TW201824429A - 基於水平雷射照射的晶圓減薄設備及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種基於水平雷射照射的晶圓減薄設備及方法，所述基於水平雷射照射的晶圓減薄設備包括：靜電吸盤，用於吸附待減薄晶圓；雷射發射裝置，位於靜電吸盤一側，且與所述靜電吸盤具有間距；所述雷射發射裝置用於發射水平雷射光束；透鏡位於所述靜電吸盤與所述雷射發射裝置之間，且與所述靜電吸盤及所述雷射發射裝置均具有間距；所述透鏡用於將所述雷射發射裝置發射的水平雷射光束水平會聚於所述待減薄晶圓的邊緣以對所述待減薄晶圓進行減薄。本發明的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備透過使用雷射光束對待減薄晶圓進行減薄，操作簡單、減薄速度較快、耗時較短、效率更高，透過設置厚度偵測裝置及控制裝置可以更精確地控制減薄厚度。

Description

基於水平雷射照射的晶圓減薄設備及方法
本發明屬於半導體技術領域，特別是涉及一種基於水平雷射照射的晶圓減薄設備及方法。
在現有半導體製程中，晶圓減薄是常用的一種製程，現有一般採用CMP(化學機械拋光)製程對晶圓進行減薄。使用CMP製程對晶圓進行減薄處理時一般需要經過以下流程：先將晶圓進行粗磨、再將晶圓進行細磨，而後進行應力釋放，最後還要進行乾法及濕法刻蝕。現有的晶圓減薄製程存在如下問題：1.晶圓邊緣減薄效果不好；2.製程步驟繁瑣，對於碳化矽(SiC)、藍寶石或氮化鎵(GaN)等硬度較大的晶圓進行減薄時所需的時間較長。
鑒於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種基於水平雷射照射的晶圓減薄設備及方法，用於解決現有技術中晶圓減薄製程存在的晶圓邊緣減薄效果不好的問題及減薄製程步驟繁瑣，對於碳化矽(SiC)、藍寶石或氮化鎵(GaN)等硬度較大的晶圓進行減薄時所需的時間較長的問題。
為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種基於水平雷射照射的晶圓減薄設備，所述基於水平雷射照射的晶圓減薄設備包括：靜電吸盤，用於吸附待減薄晶圓；雷射發射裝置，位於靜電吸盤一側，且與所述靜電吸盤具有間距；所述雷射發射裝置用於發射水平雷射光束；透鏡，位於所述靜電吸盤與所述雷射發射裝置之間，且與所述靜電吸盤及所述雷射發射裝置均具有間距；所述透鏡用於將所述雷射發射裝置發射的水平雷射光束水平會聚於所述待減薄晶圓的邊緣以對所述待減薄晶圓進行減薄。
作為本發明的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備的一種優選方案，所述靜電吸盤包括射頻電極。
作為本發明的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備的一種優選方案，所述雷射發射裝置發射的水平雷射光束的波長為500nm~600nm，最大功率為300W；所述水平雷射光束為脈衝雷射光束，每個脈衝持續的時間為150ns~400ns。
作為本發明的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備的一種優選方案，所述基於水平雷射照射的晶圓減薄設備還包括冷卻裝置，所述冷卻裝置設置於所述靜電吸盤上，用於在雷射光束對所述待減薄晶圓進行減薄時為所述待減薄晶圓及所述靜電吸盤冷卻降溫。
作為本發明的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備的一種優選方案，所述基於水平雷射照射的晶圓減薄設備還包括驅動裝置，所述驅動裝置與所述靜電吸盤相連接，用於驅動所述靜電吸盤以帶動所述待減薄晶圓上下運動或/及旋轉運動。
作為本發明的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備的一種優選方案，所述基於水平雷射照射的晶圓減薄設備還包括厚度偵測裝置，用於即時偵測所述待減薄晶圓的厚度。
作為本發明的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備的一種優選方案，所述基於水平雷射照射的晶圓減薄設備還包括控制裝置，所述控制裝置與所述雷射發射裝置、所述驅動裝置及所述厚度偵測裝置相連接，用於依據所述厚度偵測裝置偵測的結果即時調節所述雷射發射裝置發射的水平雷射光束的參數及所述驅動裝置對所述靜電吸盤的驅動。
本發明還提供一種基於水平雷射照射的晶圓減薄方法，包括如下步驟：步驟(1)將待減薄晶圓吸附於靜電吸盤上；步驟(2)使用雷射發射裝置向所述待減薄晶圓發射水平雷射光束，並使用透鏡將所述水平雷射光束水平會聚於所述待減薄晶圓邊緣以對所述待減薄晶圓進行減薄。
作為本發明的基於水平雷射照射的晶圓減薄方法的一種優選方案，在所述步驟(2)中，所述雷射發射裝置發射的水平雷射光束的波長為500nm~600nm，最大功率為300W；所述水平雷射光束為脈衝雷射光束，每個脈衝持續的時間為150ns~400ns。
作為本發明的基於水平雷射照射的晶圓減薄方法的一種優選方案，在所述步驟(2)中，對所述待減薄晶圓進行減薄的同時，使用冷卻裝置對所述待減薄晶圓及所述靜電吸盤進行冷卻降溫。
作為本發明的基於水平雷射照射的晶圓減薄方法的一種優選方案，在所述步驟(2)中，在對所述待減薄晶圓進行減薄的過程中，使用驅動裝置驅動所述靜電吸盤以帶動所述待減薄晶圓上下運動或/及旋轉運 動。
作為本發明的基於水平雷射照射的晶圓減薄方法的一種優選方案，在所述步驟(2)中，所述待減薄晶圓旋轉的速度為30rpm~3000rpm。
作為本發明的基於水平雷射照射的晶圓減薄方法的一種優選方案，在所述步驟(2)中，對所述待減薄晶圓進行減薄的同時，使用厚度偵測裝置即時偵測所述待減薄晶圓的厚度。
作為本發明的基於水平雷射照射的晶圓減薄方法的一種優選方案，在所述步驟(2)中，對所述待減薄晶圓進行減薄的同時，依據所述厚度偵測裝置偵測的結果，使用控制裝置即時調節所述雷射發射裝置發射的水平雷射光束的參數及所述驅動裝置對所述靜電吸盤的驅動。
如上所述，本發明的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備及方法，具有以下有益效果：本發明的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備通過使用雷射光束對待減薄晶圓進行減薄，操作簡單、減薄速度較快、耗時較短、效率更高，透過設置厚度偵測裝置及控制裝置可以更精確地控制減薄厚度。
1‧‧‧靜電吸盤
2‧‧‧雷射發射裝置
3‧‧‧透鏡
4‧‧‧減薄晶圓
5‧‧‧厚度偵測裝置
R‧‧‧水平雷射光束
圖1顯示為本發明實施例一中提供的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備的俯視結構示意圖。
圖2顯示為本發明實施例一中提供的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備的正視結構示意圖。
圖3顯示為本發明實施例二中提供的基於水平雷射照射的晶圓減薄方法的流程圖。
以下透過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地瞭解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
請參閱圖1至圖3。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，雖圖示中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的元件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各元件的形態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其元件佈局形態也可能更為複雜。
實施例一：
所述基於水平雷射照射的晶圓減薄設備包括：靜電吸盤1，所述靜電吸盤1用於吸附待減薄晶圓4；雷射發射裝置2，所述雷射發射裝置2位於所述靜電吸盤1一側，且與所述靜電吸盤1具有間距；所述雷射發射裝置2用於發射水平雷射光束R；透鏡3，所述透鏡3位於所述靜電吸盤1與所述雷射發射裝置2之間，且與所述靜電吸盤1及所述雷射發射裝置2均具有間距；所述透鏡3用於將所述雷射發射裝置2發射的水平雷射光束R水平會聚於所述待減薄晶圓4的邊緣以對所述待減薄晶圓4進行減薄。本發明的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備，透過雷射發射裝置2發射的水平雷射光束R對所述待減薄晶圓4進行減薄，該設備操作簡單、減薄速度較快、耗時較短、效率更高。
作為示例，所述靜電吸盤1包括射頻電極(未示出)，所述射頻電極用於產生吸附所述待減薄晶圓4的靜電吸附力。
作為示例，所述雷射發射裝置2發射的水平雷射光束R的波長為500nm~600nm，最大功率為300W；所述水平雷射光束R為脈衝雷射光束，每次脈衝持續的時間為150ns~400ns。
作為示例，所述基於水平雷射照射的晶圓減薄設備還包括冷卻裝置(未示出)，所述冷卻裝置設置於所述靜電吸盤1上，且至少位於所述靜電吸盤1對應於所述待減薄晶圓4的邊緣的位置，當水平雷射光束R對所述待減薄晶圓4進行減薄時，所述冷卻裝置用於在為所述待減薄晶圓4及所述靜電吸盤1冷卻降溫。
作為示例，所述冷卻裝置可以為但不僅限於珀爾帖效應裝置(Peltier device)。
作為示例，所述基於水平雷射照射的晶圓減薄設備還包括驅動裝置(未示出)，所述驅動裝置與所述靜電吸盤1相連接，用於驅動所述靜電吸盤1以帶動所述待減薄晶圓4根據實際需要做上下運動、旋轉運動或同時上下運動及旋轉運動。由於水平會聚於所述待減薄晶圓4的雷射光束的位置固定，透過調整所述待減薄晶圓4的位置可以調整雷射光束對所述待減薄晶圓4的不同位置進行減薄，以使得減薄均勻性更好。
作為示例，所述基於水平雷射照射的晶圓減薄設備還包括厚度偵測裝置5，所述厚度偵測裝置5用於即時偵測所述待減薄晶圓4的厚度。
作為示例，所述基於水平雷射照射的晶圓減薄設備還包括控制裝置(未示出)，所述控制裝置與所述雷射發射裝置2、所述驅動裝置及 所述厚度偵測裝置5相連接，用於依據所述厚度偵測裝置5偵測的結果即時調節所述雷射發射裝置2發射的水平雷射光束R的參數及所述驅動裝置對所述靜電吸盤1的驅動。
實施例二：
請參閱圖3，本實施例還提供一種基於水平雷射照射的晶圓減薄方法，本實施例中所述的基於水平雷射照射的晶圓減薄方法基於實施例一中所述的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備，所述基於水平雷射照射的晶圓減薄方法包括如下步驟：步驟(1)將待減薄晶圓吸附於靜電吸盤上；步驟(2)使用雷射發射裝置向所述待減薄晶圓發射水平雷射光束，並使用透鏡將所述水平雷射光束水平會聚於所述待減薄晶圓邊緣以對所述待減薄晶圓進行減薄。
作為示例，在所述步驟(2)中，所述雷射發射裝置發射的水平雷射光束的波長為500nm~600nm，最大功率為300W；所述水平雷射光束為脈衝雷射光束，每次脈衝持續的時間為150ns~400ns。
作為示例，在所述步驟(2)中，對所述待減薄晶圓進行減薄的同時，使用冷卻裝置對所述待減薄晶圓及所述靜電吸盤進行冷卻降溫。
作為示例，在所述步驟(2)中，在對所述待減薄晶圓進行減薄的過程中，使用驅動裝置驅動所述靜電吸盤以帶動所述待減薄晶圓上下運動或/及旋轉運動。
作為示例，在所述步驟(2)中，所述待減薄晶圓旋轉的速度為30rpm~3000rpm。
作為示例，在所述步驟(2)中，對所述待減薄晶圓進行減薄的同時，使用厚度偵測裝置即時偵測所述待減薄晶圓的厚度。
作為示例，在所述步驟(2)中，對所述待減薄晶圓進行減薄的同時，依據所述厚度偵測裝置偵測的結果，使用控制裝置即時調節所述雷射發射裝置發射的水平雷射光束的參數及所述驅動裝置對所述靜電吸盤的驅動。
本發明所述的基於水平雷射照射的晶圓減薄方法步驟簡單、易於實現、減薄速度較快、耗時較短、效率更高，可以更精確地控制減薄厚度。
綜上所述，本發明提供一種基於水平雷射照射的晶圓減薄設備及方法，所述基於水平雷射照射的晶圓減薄設備包括：靜電吸盤，用於吸附待減薄晶圓；雷射發射裝置，位於靜電吸盤一側，且與所述靜電吸盤具有間距；所述雷射發射裝置用於發射水平雷射光束；透鏡，位於所述靜電吸盤與所述雷射發射裝置之間，且與所述靜電吸盤及所述雷射發射裝置均具有間距；所述透鏡用於將所述雷射發射裝置發射的水平雷射光束水平會聚於所述待減薄晶圓的邊緣以對所述待減薄晶圓進行減薄。本發明的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備通過使用雷射光束對待減薄晶圓進行減薄，操作簡單、減薄速度較快、耗時較短、效率更高，通過設置厚度偵測裝置及控制裝置可以更精確地控制減薄厚度。
上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常 知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利範圍所涵蓋。

Claims (14)

  1. 一種基於水平雷射照射的晶圓減薄設備，包括：靜電吸盤，用於吸附待減薄晶圓；雷射發射裝置，位於靜電吸盤一側，且與所述靜電吸盤具有間距；所述雷射發射裝置用於發射水平雷射光束；透鏡，位於所述靜電吸盤與所述雷射發射裝置之間，且與所述靜電吸盤及所述雷射發射裝置均具有間距；所述透鏡用於將所述雷射發射裝置發射的水平雷射光束水平會聚於所述待減薄晶圓的邊緣以對所述待減薄晶圓進行減薄。
  2. 如請求項1所述的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備，其中所述靜電吸盤包括射頻電極。
  3. 如請求項1所述的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備，其中所述雷射發射裝置發射的水平雷射光束的波長為500nm~600nm，最大功率為300W；所述水平雷射光束為脈衝雷射光束，每次脈衝持續的時間為150ns~400ns。
  4. 如請求項1所述的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備，還包括冷卻裝置，所述冷卻裝置設置於所述靜電吸盤上，用於在雷射光束對所述待減薄晶圓進行減薄時為所述待減薄晶圓及所述靜電吸盤冷卻降溫。
  5. 如請求項1所述的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備，還包括驅動裝置，所述驅動裝置與所述靜電吸盤相連接，用於驅動所述靜電吸盤以帶動所述待減薄晶圓上下運動或/及旋轉運動。
  6. 如請求項5所述的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備，還包括厚度偵測裝置，用於即時偵測所述待減薄晶圓的厚度。
  7. 如請求項6所述的基於水平雷射照射的晶圓減薄設備，還包括控制裝置，所述控制裝置與所述雷射發射裝置、所述驅動裝置及所述厚度偵測裝置相連接，用於依據所述厚度偵測裝置偵測的結果即時調節所述雷射發射裝置發射的水平雷射光束的參數及所述驅動裝置對所述靜電吸盤的驅動。
  8. 一種基於水平雷射照射的晶圓減薄方法，包括如下步驟：步驟(1)：將待減薄晶圓吸附於靜電吸盤上；步驟(2)：使用雷射發射裝置向所述待減薄晶圓發射水平雷射光束，並使用透鏡將所述水平雷射光束水平會聚於所述待減薄晶圓邊緣以對所述待減薄晶圓進行減薄。
  9. 如請求項8所述的基於水平雷射照射的晶圓減薄方法，其中所述步驟(2)中，所述雷射發射裝置發射的水平雷射光束的波長為500nm~600nm，最大功率為300W；所述水平雷射光束為脈衝雷射光束，每次脈衝持續的時間為150ns~400ns。
  10. 如請求項8所述的基於水平雷射照射的晶圓減薄方法，其中所述步驟(2)中，對所述待減薄晶圓進行減薄的同時，使用冷卻裝置對所述待減薄晶圓及所述靜電吸盤進行冷卻降溫。
  11. 如請求項8所述的基於水平雷射照射的晶圓減薄方法，其中所述步驟(2)中，在對所述待減薄晶圓進行減薄的過程中，使用驅動裝置驅動所述靜電吸盤以帶動所述待減薄晶圓上下運動或/及旋轉運動。
  12. 如請求項11所述的基於水平雷射照射的晶圓減薄方法，其中所述步驟(2)中，所述待減薄晶圓旋轉的速度為30rpm~3000rpm。
  13. 如請求項11所述的基於水平雷射照射的晶圓減薄方法，其中所述步 驟(2)中，對所述待減薄晶圓進行減薄的同時，使用厚度偵測裝置即時偵測所述待減薄晶圓的厚度。
  14. 如請求項13所述的基於水平雷射照射的晶圓減薄方法，其中所述步驟(2)中，對所述待減薄晶圓進行減薄的同時，依據所述厚度偵測裝置偵測的結果，使用控制裝置即時調節所述雷射發射裝置發射的水平雷射光束的參數及所述驅動裝置對所述靜電吸盤的驅動。
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