，如果翹曲晶圓存留的應(yīng)力過大，仍需進(jìn)一步處理以消除存留的應(yīng)力，防止晶圓的輸送或劃片過程中的碎片風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種翹曲晶圓應(yīng)力消除方法，能夠消除晶圓翹曲對器件工藝的不利影響，并且能夠消除翹曲晶圓內(nèi)部的應(yīng)力，防止碎片風(fēng)險。

本發(fā)明的一個方面提供一種翹曲晶圓應(yīng)力消除方法，包括如下步驟：

步驟S1：在室溫下對翹曲晶圓進(jìn)行曲率測試得到晶圓的翹曲度；

步驟S2：根據(jù)晶圓的翹曲度選擇粘附層和應(yīng)力層的種類；

步驟S3：在晶圓的背面依次形成粘附層和應(yīng)力層，使得粘附層和應(yīng)力層形成的應(yīng)力與晶圓的應(yīng)力平衡，從而使室溫下的晶圓表面平整；

步驟S4：器件工藝完成后，對粘附層和應(yīng)力層進(jìn)行第一段溫度下的加熱，所述第一段溫度為25℃～75℃，然后對粘附層和應(yīng)力層進(jìn)行第二段溫度下的加熱，所述第二段溫度為-55℃～10℃，使粘附層和應(yīng)力層從晶圓背面剝離，并使晶圓背面出現(xiàn)斷裂，從而消除晶圓內(nèi)部的應(yīng)力。

優(yōu)選地，所述應(yīng)力層和所述粘附層是金屬材料，所述應(yīng)力層的金屬材料包括Ni、Fe、Cu、W或Au中的一種或多種，所述粘附層的金屬材料是Ti、AlCu、TiW或NiV。

優(yōu)選地，所述應(yīng)力層的金屬材料的厚度為6um～50um，所述粘附層的金屬材料的厚度為0.02um～1um。

優(yōu)選地，所述應(yīng)力層是介電材料，包括氧化硅和氮化硅，所述粘附層是高分子材料，包括聚酰亞胺、聚氨酯、聚酯、聚烯烴、聚烯烴酸酯和聚氯乙烯。

優(yōu)選地，所述應(yīng)力層和粘附層的厚度為100um～300um。

優(yōu)選地，所述應(yīng)力層是藍(lán)膜或壓力敏感膠帶，所述粘附層是縮醛或縮酮二環(huán)氧化物基粘合劑或丙烯酸基粘合劑。

優(yōu)選地，在步驟S3中，進(jìn)一步在應(yīng)力層上形成薄膜層，使得粘附層、應(yīng)力層和薄膜層形成的應(yīng)力與翹曲晶圓的應(yīng)力平衡，從而使室溫下的晶圓表面平整；在步驟S4中，使粘附層、應(yīng)力層和薄膜層從晶圓背面剝離。

優(yōu)選地，薄膜層為金屬材料、介電材料或高分子材料。

優(yōu)選地，在步驟S4中，消除了晶圓內(nèi)部應(yīng)力的斷裂使晶圓背面的一部分與粘附層和應(yīng)力層一同剝離。

本發(fā)明上述方面的翹曲晶圓應(yīng)力消除方法能夠消除晶圓翹曲對器件工藝的不利影響，并且能夠消除翹曲晶圓內(nèi)部的應(yīng)力，防止碎片風(fēng)險。

附圖說明