CN104716017B - 改善晶圆边缘处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善晶圆边缘处理的方法，包括步骤：1）使用正常半导体工艺在衬底的正面形成需要的器件，其中，所述衬底具有正面和背面；2）在衬底周围形成沟槽；3）在沟槽的外围形成图形；4）在衬底的正面贴附支撑物，形成衬底的正面支撑物；5）通过机械减薄或者化学机械研磨处理对衬底的背面进行减薄；6）将正面支撑物连同沟槽外围残留衬底一同揭除。本发明很好地解决晶圆减薄过程中由于边缘的斜坡的存在导致的减薄后在晶圆边缘产生的缺口进而导致碎片的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体制造领域中的晶圆边缘工艺，特别是涉及一种改善晶圆边缘处理的方法。
背景技术
在半导体制造的过程中，晶圆的减薄在所难免，随着厚度的要求越来越薄，这就对机台碎片率管控提出了很高的要求。
然而，在减薄过程中碎片主要发生在晶圆边缘的减薄过程中，由于晶圆的边缘有斜坡的存在，就导致在这个地方厚度会比别的地方来的薄，因此这个地方就容易出现缺角的问题，一旦出现缺角就会导致整片晶圆沿着该缺角产生裂纹，进而导致整片晶圆的废弃。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种改善晶圆边缘处理的方法。该方法是一种全新的工艺，而且通过将晶圆的边缘进行预处理保证了在做减薄的时候即使产生一些缺角也不会造成整片晶圆废弃的状况发生，即对晶圆的边缘缺口改善；同时，本发明的方法也同样适用于其他涉及晶圆边缘处理的方法。
为解决上述技术问题，本发明的改善晶圆边缘处理的方法，包括步骤：
1）使用正常半导体工艺在衬底的正面形成需要的器件，其中，所述衬底具有正面和背面；
2）在衬底周围形成沟槽；
3）在沟槽的外围形成图形；
4）在衬底的正面贴附支撑物，形成衬底的正面支撑物；
5）通过机械减薄或者化学机械研磨处理对衬底的背面进行减薄；
6）将正面支撑物连同沟槽外围残留衬底一同揭除。
所述步骤1）中，衬底的厚度为100～1000微米；衬底的材料包括：硅、锗或锗硅等可以满足需要功能的材料；器件包括：MOS（金属氧化物半导体）管或MEMS（微机电系统，Micro-Electro-Mechanic System）。
所述步骤2）中，沟槽可为在衬底的正面形成的一圈沟槽，该沟槽的宽度范围为10μm～4mm，深度要求大于最终的减薄厚度；形成该沟槽的方法包括：使用机械切割的方式、使用激光切割的方式或通过以下的步骤实现：
（1）在衬底正面涂覆一层光刻胶，该光刻胶的厚度要求在1～10μm范围内；
（2）将衬底边缘的光刻胶去除，去除的光刻胶部分最佳可为1～5mm；
（3）将衬底在带有压边的刻蚀机台中进行刻蚀，形成沟槽；
其中，该压边宽度为1-5mm，该压边中间有10μm～4mm的间隙以便在刻蚀中形成沟槽；该压边的材料包括：陶瓷或铁氟龙等其他可以满足刻蚀需求的材料；
（4）通过干法或者湿法刻蚀的方式将去掉光刻胶的地方刻蚀掉；
（5）使用光刻胶灰化机台或者湿法去胶方式去除光刻胶。
所述步骤3）中，形成图形的方法包括：通过刻蚀的方式、通过机械切割的方式或者采用激光切割的方式进行。该图形要求必须从晶圆边缘沟槽部分引出晶圆。
所述步骤3）中，在沟槽的外围形成图形的具体步骤包括：
I、在衬底正面涂上一层厚度1～10μm的光刻胶；
II、在衬底边缘的沟槽外围进行曝光，形成图形；
III、通过刻蚀在曝光区域形成深度和沟槽深度相同的图案；
IV、去除光刻胶。
所述步骤4）中，支撑物包括：蓝膜、胶带、玻璃或Si等硬质支撑物。
所述步骤5）中，减薄厚度为预期产品需求的厚度，同时需要将所述沟槽底部露出。
本发明通过在晶圆斜坡以内的区域形成一圈沟槽将晶圆内部和斜坡部分分离来实现避免因为斜坡部分在减薄的时候产生缺角进而导致整片晶圆裂片的风险，因此，可以很好地解决晶圆减薄过程中由于边缘的斜坡的存在导致的减薄后在晶圆边缘产生的缺口进而导致碎片的问题。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是具有正反面结构并有边缘斜坡的衬底示意图；
图2是在衬底正面形成所需器件的示意图；
图3是在衬底边缘形成沟槽后的效果示意图；
图4是在边缘沟槽外侧形成图形后的俯视效果示意图；
图5是在将衬底粘附在支撑物后效果示意图；
图6是衬底背面减薄后的效果示意图；
图7是将正面支撑物去除后的效果示意图。
图中附图标记说明如下：
1为衬底边缘形成的沟槽，2为衬底，3为衬底的边缘斜坡，4为在沟槽外围形成的图形，5为器件，6为支撑物。
具体实施方式
本发明的改善晶圆边缘处理的方法，包括步骤：
1）使用正常半导体工艺在衬底2的正面形成需要的器件5（如图2所示），如MOS（金属氧化物半导体）管或MEMS（微机电系统，Micro-Electro-Mechanic System）；
其中，所述衬底2具有正面和背面（如图1所示），衬底2的厚度可为100～1000微米，衬底2的材料包括：硅、锗或锗硅等可以满足需要功能的材料；
2）在衬底2周围形成沟槽1（如图3所示）；
其中，沟槽1可为在衬底2的正面形成的一圈沟槽1，该沟槽1的宽度范围为10μm～4mm，深度要求大于最终的减薄厚度（如减薄厚度为150微米，该沟槽深度在150～400μm最佳）；形成该沟槽1的方法包括：使用机械切割的方式、使用激光切割的方式或通过以下的步骤实现：
（1）在衬底2正面涂覆一层光刻胶，该光刻胶的厚度要求在1～10μm范围内；
（2）将衬底2边缘的光刻胶去除，去除的光刻胶部分最佳可为1～5mm；
（3）将衬底2在带有压边的刻蚀机台中进行刻蚀，形成沟槽1；
其中，该压边宽度为1-5mm，该压边中间有10μm～4mm的间隙以便在刻蚀中形成沟槽；该压边的材料包括：陶瓷或铁氟龙等其他可以满足刻蚀需求的材料；
（4）通过干法或者湿法刻蚀的方式将去掉光刻胶的地方刻蚀掉；
（5）使用光刻胶灰化机台或者湿法去胶方式去除光刻胶。
3）在沟槽的外围形成图形4（如图4所示）；
其中，形成图形4的方法包括：通过刻蚀的方式、通过机械切割的方式或者采用激光切割的方式进行。该图形4可以为任意方式，但是要求必须从晶圆边缘沟槽1部分引出晶圆。
另外，在沟槽的外围形成图形4的具体步骤可包括：
I、在衬底2正面涂上一层厚度1～10μm的光刻胶；
II、在衬底2边缘的沟槽外围进行曝光，形成图形；
III、通过刻蚀在曝光区域形成深度和沟槽深度相同的图案；
IV、去除光刻胶。
4）在衬底2的正面贴附支撑物6，形成衬底的正面支撑物（如图5所示）；
其中，支撑物6可为蓝膜、胶带、玻璃或Si等硬质支撑物。支撑物6的厚度视工艺要求而定，胶带推荐厚度为100微米～300微米，玻璃以及Si的厚度推荐200微米～725微米。
5）通过机械减薄或者化学机械研磨处理对衬底2的背面进行减薄（如图6所示）；
其中，减薄厚度为预期产品需求的厚度（如150微米），同时需要将所述沟槽1底部露出。
6）将正面支撑物连同沟槽1外围残留衬底一同揭除（如图7所示）。
现以如下的更加具体的例子来说明本发明，步骤如下：
①提供一枚带有正反面以及边缘有斜坡的725微米的硅衬底2。
②在硅衬底2上完成各种器件5的制作。
③在硅衬底2边缘3mm处采用机械切割的方式形成一个深度为190微米宽度约80微米的沟槽1。机台可以选用DISCO的切片机进行。
④在所形成的沟槽1外围通过激光切割的方式形成深度190微米、宽度约10微米如图4所述的外围图形4。
⑤该衬底2正面贴附在作为支撑物6的厚度170微米的蓝膜上。
⑥使用DISCO的减薄机将衬底从背面进行减薄，最终减薄厚度为180微米。
⑦将正面的蓝膜以及边缘的沟槽外围剩余的衬底一起揭掉。
本发明通过在晶圆斜坡以内的区域形成一圈沟槽将晶圆内部和斜坡部分分离来实现避免因为斜坡部分在减薄的时候产生缺角进而导致整片晶圆裂片的风险，从而能对晶圆的边缘缺口进行改善和对其它所涉及的晶圆边缘进行改善。
Claims (8)
1.一种改善晶圆边缘处理的方法，其特征在于，包括步骤：
1)使用正常半导体工艺在衬底的正面形成需要的器件，其中，所述衬底具有正面和背面；
2)在衬底周围形成沟槽；所述沟槽位于所述衬底的边缘的斜坡以内的区域中，所述沟槽为一圈结构将所述衬底的内部和斜坡部分分离；
3)在沟槽的外围形成图形；所述图形要求必须从晶圆边缘沟槽部分引出晶圆；
4)在衬底的正面贴附支撑物，形成衬底的正面支撑物；
5)通过机械减薄或者化学机械研磨处理对衬底的背面进行减薄；
6)将正面支撑物连同沟槽外围残留衬底一同揭除。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，衬底的厚度为100～1000微米；
衬底的材料包括：硅、锗或锗硅；
器件包括：金属氧化物半导体MOS管或微机电系统MEMS。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中，沟槽为在衬底的正面形成的一圈沟槽，该沟槽的宽度范围为10μm～4mm，深度要求大于最终的减薄厚度；形成该沟槽的方法包括：使用机械切割的方式、使用激光切割的方式或通过以下的步骤实现：
(1)在衬底正面涂覆一层光刻胶，该光刻胶的厚度要求在1～10μm范围内；
(2)将衬底边缘的光刻胶去除，去除的光刻胶部分为1～5mm；
(3)将衬底在带有压边的刻蚀机台中进行刻蚀，形成沟槽；
其中，该压边宽度为1-5mm，该压边中间有10μm～4mm的间隙以便在刻蚀中形成沟槽；该压边的材料包括：陶瓷或铁氟龙；
(4)通过干法或者湿法刻蚀的方式将去掉光刻胶的地方刻蚀掉；
(5)使用光刻胶灰化机台或者湿法去胶方式去除光刻胶。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中，形成图形的方法包括：通过刻蚀的方式、通过机械切割的方式或者采用激光切割的方式进行。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中，在沟槽的外围形成图形的步骤包括：
I、在衬底正面涂上一层厚度1～10μm的光刻胶；
II、在衬底边缘的沟槽外围进行曝光，形成图形；
III、通过刻蚀在曝光区域形成深度和沟槽深度相同的图案；
IV、去除光刻胶。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤4)中，支撑物包括：蓝膜、胶带、玻璃或Si。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述胶带厚度为100微米～300微米，玻璃以及Si的厚度为200微米～725微米。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤5)中，减薄厚度为预期产品需求的厚度，同时需要将所述沟槽底部露出。
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