TW465004B - Method and apparatus for yield enhancement of back-thinned wafers - Google Patents

Description

465004 五、發明說明（1) 發明領域： 本發明與一種背面磨薄過的晶圓之良率增進方法及其 裝置有關，特別是一種利用增加背面磨薄過的晶圓之厚 度，以增進背面磨薄過的晶圓良率之方法及其裝置。 發明背景： 隨著半導體工業的進步，用以生產積體電路的晶圓尺 吋已由早期的四吋，變為現在的六吋、八吋，甚至十二 吋。當晶圓上面在完成積體電路製程後，通常先將晶圓背 面磨薄，以便於進行切割、封裝等後續製程步驟，並製成 一顆顆的積體電路。 由於晶圓有時會有缺陷產生，因此需對晶圓進行缺陷 檢測，晶圓之缺陷檢測通常先用晶圓瑕疵檢測器（d e f e c t inspection machine)來掃瞄（scan)晶圓，並據以檢測 出晶圓是否有缺陷？缺陷之大小或位置為何？以及缺陷之 分佈狀況？然而，由於一般晶圓瑕疫檢測器（d e f e c t inspection machine)對於所檢測的晶圓之厚度有一定的 限制，例如：由KLA-Terao公司所製造、型號為KLA213x的 KLA檢測器，其對六吋晶圓進行瑕疵檢測之厚度限制約為 2 4〜2 6 m i Π s ( 1 m i 1 1 s之長度約等於2 5微米），而對於八对 晶圓進行瑕疵檢測之厚度限制約為2 8〜3 0m i 1 1 s。因此當晶

465004 五、發明說明（2) 圓經過背面磨薄後，常因為晶圓厚度過薄，超出晶圓瑕症 · 檢測器所限定的厚度範圍，是以無法對其進行瑕疵檢測， 此時只好用人眼來判斷晶圓是否有缺陷？缺陷之大小或位 置為何？以及缺陷之分佈狀況？然而利用人眼來偵測晶圓 缺陷通常不及機械來的準·確，因此常有誤判的狀況發生。 因此，若能使背面磨薄過的晶圓仍然可由傳統的晶圓 瑕疵檢測器來進行瑕疵檢測，當可降低因為利用人眼來偵 測晶圓缺陷所產生的失誤問題，因而提高背面磨薄過的晶 λ 圓之良率。

465004 五、發明說明（3) (calibration wafer)，其中厚度校正片之材質包含氧 化物。（2) —晶圓黏著器（wafer attacher)，用以將 一背面磨薄過的半導體晶圓之背面黏著於厚度校正片上， 以增加背面磨薄過的半導體晶圓之厚度，因而使得一晶圓 瑕疵檢測器可對背面磨薄過的半導體晶圓進行瑕疵檢測， 其中用以黏著之黏著劑為水。 其中上述之晶圓黏著器包含：（1) 一基台，用以放 置該厚度校正片。（2)—對滑條，位於基台上，用以使 背面磨薄過的半導體晶圓可於二滑條中間滑動，其中二滑 條間之距離與背面磨薄過的半導體晶圓之直徑相等。（3 )至少一停止器，位於基台上，用以使背面磨薄過的半導 體晶圓之用以校準的部份可以停置於其上。 其中上述之厚度校正片的尺寸大於或等於背面磨薄過 的半導體晶圓。而厚度校正片包含氧化物/氮化物/氧化物 之複合層。又，背面磨薄過的半導體晶圓之用以校準的部 份為平坦狀或凹洞狀。此外，含水的厚度校正片中的水在 蒸發後，背面磨薄過的半導體晶圓可與厚度校正片分離。 依據本發明之一實施例，所提出的一種背面磨薄過的 晶圓之良率增進方法至少包括下列步驟：（1)形成氧化 物層於一基底上。（2)將水加入氧化物層中，以使氧化 物層具有黏著性。（3)將背面磨薄過的半導體晶圓之背

4 6 5 Ο Ο 4 五、發明說明（4) ，黏合於氧化物層上，以加大背面磨薄過的半導體晶圓之 厚度’因而使得—晶圓瑕疵檢測器可對背面磨薄過的半導 體晶圓進行瑕疵檢 χ、中上述之基底包含一 < 10 Ο >或< 111 >晶向之單晶矽、 石申化嫁（Ga As)或鍺（Ge>而在形成氧化物層於基底上之 後’更可對氧化物層施以平坦化製程（例如：化學機械研 磨法（chemical mechanical polishing)或旋塗式玻璃 法（spin-on glass))。又，氧化物層可以氧化物/氮化 物/氧化物之複合層代替。而基底上所覆蓋的氧化物層之 尺寸大於或等於背面磨薄過的半導體晶圓。此外，含水的 氧化物層中的水在蒸發後’背面磨薄過的半導體晶圓可與 氧化物層分離。 上 〇 為等 可 e G 圓 C 晶鍺 體或 導 S A 半a G 的C 過鎵 薄化 磨砷 面 、 背圓 ， 晶 中矽 例的 施路 實電 二體 面積 上有 而成 形 面 明 說 細 詳 明 發 以 度 厚 之 圓 晶 的 過 薄 磨 面 背 加 增 於 在 的 目 之 明 發 本 檢 疵 瑕 晶 由 法 無 而 薄 過 度 厚 為。 因題 圓問 晶的 的測 過檢 薄陷 磨缺 面行 背進 決器 解測

第8頁 4 6 5 Ο Ο 4 五、發明說明（5) 本發明之另一目的在於使晶圓瑕疵檢測器可對背面磨 薄過的晶圓進行缺陷檢測，以得到晶圓瑕疵與良率間的關 係。 本發明提供一種背面磨薄過的晶圓之良率增進方法。 今以一較佳實施例，詳述本發明如下： 請參閱圖一，首先提供一基底10，其中基底10可為— < 1 0 0 >或< 11 1 >晶向之單晶矽或其它種類之半導體材料，如 砷化鎵（GaAs)、鍺（Ge)等。 接著利用已知技術形成氧化物層1 2於基底1 0上。然後 將水加入氧化物層1 2中，以使氧化物層1 2具有黏著性，因 而使得氧化物層1 2成為一黏著層。接著將背面磨薄過的半 導體晶圓1 4之背面黏合於氧化物層丨2上，其中背面磨薄過 的半導體晶圓1 4可為上面形成有積體電路的矽晶圓或其它 種類之半導體材料，如砷化鎵（GaAs)、鍺（Ge)等。在此， 若氧化物層1 2之表面為起伏狀，則需先施以平坦化製程， 此平坦化製程包含化學機械研磨法（chemical mechanical polishing)或旋塗式玻璃法（Spin-on glass)。又，基底10上所覆蓋的氧化物層之尺寸需大於 或等於背面磨薄過的半導體晶圓14。 其中’上述氧化物層1 2亦可為氧化物/氣化物（多晶

第9頁 4 6 5 00 4 I---- 五、發明說明（6) 矽）/氧化物之複合層所取代。亦即，只要可將基底]：0與 背面磨ί專過的半導體晶圓1 4之背面黏合在一起即可。當 然，在此亦可捨去基底1 0不用，而只單獨利用含水的氧化 物層來黏合背面磨薄過的半導體晶圓1 4。 在上述實施例中，藉由氧化物層1 2來黏合背面磨薄過 的半導體晶圓1 4，使得背面磨薄過的半導體晶圓1 4之厚度 大大增加，故可利用一般晶圓瑕疫檢測器來對背面磨薄過 的半導體晶圓1 4進行缺陷檢測，因而降低因為利用人眼來 偵測晶圓缺陷所產生的失誤問題，進而提高背面磨薄過的 晶圓之良率。又，由於只要利用加熱法將氧化物層1 2中的 水蒸發掉，則氧化物層1 2的黏性將喪失，因此背面磨薄過 的半導體晶圓U將可輕易地與氧化物層1 2分離，而沒有任 意殘餘物滯留於其上，此舉使得沒有缺陷之背面磨薄過的 半導體晶圓1 4可以回收再利用，因而避免了不必要的浪 費。 今以一較佳實施例，詳述本發明所提供的一種背面磨 薄過的晶圓之良率增進裝置如下： 請參閱圖二，一晶圓黏著器（wafer attache r) 3 2用 以將厚度校正片（calibration wafer) 3 4黏著於背面磨 薄過的半導體晶圓3 0之背面上。其中背面磨薄過的半導體 晶圓3 0可為上面形成有積體電路的矽晶圓或其它種類之半

第10頁 五、發明說明（7) 導體材料，如砷化鎵（GaAs)、鍺（Ge)等。又，較佳之厚度 校正片3 4的材質包含氧化物或氧化物/氮化物（多晶矽）/ 氧化物之複合層，而較佳之黏著劑為水。 在此，厚度校正片3 4的尺寸需大於或等於背面磨薄過 的半導體晶圓30。而厚度校正片34包含一基台3 5以及位於 基台3 5上的一對滑條3 6和至少一停止器3 8。其中基台3 5用 以放置厚度校正片3 4與背面磨薄過的半導體晶圓3 0。又， 此對滑條3 6用以使背面磨薄過的半導體晶圓3 0可於二滑條 3 6中間滑動，而停止器3 8可使背面磨薄過的半導體晶圓3 0 之用以校準的平坦部份（6吋晶圓具有一平坦部份，用以 校準之用。）或凹洞部份（8吋晶圓具有一凹洞部份，用 以校準之用。）可以停置於其上。 在上述實施例中，藉由厚度校正片3 4來黏合背面磨薄 過的半導體晶圓3 0，使得背面磨薄過的半導體晶圓3 0之厚 度大大增加，故可利用一般晶圓瑕疵檢測器來對背面磨薄 過的半導體晶圓3 0進行缺陷檢測，因而降低因為利用人眼 來偵測晶圓缺陷所產生的失誤問題，進而提高背面磨薄過 的晶圓之良率。又，由於只要利用加熱法將厚度校正片3 4 中的水蒸發掉，則厚度校正片3 4的黏性將喪失，因此背面 磨薄過的半導體晶圓3 0將可輕易地與厚度校正片3 4分離， 而沒有任意殘餘物滯留於其上，此舉使得沒有缺陷之背面 磨薄過的半導體晶圓3 0可以回收再利用，因而避免了不必 4 6 5 00 4 五、發明說明（8) 要的浪費。 圖三A為依據本發明之一實施例，晶圓黏著器的側視 圖。而圖三B為依據本發明之一實施例，晶圓黏著器的俯 視圖。由圖三B可看出二滑條3 6間之距離與背面磨薄過的 半導體晶圓30之直徑相等，而停止器38可使背面磨薄過的 半導體晶圓3 0之用以校準的平坦部份（6吋晶圓具有一平 坦部份，用以校準之用。）或凹洞部份（8吋晶圓具有一 凹洞部份，用以校準之用。）可以停置於其上。 以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限 定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之 精神下所完成之等效改變或修飾者，均應視為本發明之保 護範疇。本發明之專利保護範圍更當視後附之申請專利範 圍及其等同領域而定。

第12頁 4 6 5 0 0 4 圖式簡單說明 利用後續的說明配合下列圖式，將可以對於本發明的 内容及優點有更為清楚之了解，其中： 圖一顯示根據本發明之一實施例所提出的一種背面磨 薄過的晶圓之良率增進方法； 圖二顯示根據本發明之一實施例所提出的一種背面磨 薄過的晶圓之良率增進裝置； 圖三A為依據本發明之一實施例，晶圓黏著器的側視 圖； 圖三B為依據本發明之一實施例，晶圓黏著器的俯視 圖。 圖號部分： 基底1 0 ; 氧化物層1 2 ; 背面磨薄過的半導體晶圓1 4、3 0 ; 晶圓黏著器（wafer attacher) 32; 厚度校正片（calibration wafer) 34; 基台3 5 ; 滑條3 6 ; 停止器3 8。

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Claims (1)

1. 465004 六、申請專利範圍 1. 一種背面磨薄過的晶圓之良率增進裝置，該裝置至少 包含： 一厚度校正片（calibration wafer)，其中該厚度校正 片之材質包含氧化物； 一晶圓黏著器（w a f e r a 11 a c h e r)，用以將一背面磨薄過 的半導體晶圓之背面黏著於該厚度校正片上，以增加該背 面磨薄過的半導體晶圓之厚度，因而使得一晶圓瑕疵檢測 器可對該背面磨薄過的半導體晶圓進行瑕疵檢測，其中用 以黏者之黏者劑為水。 2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該晶圓黏著器包 含： 一基台，用以放置該厚度校正片； 一對滑條，位於該基台上，用以使該背面磨薄過的半導體 晶圓可於該二滑條中間滑動，其中該二滑條間之距離與該 背面磨薄過的半導體晶圓之直徑相等； 至少一停止器，位於該基台上，用以使該背面磨薄過的半 導體晶圓之用以校準的部份可以停置於其上。 3. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中上述之厚度校正片 的尺寸大於或等於該背面磨薄過的半導體晶圓。 4.如申請專利範圍第1項之裝置，其中上述之厚度校正片

   第14頁 465004 六、申請專利範圍 包含氧化物/氮化物/氧化物之複合層。 5. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中上述之背面磨薄過 的半導體晶圓可為上面形成有積體電路的矽晶圓。 6. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中上述之背面磨薄過 的半導體晶圓可為上面形成有積體電路的砷化鎵（GaAs)或 鍺（G e )。 7. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中上述之含水的厚度 校正片中的水在蒸發後，該背面磨薄過的半導體晶圓可與 該厚度校正片分離。 8. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中上述之背面磨薄過 的半導體晶圓之用以校準的部份為平坦狀。 9. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中上述之背面磨薄過 的半導體晶圓之用以校準的部份為凹洞狀。 10. —種背面磨薄過的晶圓之良率增進方法，該方法至少 包括下列步驟： 形成氧化物層於一基底上； 將水加入該氧化物層中，以使該氧化物層具有黏著性； 將背面磨薄過的半導體晶圓之背面黏合於該氧化物層上，

   第15頁 少诊正/史正/補充 邮0’ 六、申請專利範圍 以加大該背面磨薄過的半導體晶圓之厚度，因而使得·一晶 圓瑕疵檢測器可對該背面磨薄過的半導體晶圓進行瑕疵檢 測。 1 1.如申請專利範圍第1 0項之方法，其中上述之基底包含 一 < 1 ο 〇 >或< m >晶向之單晶矽。 1 2.如申請專利範圍第1 0項之方法，其中上述基底之材質 包含神化嫁（GaAs)或鍺（Ge)° 1 3.如申請專利範圍第1 0項之方法，其中在形成該氧化物 層於該基底上之後，更可對該氧化物層施以平坦化製程。 1 4.如申請專利範圍第1 0項之方法，其中上述之背面磨薄 過的半導體晶圓可為上面形成有積體電路的5夕晶圓。 1 5，如申請專利範圍第1 0項之方法，其中上述之背面磨薄 過的半導體晶圓可為上面形成有積體電路的砰化嫁（GaAs) 或鍺（G e ) ° 1 6.如申請專利範圍第1 0項之方法，其中上述之氧化物層 可以氧化物/氮化物/氧化物之複合層代替。 1 7.如申請專利範圍第10項之方法，其中上述之基底上所 4 6 5 0〇 ^ 六、申請專利範圍 覆蓋的該氧化物層之尺寸大於或等於該背面磨薄過的半導 體晶圓。 1 8 .如申請專利範圍第1 0項之方法，其中上述之含水的氧 化物層中的水在蒸發後，該背面磨薄過的半導體晶圓可與 該氧化物層分離。 1 9.如申請專利範圍第1 2項之方法，其中該平坦化製程包 含化學機械研磨法（chemical mechan 丨 cal polishing) 或旋塗式玻璃法（spin-on glass)。

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