CN112992655B - 控制Taiko晶圆断差的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制Taiko晶圆断差的方法，在Taiko减薄工艺中，先对不同晶圆的边缘进行预研磨，使预研磨后所有晶圆的边缘的厚度T1等于Taiko晶圆的目标厚度T2与断差D之和，所述断差D为Taiko减薄工艺形成的支撑环的高度与Taiko晶圆的目标厚度T2的差值。本发明充分考虑不同晶圆的初始厚度存在一定差异的情况，在对晶圆进行Taiko减薄工艺之前，先对晶圆进行预研磨，使进行Taiko减薄工艺的晶圆边缘的厚度保持一致，然后再对预研磨后的晶圆进行Taiko减薄工艺，这样就可以保证晶圆完成Taiko减薄后的断差一致，从而保证在对支撑环进行环切作业时不需要频繁地更换环切设备中的侧支撑部，从而显著提升机台的运行时间。

Description

控制Taiko晶圆断差的方法
技术领域
本发明与半导体集成电路制造技术有关，具体涉及控制Taiko晶圆断差的方法。
背景技术
随着IC技术日新月异的发展，对芯片的集成度、速度和可靠性的要求越来越高，这就要求芯片要更小更薄。同时，为了降低单颗芯片的生产成本，并且从更好的产品性能控制方面考虑，越来越多的芯片类型开始采用12寸的晶圆进行生产。
在功率器件领域，12寸晶圆背面减薄技术的典型工艺流程包括Taiko磨削、背面湿法刻蚀、背面金属化、切环和取环。这个工艺流程引入支撑环(Taiko Ring)，该Taiko环对减薄后的晶圆进行支撑，使得减薄后的晶圆在后续工序的作业过程中可能发生的翘曲在可接受的范围内，增加了后续工序的可作业性，降低了晶圆破片的风险。
采用Taiko工艺进行晶圆减薄，在磨削(Grinding)过程中，如图5A、图5B所示，只研磨晶圆的中间区域，晶圆的边缘不做加工，以便留下一定宽度的支撑环1(Taiko Ring)，如图1所示，该支撑环1可对减薄后的晶圆加以支撑，以增强晶圆后续站点工艺作业的能力。
图1为Taiko晶圆的示意图，如图1所示，T1为晶圆进行Taiko磨削(Grinding)前的原始厚度(wafer THK)，T2为Taiko磨削的目标厚度(Taiko THK)，不难得出断差D＝T1-T2。
Taiko工艺引入的支撑环(Taiko Ring)需要在后续划片之前进行切除，以便进行后续的封装工序，目前主流使用的支撑环切除装置为Disco的机械环切设备，如图2所示。在实际的生产中，使用日本Disco的机械环切设备进行环切时，需要选择合适的卡盘2(ChuckTable)进行作业，卡盘2的选择与晶圆ring环区域及Taiko区域的厚度有关。如果不能精准地得到相关厚度，便会出现卡盘不是最佳适配的情况出现，由此导致裂纹或者残屑等缺陷的产生。因此，加工不同厚度的晶圆需要频繁切换卡盘来满足工艺需求，这样无形中增加了装载量，进而影响设备的运行时间。目前机械环切设备主要是通过更换不同厚度的侧支撑部3(Spacer)以实现良好的环切作业效果。
图2为Taiko晶圆与环切设备的配合示意图，如图2所示，T01为卡盘(Chuck Table)的高度，T02为侧支撑部3(Spacer)的高度，由此可知断差D0＝T01-T02。对支撑环进行环切作业时，要求(D0-10μm)<D<(D0+10μm)，即晶圆的断差D必须在卡盘的断差D0的+/-10μm之内，否则就会出现隐裂或者残屑的问题。目前进行环切作业时，通过更换Spacer来调整D0以适配Taiko晶圆。
环切作业过程中，晶圆4正面朝上，背面扣在卡盘2上面，支撑环1(Taiko Ring)与侧支撑部3(Spacer)接触，减薄区域与卡盘2的表面接触，如图3所示。卡盘的断差与晶圆的断差相比太小(如图4A所示)和太大(如图4B所示)均会带来问题。为了避免产品出现隐裂和残屑的问题，实际作业过程中需要提前选择最合适的Spacer进行作业，加工不同厚度的产品时需要频繁地更换Spacer，影响机台的运行时间和产率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种控制Taiko晶圆断差的方法，可以解决现有技术中对Taiko晶圆进行支撑环切除作业时因Taiko晶圆断差存在差异而需要频繁更换环切部件的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的控制Taiko晶圆断差的方法，在Taiko减薄工艺中，先对不同晶圆的边缘进行预研磨，使预研磨后所有晶圆的边缘的厚度T1等于Taiko晶圆的目标厚度T2与断差D之和，所述断差D为Taiko减薄工艺形成的支撑环的高度与Taiko晶圆的目标厚度T2的差值。
进一步的，根据Taiko晶圆的目标厚度T2与断差D之和以及预研磨前晶圆边缘的初始厚度T0确定预研磨量。
进一步的，根据所述预研磨量确定预研磨的次数、每次预研磨的研磨量。
进一步的，对预研磨后的晶圆进行Taiko减薄工艺，研磨晶圆的内部区域。
进一步的，在Taiko减薄工艺中，先使研磨轮所在的主轴在水平方向上向外移动，直至所述研磨轮在晶圆所在平面内的投影超出所述晶圆的边缘，再使所述研磨轮下降对所述晶圆进行预研磨。
进一步的，预研磨后，使研磨轮上升，并使所述主轴复位，然后再控制研磨轮下降对所述晶圆的内部区域进行Taiko减薄。
进一步的，所述预研磨量在50μm以内。
本发明充分考虑不同晶圆的初始厚度存在一定差异的情况，在对晶圆进行Taiko减薄工艺之前，先对晶圆进行预研磨，使进行Taiko减薄工艺的晶圆边缘的厚度保持一致，然后再对预研磨后的晶圆进行Taiko减薄工艺，这样就可以保证晶圆完成Taiko减薄后的断差一致，从而保证在对支撑环(Taiko Ring)进行环切作业时不需要频繁地更换环切设备中的侧支撑部，从而显著提升机台的运行时间。
附图说明
图1为Taiko晶圆的示意图；
图2为对Taiko晶圆中的支撑环进行环切作业的机械环切设备的局部示意图；
图3为环切作业时Taiko晶圆与机械环切设备的配合示意图；
图4A为卡盘断差过小的示意图；
图4B为卡盘断差过大的示意图；
图5A为现有的加工Taiko晶圆的主视图；
图5B为现有的加工Taiko晶圆的俯视图；
图6A为采用本发明的方法加工Taiko晶圆时预研磨的主视图；
图6B为采用本发明的方法加工Taiko晶圆时预研磨的俯视图；
图6C为采用本发明的方法加工Taiko晶圆时Taiko减薄的主视图；
图6D为采用本发明的方法加工Taiko晶圆时Taiko减薄的俯视图；
图7为采用本发明的方法形成Taiko晶圆的示意图。
具体实施方式
下面结合附图通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可以由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明亦可通过其它不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，本领域技术人员在不背离本发明的精神下可以进行各种类似推广和替换。
由于不同晶圆的初始厚度T0存在一定的差异，所以最终研磨完成的Taiko晶圆的断差也存在差异，在这种情况下，对不同的Taiko晶圆进行环切作业时需要频繁地更换环切设备中的spacer，本发明的核心就在于先将晶圆的初始厚度研磨成一致的厚度，这样可以保证Taiko晶圆最终的断差一致，从而保证环切作业时不需要频繁地更换spacer，提升机台的运行时间。
本发明实施例的控制Taiko晶圆断差的方法，在Taiko减薄工艺中，先对不同晶圆的边缘进行预研磨，如图6A、图6B所示，使预研磨后所有晶圆的边缘的厚度T1等于Taiko晶圆的目标厚度T2与断差D之和，所述断差D为Taiko减薄工艺形成的支撑环的高度与Taiko晶圆的目标厚度T2的差值。
具体地，如图7所示，根据Taiko晶圆的目标厚度T2与断差D之和以及预研磨前晶圆边缘的初始厚度T0确定预研磨量。
根据所述预研磨量确定预研磨的次数、每次预研磨的研磨量。在一较佳实施例中，可以采用分步研磨的方式对晶圆的边缘区域进行预研磨，这样可以准确地保证预研磨后的晶圆的厚度满足要求。
对预研磨后的晶圆进行Taiko减薄工艺，研磨晶圆的内部区域。
具体地，在Taiko减薄工艺中，晶圆进入研磨机台后，先使研磨轮所在的主轴在水平方向上向外(如沿X轴方向)移动，直至所述研磨轮在晶圆所在平面内的投影超出所述晶圆的边缘，再使所述研磨轮下降对所述晶圆进行预研磨，如图6A、图6B所示。预研磨后，使研磨轮上升，并使所述主轴复位至常规位置，然后再控制研磨轮下降对所述晶圆的内部区域进行Taiko减薄，如图6C、图6D所示。
优选的，所述预研磨量在50μm以内。
本发明充分考虑不同晶圆的初始厚度T0存在一定差异的情况，如图7所示，为了解决环切作业时频繁更换Spacer的问题，就需要保证段差D为固定值，由于Taiko晶圆的最终厚度T2为固定值(即目标厚度)，因此需要保证晶圆进行Taiko减薄工艺前的厚度T1保持一致。鉴于上述，本发明实施例在对晶圆进行Taiko减薄工艺之前，先对晶圆进行预研磨，使进行Taiko减薄工艺的晶圆边缘的厚度保持一致，然后再对预研磨后的晶圆进行Taiko减薄工艺，这样就可以保证晶圆完成Taiko减薄后的断差一致，从而保证在对支撑环(Taiko Ring)进行环切作业时不需要频繁地更换环切设备中的侧支撑部，从而显著提升机台的运行时间。
在本发明实施例中，上述工艺用于12寸晶圆中。当然，上述方法也可以适用于其它尺寸的晶圆Taiko减薄工艺中，本实施例对此不作限定。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，该实施例仅仅是本发明的较佳实施例，本发明并不局限于上述实施方式。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员做出的等效置换和改进，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。

Claims (7)

1.一种控制Taiko晶圆断差的方法，其特征在于，在Taiko减薄工艺中，先对不同晶圆的边缘进行预研磨，使预研磨后所有晶圆的边缘的厚度T1等于Taiko晶圆的目标厚度T2与断差D之和，所述断差D为Taiko减薄工艺形成的支撑环的高度与Taiko晶圆的目标厚度T2的差值，且当Taiko晶圆的目标厚度为固定值时，所述断差D为固定值。
2.根据权利要求1所述的控制Taiko晶圆断差的方法，其特征在于，根据Taiko晶圆的目标厚度T2与断差D之和以及预研磨前晶圆边缘的初始厚度T0确定预研磨量。
3.根据权利要求2所述的控制Taiko晶圆断差的方法，其特征在于，根据所述预研磨量确定预研磨的次数、每次预研磨的研磨量。
4.根据权利要求1所述的控制Taiko晶圆断差的方法，其特征在于，对预研磨后的晶圆进行Taiko减薄工艺，研磨晶圆的内部区域。
5.根据权利要求1所述的控制Taiko晶圆断差的方法，其特征在于，在Taiko减薄工艺中，先使研磨轮所在的主轴在水平方向上向外移动，直至所述研磨轮在晶圆所在平面内的投影超出所述晶圆的边缘，再使所述研磨轮下降对所述晶圆进行预研磨。
6.根据权利要求5所述的控制Taiko晶圆断差的方法，其特征在于，预研磨后，使研磨轮上升，并使所述主轴复位，然后再控制研磨轮下降对所述晶圆的内部区域进行Taiko减薄。
7.根据权利要求2所述的控制Taiko晶圆断差的方法，其特征在于，所述预研磨量在50μm以内。
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