TWM618018U - 邊角不易碎裂的晶圓 - Google Patents

Abstract

本新型係一種邊角不易碎裂的晶圓，其為一圓形片體，且形成有一正面、一背面及一階梯部。正面及背面分別為晶圓的相對兩側面，並且均為平面。階梯部環繞凹設形成於正面外，並且位於正面及背面之間。階梯部具有一薄化環側面、一階梯面。薄化環側面連接該正面的周緣，並且與該正面的夾角等於或小於90度。階梯面的內周緣連接薄化環側面相對正面的周緣，並且階梯面與正面朝向相同方向。階梯面與背面的距離小於該正面與背面的距離。藉此，本創作可防止晶邊處在薄化研磨時形成懸空而易碎裂的銳角，可大幅改善晶邊碎裂情形。

Description

邊角不易碎裂的晶圓

本創作係涉及一種半導體製程的晶圓，尤指一種邊角具有特殊微結構，因而在晶背薄化研磨時邊角不易碎裂的晶圓。

現有半導體技術製作而成之晶圓，其外圍之邊角結構形狀具有外圓角(full bullnosed)、稜邊(arris edge)及反斜面(reverse bevel)等各種形式，請參閱圖9至圖11所示。

請配合參閱圖9及圖12所示，基於考量晶圓後續應用之產品，在晶圓製程中會以磨輪R對晶圓的背面91進行薄化研磨以縮減晶圓的厚度(即晶背薄化製程)。然而，現有的各種晶圓的正面92與環側面93之間的夾角94均為鈍角，因此晶圓在薄化研磨接近完成時，環側面93’與研磨後的背面91’(如圖12所示)之間的殘留材料會形成懸空的銳角，進而導致晶邊在薄化研磨製程時容易碎裂。

因此，現有的晶圓有待加以改良。

有鑑於前述之現有技術的缺點及不足，本創作提供一種進行薄化研磨時邊角不易碎裂的晶圓，以提高晶背薄化製程的良率。

為達到上述的創作目的，本創作所採用的技術手段為設計一種邊角不易碎裂的晶圓，其為一圓形片體，且形成有： 一正面及一背面，其分別為該晶圓的相對兩側面，並且均為平面； 一階梯部，其環繞凹設成形於該正面外，並且位於該正面及該背面之間，該階梯部具有： 一薄化環側面，其連接該正面的周緣；該薄化環側面與該正面的夾角等於或小於90度； 一階梯面，該階梯面的內周緣連接該薄化環側面相對該正面的周緣；該階梯面與該正面朝向相同方向； 一外環側面，該外環側面連接該階梯面的外周緣及該背面的周緣。

本創作的優點如下：

第一，藉由形成階梯面，在薄化研磨過程中，階梯面與磨薄後的背面之間的殘留材料會提早發生斷裂，可提高磨輪修補的空間，大幅改善晶圓邊角碎裂情形。

第二，晶圓的正面之周緣處加工形成一薄化環側面，並且薄化環側面與正面的夾角等於或小於90度，藉此防止晶圓在薄化研磨接近完成時，晶邊處形成懸空而易碎裂的銳角，可進一步改善晶邊容易碎裂的情形，進而提高良率。

進一步而言，所述之邊角不易碎裂的晶圓，其中該階梯面凹設形成有一預斷槽，該預斷槽環繞該薄化環側面。

進一步而言，所述之邊角不易碎裂的晶圓，其中該預斷槽的其中一槽壁與該薄化環側面齊平。

進一步而言，所述之邊角不易碎裂的晶圓，其中該預斷槽的槽寬介於20至40微米，並且該預斷槽的槽深介於40至120微米。

進一步而言，所述之邊角不易碎裂的晶圓，其中該階梯面的外周緣與該薄化環側面的半徑差異介於15至45微米之間。

進一步而言，所述之邊角不易碎裂的晶圓，其中該階梯面的外周緣與該薄化環側面的半徑差異介於800至1200微米之間。

進一步而言，所述之邊角不易碎裂的晶圓，其中：該正面與該背面的距離定義為一晶圓厚度；該正面與該階梯面的距離定義為一階梯高度；其中，該階梯高度與該晶圓厚度的比值介於0.2至0.6。

請參閱圖2所示，本新型之邊角不易碎裂的晶圓為一圓形片體。本新型的第一實施例的晶圓形成有：一正面11、一背面12及一階梯部13。

正面11及背面12分別為晶圓的相對兩側面，並且均為平面。階梯部13環繞凹設形成於正面11外，並且位於正面11及背面12之間。在本實施例中，晶圓包含一矽基層101及一質硬且脆的氮化鎵層102，氮化鎵層102覆蓋矽基層101的一側面，正面11及背面12分別位於氮化鎵層102及矽基層101。晶圓的整體厚度通常介於600至750微米之間，而氮化鎵層102的厚度通常介於2至4微米之間(圖式未依比例繪製)。

階梯部13具有一薄化環側面131、一階梯面132及一外環側面133。薄化環側面131連接正面11的周緣111，且薄化環側面131與正面11的夾角α等於或小於90度，並且夾角α較佳地介於85至90度。階梯面132的內周緣1321連接薄化環側面131相對正面11的周緣，並且階梯面132與正面11朝向相同方向。階梯面132與背面12的距離小於正面11與背面12的距離，而使得晶圓的邊緣處厚度較薄。

若將階梯面132的寬度D1定義為階梯面132的外周緣1322與薄化環側面131的半徑差異(即階梯面132的外周緣1322與內周緣1321的半徑差異)，階梯面132的寬度D1較佳地介於15至45微米之間，且階梯面的寬度D1在本實施例中為30微米。

此外，若將正面11與背面12的距離定義為一晶圓厚度D2，並將正面11與階梯面132的距離定義為一階梯高度D3，則階梯高度D3與晶圓厚度D2的比值較佳地介於0.2至0.6。在本實施例中，晶圓厚度D2具體來說為750微米，而階梯高度D3較佳地介於150微米至450微米之間。外環側面133連接階梯面132的外周緣1322及背面12的周緣121，並且外環側面133與階梯面132的夾角β等於或小於90度。

請參閱圖3所示，本創作的第二實施例與第一實施例大致相同，差異在於第二實施例進一步具有一預斷槽134A。預斷槽134A凹設形成於階梯面132A，並且環繞薄化環側面131A。在本實施例中，預斷槽134A的其中一槽壁與薄化環側面131A齊平，但不以此為限，預斷槽134A的槽壁也可以與薄化環側面131A錯開。預斷槽134A的槽寬D4較佳地介於20至40微米之間，並且預斷槽134A的槽深D5介於40至120微米。

請配合參閱圖1至圖3所示，關於階梯部13、13A的形成方式，具體來說是將尚未加工形成階梯部13、13A的晶圓之邊緣E(如圖1所示)以刀具切割及/或雷射加工等方式進行完全修整(full trimming)而形成，但不以此為限，例如圖5及圖6所示，在本創作的第三實施例及第四實施例中，也可以只對晶圓的邊緣E進行半修整(half trimming)，此時階梯面132B、132C的寬度D1較佳的介於800至1200微米之間。第三實施例與第四實施例的差異僅在於第四實施例的階梯面132C上進一步形成有預斷槽134C。此外，請配合參閱圖7及圖8所示，也可以如本創作的第五實施例(如圖7所示)，在修整時不形成階梯面132，而是直接使薄化環側面131D直接連接正面11D的周緣及背面12D的周緣，如此也可改善晶邊碎裂情況。第六實施例(如圖8所示)與第五實施例大致相同，差異在於正面11E形成有一預斷槽134E，預斷槽134E環繞晶圓的中心(圖中未示)；預斷槽134E位於薄化環側面131E的內側，且與薄化環側面131E間隔設置。

本創作在進行後續薄化研磨製程時，會以磨輪對背面12進行薄化研磨，直到晶圓厚度D2縮減至約100微米以內(即階梯部13在研磨後僅剩下部分的薄化環側面131，其餘特徵在研磨後消失)。本創作的優點如下：

第一，藉由形成階梯面132，在薄化研磨過程中，階梯面132與磨薄後的背面12之間的殘留材料會提早發生斷裂，可提高磨輪修補的空間，大幅改善晶圓邊角碎裂情形。

第二，請配合參閱圖4所示，藉由進一步形成預斷槽134A，階梯面132A與磨薄後的背面12A’之間的殘留材料發生斷裂時，發揮引導裂痕方向的效果，進一步改善晶圓邊角碎裂。

綜上所述，本新型藉由在晶圓的正面11之周緣處加工形成一薄化環側面131，並且薄化環側面131與正面11的夾角α等於或小於90度，而使晶圓在薄化研磨接近完成時，進而大幅改善晶邊容易碎裂的情形。

以上所述僅是本創作的較佳實施例而已，並非對本創作做任何形式上的限制，雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本創作技術方案的內容，依據本創作的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本創作技術方案的範圍內。

101:矽基層 102:氮化鎵層 11:正面 111:周緣 12:背面 121:周緣 13:階梯部 131:薄化環側面 132:階梯面 1321:內周緣 1322:外周緣 133:外環側面 131A:薄化環側面 132A:階梯面 134A:預斷槽 13B:階梯部 132B:階梯面 133:外環側面 12B:背面 132C:階梯面 134C:預斷槽 11D:正面 12D:背面 131D:薄化環側面 11E:正面 131E:薄化環側面 134E:預斷槽 D1:寬度 D2:本體厚度 D3:階梯高度 D4:槽寬 D5:槽深 α:夾角 β:夾角 R:磨輪 91:背面 91’:背面 92:正面 93:環側面 93’:環側面 94:夾角

圖1係尚未加工形成階梯部的晶圓的邊緣處之剖視示意圖。 圖2係本創作的第一實施例的晶圓的邊緣處之剖視示意圖。 圖3係本創作的第二實施例的晶圓的邊緣處之剖視放大示意圖。 圖4係本創作的第二實施例的晶圓於薄化研磨接近完成時，邊緣處之剖視放大示意圖。 圖5係本創作的第三實施例的晶圓的邊緣處之剖視示意圖。 圖6係本創作的第四實施例的晶圓的邊緣處之剖視放大示意圖。 圖7係本創作的第五實施例的晶圓的邊緣處之剖視示意圖。 圖8係本創作的第六實施例的晶圓的邊緣處之剖視放大示意圖。 圖9係現有技術中具稜邊狀晶邊的晶圓的邊緣處之側視示意圖。 圖10係現有技術中具外圓角狀晶邊的晶圓的邊緣處之側視示意圖。 圖11係現有技術中具外圓角狀晶邊的晶圓的邊緣處之側視示意圖。 圖12係現有技術的晶圓於薄化研磨接近完成時，邊緣處之側視示意圖。

101:矽基層

102:氮化鎵層

11:正面

111:周緣

12:背面

121:周緣

13:階梯部

131:薄化環側面

132:階梯面

1321:內周緣

1322:外周緣

133:外環側面

D1:寬度

D2:本體厚度

D3:階梯高度

α:夾角

β:夾角

Claims (8)

1. 一種邊角不易碎裂的晶圓，其為一圓形片體，且形成有： 一正面及一背面，其分別為該晶圓的相對兩側面，並且均為平面； 一階梯部，其環繞凹設成形於該正面外，並且位於該正面及該背面之間，該階梯部具有： 一薄化環側面，其連接該正面的周緣；該薄化環側面與該正面的夾角等於或小於90度； 一階梯面，該階梯面的內周緣連接該薄化環側面相對該正面的周緣；該階梯面與該正面朝向相同方向； 一外環側面，該外環側面連接該階梯面的外周緣及該背面的周緣。
2. 如請求項1所述之邊角不易碎裂的晶圓，其中該階梯面凹設形成有一預斷槽，該預斷槽環繞該薄化環側面。
3. 如請求項2所述之邊角不易碎裂的晶圓，其中該預斷槽的其中一槽壁與該薄化環側面齊平。
4. 如請求項2所述之邊角不易碎裂的晶圓，其中該預斷槽的槽寬介於20至40微米，並且該預斷槽的槽深介於40至120微米。
5. 如請求項1至3中任一項所述之邊角不易碎裂的晶圓，其中該階梯面的外周緣與該薄化環側面的半徑差異介於15至45微米之間。
6. 如請求項1至4中任一項所述之邊角不易碎裂的晶圓，其中該階梯面的外周緣與該薄化環側面的半徑差異介於800至1200微米之間。
7. 如請求項1至4中任一項所述之邊角不易碎裂的晶圓，其中： 該正面與該背面的距離定義為一晶圓厚度； 該正面與該階梯面的距離定義為一階梯高度； 其中，該階梯高度與該晶圓厚度的比值介於0.2至0.6。
8. 如請求項1至4中任一項所述之邊角不易碎裂的晶圓，其中包含： 一矽基層； 一氮化鎵層，其覆蓋該矽基層的一側面；該正面及該背面分別位於該氮化鎵層及該矽基層。

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