CN109346403A - 一种晶圆的减薄方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种晶圆的减薄方法，其特征在于，所述减薄方法包括：提供待减薄的晶圆，采用激光对晶圆边缘进行修整，去除圆角处部分材料形成弧线形倒角；制备涂覆液，并将涂覆液均匀涂覆在晶圆正面以及边缘的倒角上，烘烤硬化形成覆盖层，将晶圆正面与基板固定；对晶圆背面进行第一次研磨，对晶圆背面进行第一次湿法蚀刻；对晶圆背面进行第二次研磨；对晶圆背面进行第二次湿法蚀刻，将晶圆与基板分离，去除晶圆的覆盖层，即得减薄后的晶圆。本发明的晶圆的减薄方法采用特殊保护工艺，能够减少器件晶圆减薄过程中产生的内应力，并且能够防止晶圆减薄过程中产生的颗粒和冷却水的混合物污染晶圆正面，减少破片几率，增加成片率，降低生产成本。

Description

一种晶圆的减薄方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种晶圆的减薄方法。
背景技术
在半导体器件的芯片制程中，为了提高效率，用于制造芯片的晶圆尺寸越来越大，为了不降低强度，晶圆的厚度也随着尺寸的增加而不断的加厚。另一方面封装对芯片的厚度要求并未变化，特别地，当芯片尺寸小于0.5mm并进一步减小时，芯片的厚度相对于长宽将大幅度增加，芯片更像一个正方体及柱形体，这种外形将严重地影响封装。在这种情况下，当芯片制程基本完成后对晶圆进行超厚度的减薄是必需的。
现有的器件晶圆减薄方法一般为研磨和湿法蚀刻，研磨减薄速度快，对产能提升效果好，但是研磨容易造成晶圆的裂纹，增加内应力，且表面厚度差异明显，故会在随后的工艺中易造成晶圆的破片。湿法蚀刻减薄，可以缓解研磨产生的内应力，并且可以使表面有更好的厚度均匀性，但是减薄速率慢。目前，常用的器件晶圆减薄的工艺为在将器件晶圆与载片键合后，进行一次研磨，然后再进行多次湿法蚀刻，这种工艺方法虽然利用了湿法蚀刻在一定程度上缓解了研磨产生的内应力，但由于研磨的厚度过大，产生的内应力相应过大，在减薄的过程中仍然会产生器件晶圆破片的现象，影响器件晶圆成品率，造成成本损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种晶圆的减薄方法，该减薄方法采用特殊保护工艺，能够减少器件晶圆减薄过程中产生的内应力，并且能够防止晶圆减薄过程中产生的颗粒和冷却水的混合物污染晶圆正面，减少破片几率，增加成片率，降低生产成本。
本发明是这样实现的：
一种晶圆的减薄方法，其特征在于，所述减薄方法包括：
S1：提供待减薄的晶圆，采用激光对晶圆边缘进行修整，去除圆角处部分材料形成弧线形倒角；
S2：制备涂覆液，并将涂覆液均匀涂覆在晶圆正面以及边缘的倒角上，使涂覆液与晶圆正面以及四周紧密粘贴，然后在50-55℃温度下烘烤15min，使晶圆涂覆液硬化形成覆盖层；
S3：提供基板，将晶圆正面与基板固定；
S4：对晶圆背面进行第一次研磨，减薄器件晶圆体衬底的厚度，将基板固定在晶圆减薄机上，晶圆减薄机上的磨刀对晶圆背面进行减薄，将晶圆背面减薄至预定厚度，再进行光磨3-5s；
S5：对晶圆背面进行第一次湿法蚀刻，将晶圆放入蚀刻液中对晶圆背面进行湿法蚀刻，蚀刻液温度为60-70℃，湿法蚀刻时间为2分钟；
S6：对晶圆背面进行第二次研磨，减薄晶圆体衬底的厚度，将基板固定在晶圆减薄机上，晶圆减薄机上的磨刀对晶圆背面进行减薄，将晶圆背面减薄至预定厚度，再进行光磨3-5s；
S7：对晶圆背面进行第二次湿法蚀刻，将晶圆放入蚀刻液中对晶圆背面进行湿法蚀刻，将晶圆减薄至要求厚度，蚀刻液温度为60-70℃，湿法蚀刻时间为2分钟；
S8：将晶圆与基板分离，去除晶圆的覆盖层，即得减薄后的晶圆。
作为本发明的一种优选技术方案，所述涂覆液为聚四氟乙稀和聚酰亚胺的混合溶液，所述聚四氟乙稀与聚酰亚胺的质量比为1:3-5。
作为本发明的一种优选技术方案，所述蚀刻液为硫酸、硝酸钾、氢氟酸和氟化氢铵的混合溶液，所述硫酸、硝酸钾、氢氟酸与氟化氢铵的质量比为7:2:0.5:0.5。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的磨刀向下进给速率为3μm/s-4μm/s，磨刀主轴转速为3000-5000r/min，晶圆每转磨削深度为700-900nm。
作为本发明的一种优选技术方案，所述减薄后晶圆的厚度为5μm -40μm。
本发明突出的实质性特点和显著的进步是：
本发明晶圆的减薄方法采用特殊保护工艺，通过在晶圆的正面和四周涂上涂覆液，能够防止晶圆减薄过程中产生的颗粒和冷却水的混合物污染晶圆正面，通过对晶圆采用交叉采用机械研磨减薄和湿法蚀刻减薄，能够减少器件晶圆减薄过程中产生的内应力，并且减少破片几率，增加成片率，降低生产成本。
具体实施方式
实施例1
一种晶圆的减薄方法，所述减薄方法包括：
S1：提供待减薄的晶圆，采用激光对晶圆边缘进行修整，去除圆角处部分材料形成弧线形倒角；
S2：制备涂覆液，并将涂覆液均匀涂覆在晶圆正面以及边缘的倒角上，使涂覆液与晶圆正面以及四周紧密粘贴，然后在50-55℃温度下烘烤15min，使晶圆涂覆液硬化形成覆盖层；所述涂覆液为聚四氟乙稀和聚酰亚胺的混合溶液，所述聚四氟乙稀与聚酰亚胺的质量比为1:3-5；
S3：提供基板，将晶圆正面与基板固定；
S4：对晶圆背面进行第一次研磨，减薄器件晶圆体衬底的厚度，将基板固定在晶圆减薄机上，晶圆减薄机上的磨刀对晶圆背面进行减薄，将晶圆背面减薄至预定厚度，再进行光磨3-5s；所述的磨刀向下进给速率为3μm/s-4μm/s，磨刀主轴转速为3000-5000r/min，晶圆每转磨削深度为700-900nm；
S5：对晶圆背面进行第一次湿法蚀刻，将晶圆放入蚀刻液中对晶圆背面进行湿法蚀刻，蚀刻液温度为60-70℃，湿法蚀刻时间为2分钟；所述蚀刻液为硫酸、硝酸钾、氢氟酸和氟化氢铵的混合溶液，所述硫酸、硝酸钾、氢氟酸与氟化氢铵的质量比为7:2:0.5:0.5；
S6：对晶圆背面进行第二次研磨，减薄晶圆体衬底的厚度，将基板固定在晶圆减薄机上，晶圆减薄机上的磨刀对晶圆背面进行减薄，将晶圆背面减薄至预定厚度，再进行光磨3-5s；
S7：对晶圆背面进行第二次湿法蚀刻，将晶圆放入蚀刻液中对晶圆背面进行湿法蚀刻，将晶圆减薄至要求厚度，蚀刻液温度为60-70℃，湿法蚀刻时间为2分钟，所述减薄后晶圆的厚度为5μm -40μm；
S8：将晶圆与基板分离，去除晶圆的覆盖层，即得减薄后的晶圆。

Claims (5)

1.一种晶圆的减薄方法，其特征在于，所述减薄方法包括：
S1：提供待减薄的晶圆，采用激光对晶圆边缘进行修整，去除圆角处部分材料形成弧线形倒角；
S2：制备涂覆液，并将涂覆液均匀涂覆在晶圆正面以及边缘的倒角上，使涂覆液与晶圆正面以及四周紧密粘贴，然后在50-55℃温度下烘烤15min，使晶圆涂覆液硬化形成覆盖层；
S3：提供基板，将晶圆正面与基板固定；
S4：对晶圆背面进行第一次研磨，减薄器件晶圆体衬底的厚度，将基板固定在晶圆减薄机上，晶圆减薄机上的磨刀对晶圆背面进行减薄，将晶圆背面减薄至预定厚度，再进行光磨3-5s；
S5：对晶圆背面进行第一次湿法蚀刻，将晶圆放入蚀刻液中对晶圆背面进行湿法蚀刻，蚀刻液温度为60-70℃，湿法蚀刻时间为2分钟；
S6：对晶圆背面进行第二次研磨，减薄晶圆体衬底的厚度，将基板固定在晶圆减薄机上，晶圆减薄机上的磨刀对晶圆背面进行减薄，将晶圆背面减薄至预定厚度，再进行光磨3-5s；
S7：对晶圆背面进行第二次湿法蚀刻，将晶圆放入蚀刻液中对晶圆背面进行湿法蚀刻，将晶圆减薄至要求厚度，蚀刻液温度为60-70℃，湿法蚀刻时间为2分钟；
S8：将晶圆与基板分离，去除晶圆的覆盖层，即得减薄后的晶圆。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆的减薄方法，其特征在于：所述涂覆液为聚四氟乙稀和聚酰亚胺的混合溶液，所述聚四氟乙稀与聚酰亚胺的质量比为1:3-5。
3.根据权利要求1所述的一种晶圆的减薄方法，其特征在于：所述蚀刻液为硫酸、硝酸钾、氢氟酸和氟化氢铵的混合溶液，所述硫酸、硝酸钾、氢氟酸与氟化氢铵的质量比为7:2:0.5:0.5。
4.根据权利要求1所述的一种晶圆的减薄方法，其特征在于：所述的磨刀向下进给速率为3μm/s-4μm/s，磨刀主轴转速为3000-5000r/min，晶圆每转磨削深度为700-900nm。
5.根据权利要求1所述的一种晶圆的减薄方法，其特征在于：所述减薄后晶圆的厚度为5μm-40μm。
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