TW201417163A - 晶圓邊緣修整方法 - Google Patents

Abstract

一種晶圓邊緣修整方法，包括下述步驟：首先於晶圓的表面，形成一蝕刻阻擋層。接著進行一濕式處理製程，以移除一部分蝕刻阻擋層，並將靠近晶圓邊緣的一部份晶圓表面暴露於外。後續再進行一蝕刻製程，以移除未被蝕刻阻擋層所覆蓋的一部份晶圓。

Description

晶圓邊緣修整方法

本發明是有關於一種半導體元件的製作方法，且特別是有關於一種晶圓邊緣修整的方法。

由於一般晶圓的邊緣(bevel)在薄化後通常具有斜角。當製程的機械應力或者是溫度變化所產生的熱應力施加於晶圓時，斜角的存在，容易使晶圓的邊緣因受力不均，而導致分層或碎裂。因此，在進行半導體元件的製作之前，通常必須進行晶圓邊緣修整製程，將晶圓外緣的斜角加以去除。

然而，傳統晶圓修整製程，係使用研磨砂輪(grinding wheel)來對晶圓邊緣進行研磨，容易產生微粒(particle)汙染後續製程。在加上，研磨砂輪的機械應力也容易造成晶圓缺損或碎裂。因此，有需要提供一種先進的晶圓邊緣修整方法，解決習知技術所面臨的問題。

本發明一方面是在提供一種晶圓邊緣修整方法。其中此一晶圓邊緣修整方法中包括下述步驟：首先於晶圓的表面，形成一蝕刻阻擋層。接著進行一濕式處理製程，以移除一部分蝕刻阻擋層，並將靠近晶圓邊緣的一部分晶圓表面暴露於外。後續再進行一蝕刻製程，以移除未被蝕刻阻擋層所覆蓋的一部份晶 圓。

在本發明的一實施例之中，蝕刻阻擋層係一黏著層。

在本發明的一實施例之中，在進行蝕刻製程之後，還包括藉由黏著層，將晶圓與一工作晶圓鍵合。

在本發明的一實施例之中，黏著層包括丙烯酸樹脂(acrylic base resin)。在本發明的一實施例之中，濕式處理製程，包括使用包含酮類(ketones)、酯類(esters)、芳香族(aromatics)、二甲苯(xylene)或上述之任意組合的一有機溶劑，來移除黏著層。

在本發明的一實施例之中，蝕刻阻擋層係一光阻層。在本發明的一實施例之中，在形成蝕刻阻擋層之前，更包括：將晶圓與一工作晶圓鍵合；以及對晶圓之晶背進行薄化製程。

在本發明的一實施例之中，濕式處理製程係一晶圓洗邊(wafer edge cleaning)製程。

在本發明的一實施例之中，在進行該濕式處理製程之前，更包括一光阻曝光顯影步驟。在本發明的一實施例之中，濕式處理製程，包括使用去離子水來移除曝光顯影後的一部份光阻層。

在本發明的一實施例之中，蝕刻製程係一乾式蝕刻製程。

根據上述實施例，本發明的是提供一種晶圓邊緣修整方法，其係先於晶圓的表面，形成蝕刻阻擋層，並以濕式處理製程移除靠近晶圓邊緣的一部分蝕刻阻擋層。後續，再以蝕刻阻擋層為罩幕，進行蝕刻製程，以移除未被蝕刻阻擋層所覆蓋的一部份晶圓，藉以移除位於晶圓邊緣的斜角。

藉由蝕刻修整的方式來取代傳統研磨砂輪的機械研磨，不僅可以防止微粒產生，汙染後續製程，更能避免機械應力造成 晶圓缺損或碎裂，可有效提高製程良率，降低製程成本。

本發明是在提供一種晶圓邊緣修整方法，解決習知技術採用機械應力直接研磨晶圓，易造成晶圓缺損或碎裂，以及微粒汙染製程的問題。為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉數種晶圓邊緣修整方法，作為較佳實施例，並配合所附圖式及比較例，作詳細說明如下。

請參照圖1A至1D，圖1A至1D係根據本發明的一實施例，所繪示的晶圓邊緣修整方法示意圖。晶圓邊緣修整方法包括下述步驟： 首先於晶圓101的一表面上方，形成一蝕刻阻擋層102。在本發明的一些實施例之中，晶圓101可以是矽晶圓。蝕刻阻擋層102，可形成於晶圓101的正面(front side)101a；亦可形成於晶圓101的晶背(backside)101b上方。在本實施例之中，蝕刻阻擋層102係形成於具有半導體元件的晶圓101正面101a上方。

在本發明的一些實施例之中，蝕刻阻擋層102，可以是一種包含丙烯酸樹脂的黏著層。例如，在本實施例之中，是採用由明尼蘇達礦業製造股份有限公司(Minnesota Mining & Manufacturing Company，3M)所提供之型號為LC3200/4200/5200等系列的高分子聚合物材料，來形成蝕刻阻擋層102。而蝕刻阻擋層102的形成方式，包含採用壓印、黏貼或旋塗等方式，於晶圓101正面101a塗佈黏著層，並進行晶圓烘烤(wafer baking/curing)製程103，以固化黏著層(如步 驟1A所繪示)。

接著，進行一濕式處理製程104，以移除靠近晶圓101邊緣的一部分蝕刻阻擋層102，並將靠近晶圓101邊緣的一部份晶圓101正面101a暴露於外(如步驟1B所繪示)。在本發明的些實施例之中，濕式處理製程104可以是一種晶圓洗邊製程。較佳可搭配晶圓洗邊裝置，來驅動晶圓101旋轉，並藉由在晶圓101的周圍，噴灑可溶解蝕刻阻擋層102的溶液，來去除靠近晶圓101邊緣的一部分蝕刻阻擋層102。例如，在本實施例之中，係使用包含酮類、酯類、芳香族、二甲苯或上述之任意組合的有機溶劑，來移除塗佈於靠近晶圓101邊緣的一部分黏著層。

後續，再以剩餘的蝕刻阻擋層102為罩幕，對晶圓101進行一蝕刻製程105，以移除未被餘留下來之蝕刻阻擋層102所覆蓋的一部份晶圓101(如步驟1C所繪示)。在本發明的一些實施例之中，係採用乾式蝕刻步驟，來移除未被餘留下來之蝕刻阻擋層102所覆蓋的一部份晶圓101。在本實施例之中，蝕刻製程105可以是一種電漿蝕刻(plasma etching)製程。

在蝕刻製程105之後，可藉由黏著層，將晶圓101與一工作晶圓106鍵合，並且對晶圓101的晶背101b進行一晶圓薄化(wafer thinning)製程107(如步驟1D所繪示)。在本實施例之中，其係直接採用蝕刻阻擋層102來做為黏著層，將晶圓101與工作晶圓106鍵合。這種直接採用蝕刻阻擋層102來做為黏著層的做法，不僅可簡化製程步驟，更可節省材料成本。後續，再進行其他半導體製程，以完成半導體元件的製備。

請參照圖2A至2E，圖2A至2E係根據本發明的另一實施例，所繪示的晶圓邊緣修整方法示意圖。其中，晶圓邊緣修 整方法係在半導體元件製程的晶圓薄化步驟之後進行，此一晶圓邊緣修整方法包括下述步驟： 首先，於晶圓201的正面201a上塗佈一黏著層208，並藉由黏著層208，將晶圓201與一工作晶圓206鍵合，並且對晶圓201的晶背201b進行一晶圓薄化製程207(如步驟2A所繪示)。

後續，於薄化後之晶圓201的晶背201b上，形成一蝕刻阻擋層202(如步驟2B所繪示)。在本發明的一些實施例之中，蝕刻阻擋層202是由有機材料所構成，亦可以是一種光阻層。例如，採用由ArF光阻層、含矽之有機光阻層(SHB)或I-line光阻層，來作為蝕刻阻擋層202。

當蝕刻阻擋層202是光阻時，可選擇性地對蝕刻阻擋層202進行一曝光顯影步驟209(如步驟2C所繪示)，並對曝光後的蝕刻阻擋層202進行一濕式處理製程204，以移除一部分靠近晶圓201邊緣的蝕刻阻擋層202，並將靠近晶圓201邊緣的一部份晶背201b暴露於外(如步驟2D所繪示)。在本實施例之中，濕式處理製程204，包括使用去離子水來移除曝光顯影後的一部份蝕刻阻擋層202。

值得注意的是，由於相對於半導體元件製程，晶圓邊緣修整製程對於蝕刻精度的要求較低。因此在本發明的一些實施例之中，較佳地亦可以省略曝光顯影步驟209，直接進行濕式處理製程204(例如步驟1B所繪示的晶圓洗邊製程)，採用去離子水或者是包含可溶解蝕刻阻擋層202的溶劑，來移除一部分靠近晶圓201邊緣的一部份蝕刻阻擋層202，而不需要使用任何光罩，不僅可簡化製程步驟，更可進一步降低製作成本。

後續，再以蝕刻阻擋層202為罩幕，對晶圓201進行一蝕 刻製程205，例如電漿蝕刻製程，以移除未被餘留下來之蝕刻阻擋層202所覆蓋的一部份晶圓201(如步驟2E所繪示)。後續，再進行其他半導體製程，以完成半導體元件的製備。

根據上述實施例，本發明的是提供一種晶圓邊緣修整方法，其係先於晶圓的表面，形成蝕刻阻擋層，並以濕式處理製程移除靠近晶圓邊緣的一部分蝕刻阻擋層。後續，再以蝕刻阻擋層為罩幕，進行蝕刻製程，以移除未被蝕刻阻擋層所覆蓋的一部份晶圓，藉以移除位於晶圓邊緣的斜角。

藉由蝕刻修整的方式來取代傳統研磨砂輪的機械研磨，不僅可以防止微粒產生，汙染後續製程，更能避免機械應力造成晶圓缺損或碎裂，可有效提高製程良率，降低製程成本。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。任何該領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

101‧‧‧晶圓

101a‧‧‧晶圓正面

101b‧‧‧晶背

102‧‧‧蝕刻阻擋層

103‧‧‧晶圓烘烤製程

104‧‧‧濕式處理製程

105‧‧‧蝕刻製程

106‧‧‧工作晶圓

107‧‧‧晶圓薄化製程

201‧‧‧晶圓

201a‧‧‧晶圓正面

201b‧‧‧晶背

202‧‧‧蝕刻阻擋層

204‧‧‧濕式處理製程

205‧‧‧蝕刻製程

206‧‧‧工作晶圓

207‧‧‧晶圓薄化製程

208‧‧‧黏著層

209‧‧‧曝光顯影步驟

圖1A至1D係根據本發明的一實施例，所繪示的晶圓邊緣修整方法示意圖。

圖2A至2E係根據本發明的另一實施例，所繪示的晶圓邊緣修整方法示意圖。

101‧‧‧晶圓

101a‧‧‧晶圓正面

101b‧‧‧晶背

102‧‧‧蝕刻阻擋層

104‧‧‧濕式處理製程

Claims (11)

1. 一種晶圓邊緣修整方法，包括：於一晶圓的一表面，形成一蝕刻阻擋層；進行一濕式處理製程，以移除一部分該蝕刻阻擋層，並將靠近一晶圓邊緣的一部份該表面暴露於外；以及進行一蝕刻製程，移除未被該蝕刻阻擋層所覆蓋的一部份該晶圓。
2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓邊緣修整方法，其中該蝕刻阻擋層係一黏著層。
3. 如申請專利範圍第2項所述之晶圓邊緣修整方法，其中在進行該蝕刻製程之後，還包括藉由該黏著層，將該晶圓與一工作晶圓鍵合。
4. 如申請專利範圍第2項所述之晶圓邊緣修整方法，其中該黏著層包括丙烯酸樹脂(acrylic base resin)。
5. 如申請專利範圍第4項所述之晶圓邊緣修整方法，其中該濕式處理製程，包括使用包含酮類(ketones)、酯類(esters)、芳香族(aromatics)、二甲苯(xylene)或上述之任意組合的一有機溶劑，來移除該黏著層。
6. 如申請專利範圍第2項所述之晶圓邊緣修整方法，其中該蝕刻阻擋層係一光阻層。
7. 如申請專利範圍第6項所述之晶圓邊緣修整方法，其中在形成該蝕刻阻擋層之前，更包括：將該晶圓與一工作晶圓鍵合；以及對該晶圓之一晶背進行一薄化製程。
8. 如申請專利範圍第6項所述之晶圓邊緣修整方法，其中該濕式處理製程係一晶圓洗邊(wafer edge cleaning)製程。
9. 如申請專利範圍第6項所述之晶圓邊緣修整方法，其中在進行該濕式處理製之前，更包括一光阻曝光顯影步驟。
10. 如申請專利範圍第9項所述之晶圓邊緣修整方法，其中該濕式處理製程，包括使用去離子水，來移除曝光顯影後的一部份該光阻層。
11. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓邊緣修整方法，其中該蝕刻製程係一乾式蝕刻製程。