CN101367192B - 晶圆背面研磨方法 - Google Patents

Abstract

一种晶圆背面研磨方法，包括：提供晶圆，所述晶圆具有形成有集成电路的正面和对应于所述正面的背面；贴附保护胶带于所述晶圆的正面，所述保护胶带的厚度大于等于研磨装置的最小研磨厚度限制与预定的晶圆厚度之差；计算研磨厚度，所述的研磨厚度是贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度与预定的晶圆厚度之和；将所述晶圆装载于研磨装置，使所述晶圆的背面显露；根据计算所得的研磨厚度，研磨所述晶圆的背面。本发明晶圆背面研磨方法可以使研磨装置将晶圆研磨得更薄，同时却不会增加晶圆的破损率。

Description

晶圆背面研磨方法

技术领域

本发明涉及半导体制程，特别是涉及一种晶圆背面研磨方法。

背景技术

随着半导体封装组件的薄型化趋势，封装组件内的半导体晶片也需要符合更薄的厚度，因此，在晶圆上集成电路制作制程之后和晶圆切割制程之前，还包括有晶圆背面研磨制程，以使得晶圆上多个晶片能一次完成薄化处理。

现有技术的晶圆背面研磨制程中，如申请号为03150009.9的中国专利申请所述，在晶圆背面研磨前需要在晶圆的形成有集成电路的正面贴附保护胶带，以保护正面不会被磨损，在晶圆背面研磨完成后再去除保护胶带。一种晶圆背面研磨方法具体如图1所示，包括下述步骤：

步骤S11，提供晶圆，所述晶圆具有形成有集成电路的正面和对应于所述正面的背面。

步骤S12，在所述晶圆的正面贴附一层保护胶带。

步骤S13，计算研磨厚度。

步骤S14，将所述晶圆装载于研磨装置，使所述晶圆的背面显露。

步骤S15，根据计算所得的研磨厚度，控制研磨装置研磨所述晶圆的背面。

上述晶圆背面研磨方法中，所需计算的研磨厚度是保护胶带厚度与预定的晶圆厚度之和，预定的晶圆厚度是指晶圆最终需要薄化到的厚度。通常，研磨装置受其性能限制都具有最小研磨厚度限制，最小研磨厚度限制是指研磨装置能使贴附有保护胶带的晶圆薄化到的最小厚度。若计算所得的研磨厚度不小于研磨装置的最小研磨厚度限制，则可以控制研磨装置研磨所述晶圆的背面直至达到计算的研磨厚度，因此，去除保护胶带的晶圆厚度即能达到最终需要薄化到的厚度。但是，若计算所得的研磨厚度小于研磨装置的最小研磨厚度限制，则使用该研磨装置将所述晶圆研磨得更薄会很容易造成晶圆的破损，因为研磨装置的稳定性降低了。

举例来说，研磨装置的最小研磨厚度限制是400微米(μm)，保护胶带的厚度是130μm，晶圆最终需要薄化到的厚度是11密尔(mil，1mil＝25.4μm)，计算所得的研磨厚度约为410μm(130μm+11*25.4μm)，大于该研磨装置的最小研磨厚度限制即400μm，因此使用该研磨装置可以将晶圆研磨至11mil。但是，如果需要将晶圆研磨至8mil，计算所得的研磨厚度约为333μm(130μm+8*25.4μm)，其小于该研磨装置的最小研磨厚度限制即400μm，因此，在这种情况下，就需要更换性能更好的研磨装置，例如最小研磨厚度限制是300μm的研磨装置，因为原来的研磨装置只能确保将晶圆研磨至11mil，如果继续将晶圆研磨得更薄(例如8mil)，研磨装置的稳定性降低，势必会增加晶圆的破损率(broken rate)，而更换性能更好的研磨装置就意味着增加更高的研磨制程成本。

发明内容

本发明解决的问题是，提供一种晶圆背面研磨方法，其可以使研磨装置将晶圆研磨得更薄，同时却不会增加晶圆的破损率。

为解决上述问题，本发明提供一种晶圆背面研磨方法，包括下述步骤：

提供晶圆，所述晶圆具有形成有集成电路的正面和对应于所述正面的背面；

贴附保护胶带于所述晶圆的正面，所述保护胶带的厚度大于等于研磨装置的最小研磨厚度限制与预定的晶圆厚度之差；

计算研磨厚度，所述的研磨厚度是贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度与预定的晶圆厚度之和；

将所述晶圆装载于研磨装置，使所述晶圆的背面显露；

根据计算所得的研磨厚度，研磨所述晶圆的背面。

在本发明的一个实施方式，所述贴附保护胶带于所述晶圆的正面是贴附二层保护胶带于所述晶圆的正面。其中，所述研磨装置的最小研磨厚度限制是400微米，所述预定的晶圆厚度是6至10密尔，所述保护胶带的各层厚度是130至160微米。

在本发明的另一个实施方式，所述贴附保护胶带于所述晶圆的正面是贴附一层保护胶带于所述晶圆的正面。其中，所述研磨装置的最小研磨厚度限制是400微米，所述预定的晶圆厚度是6至10密尔，所述保护胶带的一层厚度是280微米。

在本发明的又一个实施方式，所述贴附保护胶带于所述晶圆的正面是贴附三层保护胶带于所述晶圆的正面。其中，所述研磨装置的最小研磨厚度限制是400微米，所述预定的晶圆厚度是6至10密尔，所述保护胶带的各层厚度是90微米。

可选的，所述研磨装置研磨晶圆的背面包括粗研磨和细研磨。

可选的，所述晶圆背面研磨方法还包括在研磨装置研磨所述晶圆的背面的步骤后，将所述晶圆从研磨装置取出，和去除所述晶圆正面的保护胶带。

与现有技术相比，上述技术方案增加了贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度，由于研磨装置在研磨晶圆时所能达到的研磨厚度是晶圆的厚度和贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度之和，因此，在研磨装置具有最小研磨厚度限制的情况下，贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度越厚，研磨装置能将晶圆研磨得更薄，同时却不会增加晶圆的破损率。

附图说明

图1是现有技术中晶圆背面研磨方法的流程图；

图2是本发明第一实施例的晶圆背面研磨方法的流程图；

图3A至3F是本发明第一实施例的晶圆背面研磨方法的示意图；

图4是本发明第二实施例的晶圆背面研磨方法的流程图；

图5是本发明第三实施例的晶圆背面研磨方法的流程图。

具体实施方式

本发明实施例是通过增加保护胶带的层数或厚度来增加贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度，由于研磨装置在研磨晶圆时所能达到的研磨厚度是晶圆的厚度和贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度之和，因此，在研磨厚度不变的情况下，贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度越厚，晶圆的厚度就越薄。

本发明晶圆背面研磨方法包括下述步骤：

提供晶圆。所述晶圆具有正面和对应于所述正面的背面，正面上已完成集成电路的制作，如微处理器、微控制器、存储器或特殊应用的集成电路。晶圆的尺寸可为4英寸(in)、5in、6in、8in或12in，较佳地，晶圆为8in或12in。

贴附保护胶带于所述晶圆的正面，所述保护胶带的厚度大于等于研磨装置的最小研磨厚度限制与预定的晶圆厚度之差。所述的保护胶带具有耐磨性好，易剥离的优点，可用于保护晶圆正面上已形成的集成电路不被损坏。预定的晶圆厚度是指晶圆最终需要薄化到的厚度。通常来说，如果所述预定的晶圆厚度小于所述研磨装置研磨贴附有一层保护胶带的晶圆所能达到的晶圆厚度，则需要增加保护胶带的层数，或更换更厚的保护胶带。其中，所述研磨装置研磨贴附有一层保护胶带的晶圆所能达到的晶圆厚度是根据研磨装置的最小研磨厚度限制和一层保护胶带的厚度确定的。

计算研磨厚度。所述的研磨厚度是贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度与预定的晶圆厚度之和。

将所述晶圆装载于研磨装置，使所述晶圆的背面显露。装载晶圆于研磨装置的方式可以是使用真空吸附或静电吸附等吸附固定方式将晶圆装载于晶圆背面研磨装置的研磨盘上，此时，晶圆的正面朝向研磨装置的研磨盘，晶圆的背面显露，而晶圆的正面由于贴附有保护胶带，因此不会被研磨装置的研磨盘磨损到，即保护胶带可以对正面的集成电路起到保护作用。另外，计算研磨厚度的步骤也可以在本步骤(装载晶圆的步骤)后进行。

根据计算所得的研磨厚度，研磨所述晶圆的背面。使用研磨装置的研磨头研磨晶圆的背面，以形成更薄的研磨后的背面。研磨过程分为粗研磨(快速研磨)和细研磨(慢速研磨)，粗研磨去除大量厚度后再进行细研磨。粗研磨和细研磨分别有一个厚度传感器，用于测量装载在研磨盘上的晶圆厚度，当测量的晶圆厚度达到计算所得的研磨厚度时，研磨装置的研磨头就停止研磨晶圆的背面。因此，根据计算所得的研磨厚度可以控制晶圆背面研磨的程度和时间，即可以将贴附有保护胶带的晶圆准确研磨至最终需要达到的厚度，即计算所得的研磨厚度。

将晶圆从研磨装置取出。先释放研磨盘对晶圆的吸附力，使得已完成研磨的晶圆可脱离研磨盘，再使用吸附装置接触晶圆研磨后的背面并将晶圆卸下。然后，将取出的晶圆搬移至胶带去除载台，以去除晶圆正面的保护胶带。去除保护胶带后的晶圆厚度就是晶圆最终需要薄化到的厚度。

下面结合附图和较佳实施例对本发明晶圆背面研磨方法的具体实施方式做详细的说明。

第一实施例

本实施例中，所述研磨装置的最小研磨厚度限制是400μm，所述保护胶带的一层厚度是130μm至160μm。以130μm为例，如果在晶圆正面贴附一层保护胶带，那么研磨装置研磨所能达到的晶圆厚度是11mil(130μm+11*25.4μm＝410μm>400μm，130μm+10*25.4μm＝384μm<400μm，)，也就是说，在晶圆正面贴附一层保护胶带时，所述的研磨装置能将晶圆研磨达到的最薄厚度是11mil。如果在晶圆正面贴附二层保护胶带，那么研磨装置研磨所能达到的晶圆厚度是6mil(130μm*2+6*25.4μm＝412μm>400μm，130μm*2+5*25.4μm＝387μm<400μm)，也就是说，在晶圆正面贴附二层保护胶带时，所述的研磨装置能将晶圆研磨达到的最薄厚度是6mil。从上述的计算可知，将保护胶带的层数从一层增加至二层，就可以使用原来的研磨装置将晶圆研磨至原来所不能达到的晶圆厚度，例如6至10mil。因此，增加贴附于晶圆正面的保护胶带的层数，就可以减小研磨装置能将晶圆研磨达到的最薄厚度。

本实施例中，使用上述最小研磨厚度限制是400μm的研磨装置将晶圆研磨至8mil的步骤如图2和图3A至3F所示。

步骤S21，如图3A所示，提供晶圆30，所述晶圆30具有形成有集成电路的正面301和对应于所述正面的背面302，晶圆的尺寸为8in。

步骤S22，如图3B所示，贴附二层保护胶带31于所述晶圆的正面，其中，保护胶带31的一层厚度H1为130μm，即保护胶带的总厚度为130*2＝260μm，大于研磨装置的最小研磨厚度限制与预定的晶圆厚度之差，即400μm-25.4*8μm＝196.8μm。

步骤S23，计算研磨厚度，如图3B所示，所述的研磨厚度是贴附于晶圆正面的保护胶带31的厚度与预定的晶圆厚度之和，即130μm*2+8*25.4μm＝463μm。

步骤S24，如图3C所示，以真空吸附方式将所述贴附有二层保护胶带31的晶圆30装载于研磨装置，晶圆的正面朝向研磨装置的研磨盘33，晶圆的背面302显露。

步骤S25，根据计算所得的研磨厚度即463μm，控制研磨装置研磨所述晶圆的背面302，如图3C中的箭头方向所示。研磨晶圆的背面分为粗研磨和细研磨，粗研磨去除大量厚度，可以设定粗研磨的研磨厚度为450至460μm，本实施例中，设定粗研磨的研磨厚度是450μm，因此，粗研磨的厚度传感器在研磨头研磨晶圆背面的同时测量贴附有保护胶带31的晶圆30的厚度，当测得的厚度达到450μm时，结束粗研磨，继续细研磨。细研磨的厚度传感器在研磨头研磨晶圆背面的同时测量贴附有保护胶带31的晶圆30的厚度，如图3D所示，当测得的厚度H达到463μm时，结束细研磨，研磨装置的研磨头就停止研磨晶圆的背面。

步骤S26，释放研磨盘33对晶圆30的吸附力，将晶圆30从研磨装置取出，如图3E所示。

步骤S27，将取出的晶圆30搬移至胶带去除载台(未图示)，去除晶圆正面301的保护胶带31。如图3F所示，去除保护胶带后的晶圆厚度H2就是晶圆最终需要薄化到的厚度，即8mil。

第二实施例

本实施例与第一实施例的区别在于：第一实施例是不改变保护胶带的厚度而增加保护胶带的层数来增加贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度，本实施例是不改变保护胶带的层数而是选择更厚的保护胶带来增加贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度。

本实施例中，使用上述最小研磨厚度限制是400μm的研磨装置将晶圆研磨至8mil的步骤如图4所示。

步骤S41，提供晶圆，所述晶圆具有形成有集成电路的正面和对应于所述正面的背面，晶圆的尺寸为8in。

步骤S42，贴附一层保护胶带于所述晶圆的正面，其中，保护胶带的厚度为280μm，大于研磨装置的最小研磨厚度限制与预定的晶圆厚度之差，即400μm-25.4*8μm＝196.8μm。

步骤S43，计算研磨厚度，所述的研磨厚度是贴附于晶圆正面的保护胶带厚度与预定的晶圆厚度之和，即280μm+8*25.4μm＝483μm。

步骤S44，以真空吸附方式将所述贴附有一层保护胶带的晶圆装载于研磨装置，晶圆的正面朝向研磨装置的研磨盘，晶圆的背面显露。

步骤S45，根据计算所得的研磨厚度即483μm，控制研磨装置研磨所述晶圆的背面。本实施例中，设定粗研磨的研磨厚度是470μm，因此，粗研磨的厚度传感器在研磨头研磨晶圆背面的同时测量贴附有保护胶带的晶圆的厚度，当测得的厚度达到470μm时，结束粗研磨，继续细研磨。细研磨的厚度传感器在研磨头研磨晶圆背面的同时测量贴附有保护胶带的晶圆的厚度，当测得的厚度达到483μm时，结束细研磨，研磨装置的研磨头就停止研磨晶圆的背面。

步骤S46，释放研磨盘对晶圆的吸附力，将晶圆从研磨装置取出。

步骤S47，将取出的晶圆搬移至胶带去除载台，去除晶圆正面的保护胶带。去除保护胶带后的晶圆厚度就是晶圆最终需要薄化到的厚度，即8mil。

第三实施例

本实施例与第一实施例的区别在于：第一实施例是不改变保护胶带的厚度而增加保护胶带的层数来增加贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度，本实施例是减小保护胶带厚度并增加保护胶带的层数来增加贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度。

本实施例中，使用上述最小研磨厚度限制是400μm的研磨装置将晶圆研磨至8mil的步骤如图5所示。

步骤S51，提供晶圆，所述晶圆具有形成有集成电路的正面和对应于所述正面的背面，晶圆的尺寸为8in。

步骤S52，贴附三层保护胶带于所述晶圆的正面，其中，保护胶带的一层厚度为90μm。保护胶带的总厚度为90*3＝270μm，大于研磨装置的最小研磨厚度限制与预定的晶圆厚度之差，即400μm-25.4*8μm＝196.8μm。

步骤S53，计算研磨厚度，所述的研磨厚度是贴附于晶圆正面的保护胶带厚度与预定的晶圆厚度之和，即90μm*3+8*25.4μm＝473μm。

步骤S54，以真空吸附方式将所述贴附有三层保护胶带的晶圆装载于研磨装置，晶圆的正面朝向研磨装置的研磨盘，晶圆的背面显露。

步骤S55，根据计算所得的研磨厚度即473μm，控制研磨装置研磨所述晶圆的背面。本实施例中，设定粗研磨的研磨厚度是460μm，因此，粗研磨的厚度传感器在研磨头研磨晶圆背面的同时测量贴附有保护胶带的晶圆的厚度，当测得的厚度达到460μm时，结束粗研磨，继续细研磨。细研磨的厚度传感器在研磨头研磨晶圆背面的同时测量贴附有保护胶带的晶圆的厚度，当测得的厚度达到473μm时，结束细研磨，研磨装置的研磨头就停止研磨晶圆的背面。

步骤S56，释放研磨盘对晶圆的吸附力，将晶圆从研磨装置取出。

步骤S57，将取出的晶圆搬移至胶带去除载台，去除晶圆正面的保护胶带。去除保护胶带后的晶圆厚度就是晶圆最终需要薄化到的厚度，即8mil。

综上所述，上述技术方案增加了贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度，由于研磨装置在研磨晶圆时所能达到的研磨厚度是晶圆的厚度和贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度之和，因此，在研磨装置具有最小研磨厚度限制的情况下，贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度越厚，研磨装置能将晶圆研磨得更薄，同时却不会增加晶圆的破损率。

另外，增加贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度，例如，增加保护胶带的层数或保护胶带的厚度，可以减小研磨装置能将晶圆研磨达到的最薄厚度，实际上也是提高了研磨装置的性能，节约了研磨制程的成本。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种晶圆背面研磨方法，其特征在于，包括下述步骤：

提供晶圆，所述晶圆具有形成有集成电路的正面和对应于所述正面的背面；

贴附保护胶带于所述晶圆的正面，其中，若预定的晶圆厚度小于研磨装置研磨贴附一层保护胶带的晶圆所能达到的晶圆厚度，则不改变保护胶带的厚度而增加保护胶带的层数来增加贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度，以使贴附于所述晶圆的正面的保护胶带的厚度大于等于研磨装置的最小研磨厚度限制与预定的晶圆厚度之差，所述预定的晶圆厚度是指晶圆最终需要薄化到的厚度；

计算研磨厚度，所述研磨厚度是贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度与预定的晶圆厚度之和；

将所述晶圆装载于研磨装置，使所述晶圆的背面显露；

根据计算所得的研磨厚度，研磨所述晶圆的背面。

2.根据权利要求1所述的晶圆背面研磨方法，其特征在于，所述研磨装置的最小研磨厚度限制是400微米，所述预定的晶圆厚度是6至10密尔，所述贴附保护胶带于所述晶圆的正面是贴附二层保护胶带于所述晶圆的正面，各层保护胶带的厚度是130至160微米。

3.一种晶圆背面研磨方法，其特征在于，包括下述步骤：

提供晶圆，所述晶圆具有形成有集成电路的正面和对应于所述正面的背面；

贴附保护胶带于所述晶圆的正面，其中，若预定的晶圆厚度小于研磨装置研磨贴附一层保护胶带的晶圆所能达到的晶圆厚度，则不改变保护胶带的层数而是选择更厚的保护胶带来增加贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度，以使贴附于所述晶圆的正面的保护胶带的厚度大于等于研磨装置的最小研磨厚度限制与预定的晶圆厚度之差，所述预定的晶圆厚度是指晶圆最终需要薄化到的厚度；

计算研磨厚度，所述研磨厚度是贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度与预定的晶圆厚度之和；

将所述晶圆装载于研磨装置，使所述晶圆的背面显露；

根据计算所得的研磨厚度，研磨所述晶圆的背面。

4.根据权利要求3所述的晶圆背面研磨方法，其特征在于，所述研磨装置的最小研磨厚度限制是400微米，所述预定的晶圆厚度是6至10密尔，所述贴附保护胶带于所述晶圆的正面是贴附一层保护胶带于所述晶圆的正面，所述一层保护胶带的厚度是280微米。

5.一种晶圆背面研磨方法，其特征在于，包括下述步骤：

提供晶圆，所述晶圆具有形成有集成电路的正面和对应于所述正面的背面；

贴附保护胶带于所述晶圆的正面，其中，若预定的晶圆厚度小于研磨装置研磨贴附一层保护胶带的晶圆所能达到的晶圆厚度，则减小保护胶带的厚度并增加保护胶带的层数来增加贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度，以使贴附于所述晶圆的正面的保护胶带的厚度大于等于研磨装置的最小研磨厚度限制与预定的晶圆厚度之差，所述预定的晶圆厚度是指晶圆最终需要薄化到的厚度；

计算研磨厚度，所述研磨厚度是贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度与预定的晶圆厚度之和；

将所述晶圆装载于研磨装置，使所述晶圆的背面显露；

根据计算所得的研磨厚度，研磨所述晶圆的背面。

6.根据权利要求5所述的晶圆背面研磨方法，其特征在于，所述研磨装置的最小研磨厚度限制是400微米，所述预定的晶圆厚度是6至10密尔，所述贴附保护胶带于所述晶圆的正面是贴附三层保护胶带于所述晶圆的正面，各层保护胶带的厚度是90微米。

7.根据权利要求1或3或5所述的晶圆背面研磨方法，其特征在于，所述研磨装置研磨晶圆的背面包括粗研磨和细研磨。

8.根据权利要求1或3或5所述的晶圆背面研磨方法，其特征在于，还包括在研磨装置研磨所述晶圆的背面的步骤后，将所述晶圆从研磨装置取出。

9.根据权利要求8所述的晶圆背面研磨方法，其特征在于，还包括在将所述晶圆从研磨装置取出的步骤后，去除所述晶圆正面的保护胶带。

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