CN108231567B - 一种晶背减薄方法及所使用的圆形治具 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种晶背减薄方法，其包括以下步骤：放置圆形治具、贴膜、切割胶带膜、晶圆背面研磨、晶圆移至卡盒、晶圆背面酸法蚀刻、撕膜、晶圆背面金属沉积。本发明还进一步公开了一种用于晶背减薄方法中的圆形治具，该圆形治具为中空环状结构，并分为上部和下部，且该圆形治具具有一个缺口。采用本发明中晶背减薄方法，可以实现研磨区域的精细控制，同时简化晶圆减薄流程，圆形治具可以精确控制胶带膜超出晶圆边缘1‑2mm，有助于避免在后续晶圆传输转运和酸蚀刻过程中由于晶圆接触载具造成的破片问题。

Description

一种晶背减薄方法及所使用的圆形治具
技术领域
本发明涉及一种晶背减薄方法及所使用的圆形治具。
背景技术
在集成电路制造中，半导体硅材料由于其资源丰富，制造成本低，工艺性好，是集成电路重要的基体材料。从集成电路断面结构来看，大部分集成电路是在硅基体材料的浅表面层上制造。由于制造工艺的要求，对晶片的尺寸精度、几何精度、表面洁净度以及表面微晶格结构提出很高要求。因此在几百道工艺流程中，不可采用较薄的晶片，只能采用一定厚度的晶片在工艺过程中传递、流片。通常在集成电路封装前，需要对晶片背面多余的基体材料去除一定的厚度。通过减薄/研磨的方式对晶片衬底进行减薄，可以改善芯片散热效果，同时将晶片减薄到一定厚度有利于后期封装这一工艺过程称之为晶片背面减薄工艺，即晶背减薄工艺，所采用的设备就是晶片减薄机。
而在传统的晶背减薄工艺中，当晶圆厚度达到150μm时，极易发生破损，尤其是当晶片边缘与卡盒接触时，更容易发生晶圆的破损，现有技术中，一般采用以下两种方法避免晶背减薄工艺中的晶圆破损问题：
1.用特殊的树脂作为支撑，有利于在晶背减薄后晶圆传输和转运过程中避免晶圆破损。
2.在研磨时在距离晶圆边缘2mm处区域，相比晶圆中心区域进行较少量的研磨，从而保证晶圆边缘的厚度和强度，防止破片。
而上述两种方法，却存在成本较高，加工复杂，研磨区域难以精细控制的问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种晶背减薄方法，具体包括以下步骤：
(1)晶圆背面放置圆形治具，所述圆形治具为中空环状结构且具有直径不同的内边缘和外边缘，所述圆形治具使所述晶圆完全嵌在所述圆形治具中央与所述内边缘贴合；
(2)在晶圆正面贴膜，采用贴胶机在所述晶圆正面贴附一层胶带膜并使所述晶圆正面贴合的胶带膜突出所述晶圆和所述圆形治具外边缘，所述胶带膜不与酸性或碱性溶液反应且所述胶带膜面积要大于所述晶圆面积；
(3)沿所述圆形治具的外边缘对晶圆正面贴附的胶带膜进行切割，使所述胶带膜突出所述晶圆1-2mm；
(4)去除所述圆形治具，将步骤(3)中得到的所述晶圆移至研磨机中采用研磨轮在所述晶圆背面进行机械研磨至设定厚度；
(5)并将具有突出晶圆1-2mm的胶带膜的所述晶圆取出移至特氟龙卡盒中；
(6)在盛有步骤(5)得到的所述晶圆的所述特氟龙卡盒中放入所需酸液从而形成酸槽，并在所述酸槽中进行晶圆背面酸法蚀刻；
(7)将步骤(6)中得到的背面蚀刻后的所述晶圆进行撕膜，去除所述晶圆正面的所述胶带膜；
(8)对所述步骤(7)中得到的去除所述胶带膜后的所述晶圆进行背面金属沉积，得到沉积有所需金属组分的晶圆。
在前述晶背减薄方法中，其中步骤(6)中所述酸槽内部设有2根压杆，在所述晶圆的所述压杆与所述晶圆压接的部位处不设置胶带膜。
在前述晶背减薄方法中，其中步骤(8)中所述的金属包括Ti、Ni、Cu、Ni中的一种或多种。
本发明还公开了一种用于晶背减薄方法中的圆形治具，其中所述圆形治具为中空环状结构，所述圆形治具分为上部和下部，其中所述上部和所述下部各具有一个外径和一个内径，所述上部的外径小于所述下部的外径，所述上部的内径与所述下部的内径相同。
如前述用于晶背减薄方法中的圆形治具，其中所述圆形治具有一个缺口。
如前述用于晶背减薄方法中的圆形治具，其中所述圆形治具的缺口占所述圆形治具外周周长的比例为1/8-1/4。
如前述用于晶背减薄方法中的圆形治具，其中所述圆形治具的缺口占所述圆形治具外周周长的比例为1/6。
采用本发明中上述晶背减薄方法，可以实现研磨区域的精细控制，同时简化晶圆减薄流程，圆形治具可以保证胶带膜超出晶圆边缘1-2mm，有助于避免在后续晶圆传输转运和酸蚀刻过程中由于晶圆接触载具造成的破片问题。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明：
图1是晶背减薄方法的流程图；
图2是用于晶背减薄方法中的圆形治具的俯视平面图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
在图1中示出的是本发明所公开的晶背减薄方法的具体实施例，在本实施例中：
在步骤101中，在晶圆背面放置一圆形治具，使晶圆完全嵌在圆形治具中央与圆形治具的内边缘贴合；
之后进行步骤102，在步骤102中，采用贴胶机在晶圆正面贴附一层胶带膜，并使晶圆正面贴合的胶带膜突出晶圆和圆形治具外边缘，胶带膜不与酸性或碱性溶液反应且胶带膜要大于晶圆面积；
之后进行步骤103，在步骤103中，沿圆形治具的外边缘对晶圆正面贴附的胶带膜进行切割，使胶带膜突出晶圆1-2mm；
之后进行步骤104，在步骤104中，去除圆形治具，将步骤103中得到的晶圆移至研磨机中采用研磨轮在晶圆背面进行机械研磨至70mil；
之后进行步骤105，在步骤105中，将具有突出晶圆1-2mm胶带膜的晶圆取出移至特氟龙卡盒；
之后进行步骤106，在步骤106中，在盛有步骤105得到晶圆的特氟龙卡盒中放入所需酸液从而形成酸槽，并在酸槽中进行晶圆背面酸法蚀刻，形成的酸槽内部设有2根压杆，在晶圆的压杆与晶圆压接的部位处不设置胶带膜；
之后进行步骤107，在步骤107中，将步骤106中得到的背面蚀刻后的晶圆进行撕膜，去除晶圆正面的胶带膜；
之后进行步骤108，在步骤108中，对步骤107中得到的去除胶带膜后的晶圆进行背面金属沉积，得到沉积有所需金属组分的晶圆，例如，可以依次在晶圆背面沉积Ti、Ni、Cu、Ni形成多层金属沉积层。
在图2中示出的是用于本发明实施例1中描述的晶背减薄方法中的圆形治具的具体实施例，在本实施例中：
圆形治具为中空环状结构，圆形治具分为上部和下部，其中上部和下部都各具有一个外径和一个内径，上部的外径1小于下部的外径2，上部的内径3与下部的内径4相同。
该圆形治具还具有一个缺口5。该圆形治具的缺口占圆形治具外周周长的比例为1/8-1/4，在本实施例中优选为1/6。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims (7)

1.一种晶背减薄方法，包括以下步骤：
(1)使用圆形治具固定晶圆，其中在晶圆背面放置所述圆形治具，所述圆形治具为中空环状结构且具有直径不同的内边缘和外边缘，所述圆形治具使所述晶圆完全嵌在所述圆形治具中央与所述内边缘贴合；
(2)在由所述圆形治具固定的所述晶圆正面贴膜，采用贴胶机在所述晶圆正面贴附一层胶带膜并使所述晶圆正面贴合的所述胶带膜突出所述晶圆和所述圆形治具外边缘，所述胶带膜不与酸性或碱性溶液反应且所述胶带膜面积大于所述晶圆面积；
(3)沿所述圆形治具的外边缘对所述晶圆正面贴附的所述胶带膜进行切割，使所述胶带膜突出所述晶圆1-2mm；
(4)去除所述圆形治具，将步骤(3)中得到的所述晶圆移至研磨机中采用研磨轮在所述晶圆背面进行机械研磨至设定厚度；
(5)将具有突出晶圆1-2mm胶带膜的所述晶圆取出移至特氟龙卡盒中；
(6)在盛有步骤(5)得到的所述晶圆的所述特氟龙卡盒中放入所需酸液从而形成酸槽，并在所述酸槽中进行晶圆背面酸法蚀刻；
(7)将步骤(6)中得到的背面蚀刻后的所述晶圆进行撕膜，去除所述晶圆正面的所述胶带膜；
(8)对步骤(7)中得到的去除所述胶带膜后的所述晶圆进行背面金属沉积，得到沉积有所需金属组分的晶圆。
2.如权利要求1中所述的晶背减薄方法，其中步骤(6)中所述酸槽内部设有2根压杆，在所述晶圆的所述压杆与所述晶圆压接的部位处不设置所述胶带膜。
3.如权利要求1中所述的晶背减薄方法，其中步骤(8)包含依次在晶圆背面沉积Ti、Ni、Cu、Ni形成多层金属沉积层。
4.一种用于权利要求1-3中任一项所述的晶背减薄方法中的圆形治具，其中所述圆形治具为中空环状结构，所述圆形治具分为上部和下部，其中所述上部和所述下部各具有一个外径和一个内径，所述上部的外径小于所述下部的外径，所述上部的内径与所述下部的内径相同。
5.如权利要求4所述的圆形治具，其中所述圆形治具有一个缺口。
6.如权利要求5所述的圆形治具，其中所述圆形治具的缺口占所述圆形治具外周周长的比例为1/8-1/4。
7.如权利要求6所述的圆形治具，其中所述圆形治具的缺口占所述圆形治具外周周长的比例为1/6。
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