TWI514460B - 晶圓製作方法 - Google Patents
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Description
本發明涉及晶圓的製程，尤其在於將晶棒切割為晶圓的製作方法。
晶圓是由晶棒切割而形成。在晶棒切割時若有應力的集中，則容易造成晶圓的破損、碎裂。例如，對於太陽能的多晶矽晶圓，若有應力集中的問題，可能造成晶圓破裂。雖然可以回收製作，但是會大幅地增加生產成本。
隨著奈米技術的發展，我們可以理解的是，當表面積增加，能夠有效地分散應力。對於晶棒的切割，利用奈米技術發展出在晶棒表面形成奈米柱結構，來分散應力、提升切割良率。但是，由於切割晶棒時，通常會將晶棒的表面塗佈黏著劑來固定於切割機上，而伴隨著有副作用產生。在沒有形成奈米柱結構時，通常能以在切割後，以乳酸或硫酸來去除晶圓上的黏著劑。然而，奈米柱結構使得表面積增加，使得黏著劑與晶圓的結合力增加。以一般的方式，即使增加浸置及沖洗的時間，仍無法有效地清除黏著劑，必須以人為施加外力方式刷除。但是晶圓的厚度較薄，以人工方式去除殘留的黏著劑，晶圓破損的比率仍無法降低。
為了避免人工造成的破損，目前發展去除殘膠的方式，例如中國專利公開號CN102610496A係以通入鹵素氣體與黏著劑反應、中國專利公開號CN102298276B係以液態的CO2及水的混合物來去除黏著劑；以及中國專利公開號CN102303868B係將晶圓放入高溫爐中，以約750℃使黏著劑灰化。經實際操作，仍有黏著劑或灰化的黏著劑附著在晶圓的表面。另外，鹵素氣體可能使操作流程曝露於毒性的環境中，有工安問題的疑慮。高溫可能會使得金屬元素大幅擴散，從而導致晶圓的電性改變，無法符合規格。因此，需要一種有效解決上述問題的方法。
本發明的主要目的在於提供一種晶圓製作方法。本發明的晶圓製作方法包含在晶棒的表面上形成奈米柱；在晶棒的表面形成覆蓋層以覆蓋奈米柱；形成黏膠層於覆蓋層的表面；切割晶棒成複數個晶圓；以及藉由溶劑去除晶圓上的覆蓋層，同時移除黏膠層，其中溶劑與覆蓋層起化學反應，而不與晶圓起化學反應。
本發明的技術特點主要在於形成覆蓋層來覆蓋住奈米柱，之後再形成黏膠層以固定晶棒於切割機上。藉此，在切割晶棒的流程中，以奈米柱達成分散應力、避免晶圓破裂的問題。覆蓋層能以化學方式去除，解決了奈米柱使晶棒表面積增加，而殘留黏膠層的問題。進一步地，由於本發明能在低溫環境下操作，從而解決了習用技術上操作流程暴露於毒性環境的問題，也能減少金屬元素擴散的問題。
參閱第1-6圖，第1圖為本發明晶圓製作方法的流程圖，第2圖至第6圖為本發明晶圓製作方法的逐步局部剖面示意圖。如第1圖所示，本發明晶圓製作方法S1包含步驟S10、步驟S20、步驟S30、步驟S40以及步驟S50。各步驟將配合第2圖至第6圖的剖面示意來說明。
步驟S10為形成奈米柱。如第2圖所示，步驟S10係在晶棒10的表面上形成複數個奈米柱15。晶棒10可以為矽晶棒、藍寶石晶棒等。形成奈米柱15的方式為化學蝕刻或化學沉積方式，以上僅為示例，並非以此為限制。奈米柱15的寬度為10~600nm，較佳為40~400nm。奈米柱長度1-15μm，較佳為4-10 μm，最佳為8μm。
步驟S20為形成覆蓋層。如第3圖所示，步驟20係在晶棒10及該等奈米柱15的表面形成覆蓋層20。覆蓋層20覆蓋奈米柱15。覆蓋層20可以為氧化層或氮化層。形成覆蓋層係選自化學反應法、氣相反應法、氣相沉積法、凝膠溶膠法(Sol-gel)、蒸鍍法、濺鍍法、液相沉積法(Liquid-phase deposition，LPD)等。例如，覆蓋層20為二氧化矽(SiO2)或氮化矽(Si3N4)，係將晶棒10放入一腔體中通入高濃度的氧氣或氮氣並加熱而形成。又例如，覆蓋層20為二氧化矽，係將晶棒10放入一腔體中通入氧化氣體並加熱而形成，氧化氣體係選自氧氣及甲烷矽(SiH4)的至少其中之一。再例如，先在晶棒10表面塗佈四乙氧基矽烷(tetraethyl orthosilicate，TEOS)，再將晶棒10放入腔體中加熱，而形成二氧化矽(SiO2)層作為覆蓋層20。以上僅為示例，並非以此為限制。
步驟S30為形成黏膠層。如第4圖所示，係形成一黏膠層30於覆蓋層20的表面，以利於後續固定晶棒10於切割機上。黏膠層30的形成方式，係選自滾塗(roll-coating)、噴塗(dispensing)、旋轉塗佈(spin-coating)等。以上僅為示例，並非以此為限制。
步驟S40為切割晶棒。如第5圖所示，係將完成步驟S10、步驟S20、步驟S30的晶棒10切割為複數個晶圓(wafer)12。此時，各晶圓12上仍具有部分的覆蓋層20及黏膠層30。
步驟S50係藉由一溶劑去除覆蓋層20。覆蓋層20被去除的同時，黏膠層30亦被去除。覆蓋層20被去除後如第6圖所示。溶劑不與晶圓12起化學反應，僅與覆蓋層20起化學反應。例如，當覆蓋層20為氧化矽層時，可以利用氫氟酸(HF)來去除覆蓋層20。又例如，當為氮化矽層時，可以利用磷酸(H3PO4)來去除覆蓋層20。以上僅為示例，並非以此為限制。
步驟S10~S50的溫度條件都在0~200℃之間進行，較佳為70~150℃，從而晶棒或晶圓中的金屬元素擴散，能夠有效的被控制。從而能夠維持晶圓的電性。
本發明的技術特點主要在於，形成一覆蓋層來覆蓋住奈米柱。在切割晶棒的流程中，能藉由奈米柱達成分散應力、避免晶圓破裂。由於覆蓋層能以化學方式去除，解決了奈米柱使晶棒表面積增加，黏膠層殘留的問題。此外，由於本發明能在低溫環境下操作，能避免操作流程暴露於毒性環境中，同時也減少了晶圓的金屬元素擴散現象。
10‧‧‧晶棒
12‧‧‧晶圓
15‧‧‧奈米柱
20‧‧‧覆蓋層
30‧‧‧黏膠層
S1‧‧‧晶圓製作方法
S10‧‧‧形成奈米柱
S20‧‧‧形成覆蓋層
S30‧‧‧塗佈黏膠層
S40‧‧‧切割晶棒
S50‧‧‧去除覆蓋層
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S10‧‧‧形成奈米柱
S20‧‧‧形成覆蓋層
S30‧‧‧塗佈黏膠層
S40‧‧‧切割晶棒
S50‧‧‧去除覆蓋層
第1圖為本發明晶圓製作方法的流程圖。 第2圖至第6圖為本發明晶圓製作方法的逐步局部剖面示意圖。
S1‧‧‧晶圓製作方法
S10‧‧‧形成奈米柱
S20‧‧‧形成覆蓋層
S30‧‧‧塗佈黏膠層
S40‧‧‧切割晶棒
S50‧‧‧去除覆蓋層
Claims (10)
- 一種晶圓製作方法，包含：在一晶棒的一表面上形成複數個奈米柱；在該晶棒的該表面形成一覆蓋層，以覆蓋該等奈米柱；形成一黏膠層於該覆蓋層的表面，以固定該晶棒於一切割機上；切割該晶棒成複數個晶圓；以及藉由一溶劑去除該等晶圓上的該覆蓋層，並移除該黏膠層，該溶劑與該覆蓋層起化學反應，而不與該等晶圓起化學反應。
- 如請求項1所述的方法，其中該覆蓋層為一氧化層或一氮化層。
- 如請求項2所述的方法，其中在藉由該溶劑去除該等晶圓上的該覆蓋層都在0~200℃之間的溫度下進行。
- 如請求項3所述的方法，其中該覆蓋層為二氧化矽(SiO2)，該溶劑為氫氟酸(HF)。
- 如請求項4所述的方法，其中該覆蓋層是塗佈四乙氧基矽烷(tetraethyl orthosilicate，TEOS)於該晶棒表面，再將該晶棒放入一腔體中加熱而形成。
- 如請求項4所述的方法，其中該覆蓋層係將該晶棒放入一腔體中通入一氧化氣體並加熱而形成，該氧化氣體係選自氧氣及甲烷矽(SiH4)的至少其中之一。
- 如請求項3所述的方法，其中該覆蓋層為氮化矽(Si3N4)，該溶劑為磷酸(H3PO4)。
- 如請求項2所述的方法，其中形成該覆蓋層的方式係選自化學反應法、氣相反應法、氣相沉積法、凝膠溶膠法、蒸鍍法、濺鍍法、液相沉積法的至少其中之一。
- 如請求項1所述的方法，其中該等奈米柱長度為1-15μm。
- 如請求項9所述的方法，其中該等奈米柱長度為4-10μm。
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