晶圓減薄方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種晶圓減薄方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在集成電路制造過程中，需要在晶圓上進(jìn)行數(shù)百道工藝，因此，必須采用具有一定厚度的晶圓。而在完成集成電路制作之后，需要對(duì)集成電路進(jìn)行封裝。在集成電路封裝前，需要對(duì)晶圓的進(jìn)行減薄，一方面改善芯片的散熱效果，另一方面有利于減小封裝尺寸。
[0003]現(xiàn)有晶圓減薄方法如圖1至圖3所示。
[0004]首先，請(qǐng)參考圖1，將晶圓10固定在基板200上，晶圓100具有第一表面100A、第二表面100B和弧線狀側(cè)面100C。
[0005]請(qǐng)參考圖2，為了防止在對(duì)晶圓100的第二表面100B進(jìn)行減薄時(shí)，弧線狀側(cè)面100C發(fā)生碎裂(crack)或者剝離(peeling)現(xiàn)象,對(duì)晶圓100的弧線狀側(cè)面100C進(jìn)行切削(trimming)，切削后，得到豎直狀側(cè)面100D。
[0006]請(qǐng)參考圖3，對(duì)晶圓100的第二表面100B進(jìn)行減薄，從而使晶圓100減薄至相應(yīng)厚度。
[0007]現(xiàn)有方法中，需要切削去除晶圓100的整個(gè)弧線狀側(cè)面100C，切削的厚度為整個(gè)晶圓的厚度，因此切削厚度大，在切削過程中物料耗費(fèi)多，每次切削過程中切削工具磨損量大，導(dǎo)致切削工具使用次數(shù)少，每次切削時(shí)間長(zhǎng)，工藝效率低，工藝成本高。
[0008]為此，需要一種新的晶圓減薄方法，以避免切削時(shí)間長(zhǎng)，工藝效率低和工藝成本高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明解決的問題是提供一種晶圓減薄方法，以提高工藝效率，降低工藝成本，同時(shí)提高切削工具的使用壽命。
[0010]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種晶圓減薄方法，包括:
[0011]提供基板及晶圓，所述晶圓具有第一表面、與第一表面相對(duì)的第二表面以及連接第一表面和第二表面的側(cè)面，所述側(cè)面呈弧線狀；
[0012]沿第一表面向第二表面方向切削部分厚度的側(cè)面，使部分厚度側(cè)面呈豎直狀；
[0013]將所述晶圓第一表面與所述基板固定；
[0014]對(duì)所述晶圓的第二表面進(jìn)行減薄。
[0015]可選的，呈豎直狀的側(cè)面的高度范圍為60μπι?400μπι。
[0016]可選的，減薄如所述晶圓的厚度范圍為735 μ m?765 μ m,減薄后所述晶圓的厚度范圍為7 μ m?140 μ m。
[0017]可選的，減薄后所述晶圓的厚度范圍為8μπι?10 μ m。
[0018]可選的，采用金剛石砂輪切削部分厚度的側(cè)面，所述金剛石砂輪中金剛石顆粒的直徑范圍為100 μ m?1000 μ m。
[0019]可選的,所述金剛石砂輪的轉(zhuǎn)速范圍20000rpm?40000rpm,所述晶圓的進(jìn)給量為ldeg/s ?10deg/so
[0020]可選的，采用熔融鍵合法、表面激活貼合法、真空壓合法或者粘結(jié)劑貼合法將所述晶圓第一表面與所述基板固定。
[0021]可選的，在沿第一表面向第二表面方向切削部分厚度的側(cè)面之后，且在將所述晶圓第一表面與所述基板固定之前，所述晶圓減薄方法還包括:采用臭氧水清洗所述晶圓，所述臭氧水的濃度范圍為5ppm?50ppm，臭氧水用量范圍為IL?20L，流量范圍為lL/min?5L/min,清洗時(shí)間范圍為Imin?4min。
[0022]可選的，在將所述晶圓第一表面與所述基板固定之后，且在對(duì)所述晶圓的第二表面進(jìn)行減薄之前，所述晶圓減薄方法還包括:
[0023]對(duì)所述晶圓與所述基板進(jìn)行第一次超聲波檢測(cè)；
[0024]對(duì)所述晶圓與所述基板進(jìn)行退火；
[0025]對(duì)所述晶圓與所述基板進(jìn)行第二次超聲波檢測(cè)。
[0026]可選的，所述基板的材料為玻璃、陶瓷或者硅片。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0028]本發(fā)明的技術(shù)方案僅對(duì)晶圓的部分弧線狀側(cè)面進(jìn)行切削，切削的部分呈豎直狀，豎直狀側(cè)面與所述晶圓的第一表面相連，然后將晶圓第一表面與基板固定在一起，由于僅切削部分的弧線狀側(cè)面，減小了每片晶圓的切削厚度，從而提高了切削效率，提高工藝效率，每次切削過程中切削工具損耗減少，增加了切削工具使用次數(shù)，提高了切削工藝的使用壽命。
[0029]進(jìn)一步，在將晶圓的第一表面和基板固定在一起之前，采用臭氧水對(duì)晶圓的第一表面進(jìn)行清洗，臭氧水能夠?qū)⑶邢鬟^程中產(chǎn)生的硅顆粒物氧化成氧化物顆粒物，氧化物顆粒物易出被沖洗去除，因此采用臭氧水能夠?qū)⑶邢鬟^程中產(chǎn)生的顆粒物去除干凈，防止晶圓的第一表面和基板之間存在孔洞，保證晶圓的第一表面和基板緊密固定。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1至圖3為現(xiàn)有晶圓減薄方法示意圖；
[0031]圖4至圖8為本發(fā)明實(shí)施例晶圓減薄方法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]現(xiàn)在晶圓減薄方法中，需要對(duì)整個(gè)晶圓的弧線狀側(cè)面進(jìn)行切削去除處理，因此切削量大，同一切削設(shè)備每小時(shí)大約只能處理7片晶圓，而后續(xù)的減薄設(shè)備每小時(shí)大約能夠處理16片晶圓，因此，需要兩臺(tái)切削設(shè)備與一臺(tái)減薄設(shè)備配合才能夠基本不浪費(fèi)減薄設(shè)備的產(chǎn)能。但是，這樣又增加了一臺(tái)切削設(shè)備，增加了工藝成本，另外，由于每片晶圓都需要進(jìn)行大量的切削，因此切削設(shè)備中的金剛石砂輪通常只能用于切削250片晶圓。
[0033]為此，本發(fā)明提供一種新的晶圓減薄方法，所述方法僅切削晶圓的部分弧線狀側(cè)面，因此，每片晶圓需要進(jìn)行切削的部分減小，一臺(tái)切削設(shè)備每小時(shí)能夠處理的晶圓片數(shù)增力口，提高了工藝效率和設(shè)備利用率，并且每臺(tái)切削設(shè)備中，金剛石砂輪可用于切削更多的晶圓，提高了金剛石砂輪的使用次數(shù)，亦即提高了金剛石砂輪的壽命。
[0034]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0035]本發(fā)明實(shí)施例提供一種晶圓減薄方法，請(qǐng)結(jié)合參考圖4至圖8。
[0036]請(qǐng)參考圖4，提供晶圓300。
[0037]本實(shí)施例中，晶圓300具有第一表面300A、與第一表面300A相對(duì)的第二表面300B,以及連接第一表面300A和第二表面300B的弧線狀側(cè)面300C。
[0038]本實(shí)施例中，晶圓300的厚度可以為600 μ m?900 μ m，例如采用8英寸晶圓300，標(biāo)準(zhǔn)厚度為750 μ m,其厚度偏差通常在± 15 μ m之間，即弧線狀側(cè)面300C的高度(亦即晶圓300的厚度，未標(biāo)注)范圍可以在735 μ m?765 μ m之間。
[0039]本實(shí)施例中，晶圓300中制作有多個(gè)背照式圖像傳感器單元，每個(gè)背照式圖像傳感器單元后續(xù)用于封裝形成背照式圖像傳感器芯片。
[0040]需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，晶圓300中也可以是制作有其它半導(dǎo)體器件。
[0041]請(qǐng)參考圖5，沿第一表面300A向第二表面300B方向切削部分厚度的弧線狀側(cè)面300C，使部分厚度側(cè)面呈豎直狀，形成豎直狀側(cè)面300D。
[0042]從圖5中可以看到，切削形成的豎直狀側(cè)面300D與晶圓300的第一表面300A相連，本實(shí)施例中，第一表面300A可以與豎直狀側(cè)面300D垂直相連。
[0043]需要說(shuō)明的是，豎直狀側(cè)面300D中，豎直是指豎直狀側(cè)面300D垂直晶圓300第一表面300A，但豎直狀側(cè)面300D在與晶圓300第一表面300A所在平面上的投影仍然為一個(gè)圓形，如圖6所示。
[0044]本實(shí)施例中，采用金剛石砂輪(未示出)切削去除至少部分弧線狀側(cè)面300C形成豎直狀側(cè)面300D，并且，特別地，采用具有較小直徑金剛石顆粒的金剛石砂輪，具體的，所述金剛石砂輪的金剛石顆粒直徑范圍為100 μ m?1000 μ m。
[0045]采用具有上述直徑范圍金剛石顆粒的金剛石砂輪切削晶圓300具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn):首先，由于金剛石顆粒直徑較小，因此，切削得到的平面較光滑；其次，由于金剛石顆粒直徑較小，在切削過程中，晶圓300不容易發(fā)生崩裂和剝離等現(xiàn)象；再次，由于金剛石顆粒直徑較小，切削產(chǎn)生的顆粒物粒徑較小，后續(xù)容易清除干凈。而如果金剛石顆粒直徑小于，則可能導(dǎo)致切削效率低，并且使用壽命短。
[0046]本實(shí)施例中，金剛石砂輪的轉(zhuǎn)速范圍為20000rpm?40000rpm，在所述中轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，金剛石砂輪能夠迅速對(duì)晶圓300進(jìn)行切削，并且切削時(shí)溫度不至于過高。
[0047]本實(shí)施例中，沿第一表面300A向第二表面300B方向切削部分厚度的弧線狀側(cè)面300C是指:沿著垂直晶圓300第一表面300A并指向晶圓300第二表面300B的方向切削弧線狀側(cè)面300C。
[0048]在具體的過程中，首先將金剛石砂輪從晶圓300第一表面300A指向晶圓300第二表面300B的方向切割入晶圓300的弧線狀側(cè)面300C，然后晶圓300沿其中心自轉(zhuǎn)一圈，形成豎直狀側(cè)面300D，此時(shí)原來(lái)的圖4所示弧線狀側(cè)面300C僅剩余部分,如圖5中弧線狀側(cè)面300C’所示。
[0049]本實(shí)施例中，晶圓300自轉(zhuǎn)的速度范圍為ldeg/s?lOdeg/s，此晶圓300的自轉(zhuǎn)速度亦為晶圓300的進(jìn)給量，因?yàn)榫A300的自轉(zhuǎn)速度正比于晶圓300邊緣的線速度，而晶圓300邊緣的線速度即為晶圓300的實(shí)際進(jìn)給量，因此可以直接用晶圓300的自轉(zhuǎn)速度作為進(jìn)給量。
[0050]本實(shí)施例中，金剛石砂輪切入晶圓300邊緣的寬度W為Imm?3mm，亦即豎直狀側(cè)面300D與晶圓300最外邊緣的距離范圍為Imm?3mm。通常，金剛石砂輪的厚度為3mm，因此，當(dāng)整個(gè)金剛石砂輪都切到晶圓300第一表面300A邊緣內(nèi)時(shí)，形成的豎直狀側(cè)面300D與晶圓300最外邊緣的距離為3mm，但是，切除形成更小的寬度W有助于保留更大的晶圓300第一表面300A面積，因此，可適當(dāng)?shù)貙⒔饎偸拜喲鼐A300的中心向外移，將寬度W控制在Imm左右。
[0051]本實(shí)施例中，豎直狀側(cè)面300D的高度范圍為60μπι?400μπι，亦即豎直狀側(cè)面300D的厚度T范圍為60 μ m?400 μ m，如圖5所示。
[0052]將厚度T控制在60 μ m以上的原因如下:后續(xù)對(duì)晶圓300的第二表面300B進(jìn)行減薄的過程可以分為粗磨、細(xì)磨、化學(xué)機(jī)械平坦化和拋光四個(gè)步驟，其中，如果在細(xì)磨過程中，晶圓300的弧線狀側(cè)面300C’被全部去除，進(jìn)入到豎直狀側(cè)面300D，則機(jī)臺(tái)會(huì)以為是發(fā)生剝離現(xiàn)象而報(bào)警，因此，需要將晶圓300的弧線狀側(cè)面300C’在粗磨階段就完全去除；而為了保證細(xì)磨效果，細(xì)磨過程需要研磨掉去除大于或者等于50 μ m的厚度，并且細(xì)磨后，剩余的厚度需要在10 μ m以上；因此，豎直狀側(cè)面300D的厚度需要大于或者等于60 μ m。
[0053]雖然60 μ m以上的厚度都是可以實(shí)現(xiàn)和操作，但是，而如果豎直狀側(cè)面300D的高度大于400 μ m,則工藝效率提高不明顯，切削機(jī)臺(tái)不能與后續(xù)的減薄機(jī)臺(tái)進(jìn)行有效配合，為此，需要將豎直狀側(cè)面300D的高度控制在400 μ m以下。
[0054]進(jìn)一步的，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)和測(cè)試，當(dāng)豎直狀側(cè)面300D的厚度大于或者等于150 μ m時(shí)，設(shè)備的負(fù)荷和效率達(dá)到最理想的平衡，因此，進(jìn)一步選擇豎直狀側(cè)面300D的厚度為150 μ m0
[0055]結(jié)合參考圖4和圖5可知，與現(xiàn)有整個(gè)地對(duì)弧線狀側(cè)面300C進(jìn)行切削相比，本發(fā)明僅需要切削掉晶圓300中60 μ