TWI446475B - 用於晶圓薄化的載具及其製法 - Google Patents

Description

用於晶圓薄化的載具及其製法

　　本發明係有關一種載具及其製法，尤指一種用於晶圓薄化的載具及其製法。

　　隨著電子產業的蓬勃發展，現今電子產品也逐漸朝向更小、更薄、更短、與更小的方向前進，這使得半導體晶圓必須被薄化成較薄的厚度；另外，在當前最熱門的3D-IC領域的產品中，晶圓的薄化及薄化後的再加工也已成為必要的標準製程。

　　然而，當半導體晶圓的厚度薄到一定程度時（例如厚度在100微米（μm）以下），將會面臨到許多製程上的困難，舉例來說，會有晶圓彎曲或翹曲、晶圓夾持不易、晶圓無法被機台判讀、及晶圓容易破碎等問題產生。

　　為了解決上述這些問題，3M與杜邦公司發展了一套晶圓承載系統（wafer support system)，其係藉由全平面載具並搭配雷射分離技術，以先將晶圓黏著至載具上，接著進行晶圓研磨與其他製程，最後以雷射將該晶圓與載具分離。但是，此種系統的機台設備及材料較為昂貴，且殘膠的清除亦需再添加其他設備，而不利於產品成本的降低。

　　另外，Brewer Science與TOK公司也分別發展出搭配熱分離技術的全平面載具及搭配沖洗分離技術的具通孔之載具。惟，Brewer Science公司的熱分離技術具有分離溫度甚高的缺點，且殘膠的清除也是需要額外的設備，又前述這兩種技術同樣都有機台設備及材料較為昂貴的缺點。

　　由上可知，習知用於晶圓薄化的載具的相關設備皆是高成本的投資，且整體產能完全受限於機台，故若要擴充產能則必須擴增設備，而不利於整體成本的下降。因此，如何克服上述習知技術中之用於晶圓薄化的載具於薄化過程中所需的整體費用過高的問題，實已成目前亟欲解決的課題。

　　鑑於上述習知技術之用於晶圓薄化的載具的相關設備的成本過高的缺失，本發明揭露一種用於晶圓薄化的載具，係包括：具有相對之第一表面與第二表面之本體，且於該第一表面上形成有圖案化凹部，以定義出承載部。

　　本發明揭露一種用於晶圓薄化的載具之製法，係包括： 於一具有相對之第一表面與第二表面的本體的第一表面上形成阻層，該阻層具有外露該第一表面的圖案化開口區；移除該圖案化開口區中的部分該本體材料，以形成圖案化凹部，俾定義出承載部；以及移除該阻層。

　　由上可知，本發明之用於晶圓薄化的載具及其製法的整體成本較低，俾適合一般大量生產的情況，且載具與晶圓的分離也較為快速，進而能減少整體製程時間。

　　以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。

　　請參閱第1A至1H圖，係本發明之用於晶圓薄化的載具及其製法與應用例的剖視圖，其中，第1D-2圖係第1D-1圖之另一實施態樣，第1D-1’與1D-2’圖分別係第1D-1與1D-2圖之俯視圖。

　　如第1A圖所示，提供一具有相對之第一表面40a與第二表面40b的本體40，且該本體40之材質可為玻璃、矽、或與該晶圓的熱膨脹係數（coefficient of thermal expansion，簡稱CTE）相近（較佳為差距在7ppm以內）的金屬或合金。

　　如第1B圖所示，於該本體40的第一表面40a上形成阻層41，且該阻層41具有外露該第一表面40a的圖案化開口區410。

　　如第1C圖所示，藉由噴砂或蝕刻的方式來移除該圖案化開口區410中的部分該本體40材料，以形成圖案化凹部400，俾定義出承載部401，該承載部401可為圓柱狀或多邊柱狀，且該等承載部401可為矩陣排列、交錯排列、或環狀排列，前述該承載部401的形狀與排列係以後續浸泡之液體易於滲入為原則。

　　如第1D-1與1D-1’圖所示，移除該阻層41，其中，該圖案化凹部400復可構成放射狀排列於該本體40邊緣之複數條狀承載部401’，以做為後續晶圓的支撐，進而防止晶圓於薄化過程中碎裂。

　　或者，如第1D-2與1D-2’圖所示，可再形成貫穿該本體40的複數通孔400’，形成該通孔400’之方式可為噴砂、蝕刻或雷射；另外，該圖案化凹部400復可構成設置於該本體40邊緣之環狀承載部401”，以配合生產機台的吸真空需求。

　　如第1E圖所示，係開始說明本發明之用於晶圓薄化的載具的應用例，首先，藉由黏著層60以將晶圓50設置於該本體40的第一表面40a上，該晶圓50之材質可為矽，該本體40的第一表面40a（即接著面）的面積係較佳略大於該晶圓50的面積，此時，該黏著層60係相鄰該圖案化凹部400。

　　如第1F圖所示，利用研磨頭70將該晶圓50研磨薄化成晶圓50’。

　　如第1G圖所示，將該本體40、晶圓50’與黏著層60同時浸泡在用以溶解該黏著層60的溶解液80中，此時，由於虹吸作用的緣故，該溶解液80會快速地進入到該圖案化凹部400中，使得該溶解液80與黏著層60的接觸面積大增，進而能快速地溶解該黏著層60；另一方面，該本體40若如第1D-2與1D-2’圖所示地具有該等通孔400’，則可使得該溶解液80由該等通孔400’通過而更快速地接觸到該黏著層60，以加快該黏著層60的溶解速度。

　　如第1H圖所示，浸泡該溶解液80一段時間後，該黏著層60完全被溶解，並使得該本體40與晶圓50’分離，而得到獨立之已薄化的該晶圓50’。

　　本發明復提供一種用於晶圓薄化的載具，係包括：具有相對之第一表面40a與第二表面40b之本體40，且於該第一表面40a上形成有圖案化凹部400，以定義出承載部401。

　　於前述之用於晶圓薄化的載具中，該本體40復可具有複數貫穿之通孔400’。

　　於本發明之載具中，該圖案化凹部400復可構成放射狀排列於該本體40邊緣之複數條狀承載部401’，且該圖案化凹部400復可構成設置於該本體40邊緣之環狀承載部401”。

　　依上所述之用於晶圓薄化的載具，該承載部401可為圓柱狀或多邊柱狀，且該等承載部401可為矩陣排列、交錯排列、或環狀排列。

　　又於本實施例之載具中，該晶圓50之材質可為矽，且該本體40之材質可為玻璃、矽、或與該晶圓50的熱膨脹係數（coefficient of thermal expansion，簡稱CTE）相近的金屬或合金。

　　綜上所述，相較於習知技術，本發明之用於晶圓薄化的載具及其製法的成本較低，俾符合大量生產的需求，且載具與晶圓能快速分離，進而可減少整體製程時間。

　　上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

40．．．本體

40a．．．第一表面

40b．．．第二表面

400．．．圖案化凹部

400’．．．通孔

401．．．承載部

401’．．．條狀承載部

401”．．．環狀承載部

41．．．阻層

410．．．圖案化開口區

50,50’．．．晶圓

60．．．黏著層

70．．．研磨頭

80．．．溶解液

　　第1A至1H圖係本發明之用於晶圓薄化的載具及其製法與應用例的剖視圖，其中，第1D-2圖係第1D-1圖之另一實施態樣，第1D-1’與1D-2’圖分別係第1D-1與1D-2圖之俯視圖。

40．．．本體

40a．．．第一表面

40b．．．第二表面

400．．．圖案化凹部

401．．．承載部

401’．．．條狀承載部

Claims (16)

1. 一種用於晶圓薄化的載具，係包括：具有相對之第一表面與第二表面之本體，且於該第一表面上形成有圖案化凹部，以定義出承載部，且該圖案化凹部構成放射狀排列於該本體邊緣之複數條狀承載部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之用於晶圓薄化的載具，其中，該本體復具有複數貫穿之通孔。
3. 如申請專利範圍第1項所述之用於晶圓薄化的載具，其中，該圖案化凹部復構成設置於該本體邊緣之環狀承載部。
4. 如申請專利範圍第1項所述之用於晶圓薄化的載具，其中，該承載部係圓柱狀或多邊柱狀。
5. 如申請專利範圍第1項所述之用於晶圓薄化的載具，其中，該等承載部係矩陣排列、交錯排列、或環狀排列。
6. 如申請專利範圍第1項所述之用於晶圓薄化的載具，其中，該晶圓之材質係為矽。
7. 如申請專利範圍第1項所述之用於晶圓薄化的載具，其中，該本體之材質係為玻璃、矽、或與該晶圓的熱膨脹係數相近的金屬或合金。
8. 一種用於晶圓薄化的載具之製法，係包括：於一具有相對之第一表面與第二表面的本體的第一表面上形成阻層，該阻層具有外露該第一表面的圖案化開口區； 移除該圖案化開口區中的部分該本體材料，以形成圖案化凹部，俾定義出承載部，且該圖案化凹部構成有放射狀排列於該本體邊緣之複數條狀承載部；以及移除該阻層。
9. 如申請專利範圍第8項所述之用於晶圓薄化的載具之製法，復包括形成貫穿該本體的複數通孔。
10. 如申請專利範圍第8項所述之用於晶圓薄化的載具之製法，其中，該圖案化凹部復構成設置於該本體邊緣之環狀承載部。
11. 如申請專利範圍第8項所述之用於晶圓薄化的載具之製法，其中，該承載部係圓柱狀或多邊柱狀。
12. 如申請專利範圍第8項所述之用於晶圓薄化的載具之製法，其中，該等承載部係矩陣排列、交錯排列、或環狀排列。
13. 如申請專利範圍第8項所述之用於晶圓薄化的載具之製法，其中，形成該圖案化凹部之方式係為噴砂或蝕刻。
14. 如申請專利範圍第9項所述之用於晶圓薄化的載具之製法，其中，形成該通孔之方式係為噴砂、蝕刻或雷射。
15. 如申請專利範圍第8項所述之用於晶圓薄化的載具之製法，其中，該晶圓之材質係為矽。
16. 如申請專利範圍第8項所述之用於晶圓薄化的載具之製法，其中，該本體之材質係為玻璃、矽、或與該晶圓的熱膨脹係數相近的金屬或合金。