專利名稱：精確控制晶圓減薄厚度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體領(lǐng)域中的晶圓減薄方法，特別是涉及一種精確控制晶圓減薄厚度的方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，3D封裝技術(shù)日益成為一個(gè)較為各大公司核心競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵技術(shù)。而隨著3D技術(shù)的應(yīng)用和推廣，對(duì)晶圓減薄的厚度的需求就越來(lái)越高。目前，世界水準(zhǔn)最薄厚度為10微米。目前的晶圓減薄技術(shù)，面內(nèi)精度范圍控制在2.5微米，晶圓與晶圓之間精度范圍控制在6微米。而藍(lán)膜材質(zhì)彈性也對(duì)晶圓減薄厚度有較大影響，從而使得厚度控制的精度更加不理想，隨著技術(shù)日新月異的發(fā)展，這個(gè)精度現(xiàn)在顯然已經(jīng)不能滿足一些產(chǎn)品的需求。因此，如何能夠精準(zhǔn)的控制晶圓減薄厚度成為大家亟待解決的一個(gè)重要問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種精確控制晶圓減薄厚度的方法。通過(guò)該方法，可以較精確的控制晶圓減薄后的厚度，從原來(lái)的10微米范圍降至I 2微米甚至更少。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的精確控制晶圓減薄厚度的方法，包括在芯片制造過(guò)程中加入一步硅片溝槽刻蝕，在該溝槽內(nèi)填入填充物，晶圓的正面芯片制作流程做完后，通過(guò)硅片背面減薄至溝槽的底部，通過(guò)溝槽的深度有較好的均勻性來(lái)實(shí)現(xiàn)晶圓減薄的精度控制。上述精確控制晶圓減薄厚度的方法，其具體步驟包括

I)在硅片上涂覆一層光刻膠，曝光，并在切割道處形成溝槽的圖形；2)采用等離子硅刻蝕方法，將切割道上的溝槽圖形刻至晶圓指定要減薄的厚度；3)去除娃片表面的光刻膠；4)將溝槽內(nèi)填滿填充物，形成帶有溝槽填充物的硅片；5)將晶圓的正面芯片制作流程做完；6)晶圓正面貼保護(hù)層；7)將晶圓減薄至溝槽底部；8)將晶圓正面保護(hù)層揭掉，至此完成晶圓減薄。所述精確控制晶圓減薄厚度的方法中，對(duì)于形成帶有溝槽填充物的硅片，還能通過(guò)以下方式進(jìn)行制作在硅片投入時(shí)直接做成帶有溝槽填充物的硅片，或在正面芯片形成流程做完后，進(jìn)行帶有溝槽填充物的硅片制作，或在芯片的接觸孔或者任意一層的通孔做成的同時(shí)，做成帶有溝槽填充物的硅片。。所述步驟I)中，光刻膠的厚度為I 4微米；曝光的區(qū)域?yàn)榍懈畹牢恢?；溝槽占整個(gè)晶圓的面積0. 1% 2%較佳，溝槽的形狀包括圓形、方形、多邊形或環(huán)形。
所述步驟2)中，溝槽的深度面內(nèi)均勻性小于2微米，晶圓間溝槽均勻性小于2微米；溝槽深度為10 50微米。所述步驟3)中，去除硅片表面的光刻膠的方法為采用光刻膠灰化機(jī)臺(tái)，將硅片表面的光刻膠去除干凈。所述步驟4)中，填充物包括鎢或任意非單晶硅材質(zhì)，其中，非單晶硅材質(zhì)包括氧化硅、氮化硅或多晶硅；填滿填充物的方法為采用低壓化學(xué)氣相沉積的方法填充鎢或采用常壓化學(xué)氣相沉積的方法淀積非單晶硅材質(zhì)。所述步驟6)中，保護(hù)層包括藍(lán)膜或玻璃；其中，藍(lán)膜的厚度為100 200微米，藍(lán)膜中的膠層厚度為10 100微米；玻璃的厚度為150 750微米，該玻璃的材質(zhì)包括氧化
硅或硅。所述步驟7)中，當(dāng)步驟6)的保護(hù)層為藍(lán)膜時(shí)，晶圓減薄的方式為采用太古減薄的方式，并通過(guò)監(jiān)測(cè)減薄時(shí)的電流或者壓力的上升或下降，使得減薄至溝槽底部時(shí)，減薄及時(shí)停止；當(dāng)步驟6)的保護(hù)層為玻璃時(shí)，使用常規(guī)的減薄方式進(jìn)行減薄，并通過(guò)監(jiān)測(cè)減薄時(shí)的電流或者壓力，使得減薄至溝槽底部時(shí)，減薄及時(shí)停止。所述步驟8)中，晶圓減薄厚度變化控制在小于2微米的范圍內(nèi)。本發(fā)明提供一種新的方法來(lái)控制晶圓減薄的厚度，可較精確的控制晶圓減薄厚度，并且減少晶圓和晶圓之間厚度的差異，并且拒絕藍(lán)膜的厚度變化對(duì)減薄精度的影響。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明圖1是在片上涂覆光刻膠并形成溝槽圖案的示意圖；圖2是溝槽形成后的示意圖；圖3是去除光刻膠后的硅片示意圖；圖4是溝槽填充后的示意圖；圖5是晶圓流程完成后的不意圖；圖6是貼附保護(hù)層后的效果示意圖；圖7是晶圓減薄后的效果示意圖；圖8是去除保護(hù)層后的最終晶圓減薄后的效果示意圖。圖中附圖標(biāo)記說(shuō)明如下1為娃片,2為光刻膠,3為溝槽,4為填充物,5為芯片,6為保護(hù)層。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的精確控制晶圓減薄厚度的方法，是通過(guò)在芯片制造過(guò)程中加入一步硅片I溝槽3刻蝕，在該溝槽3內(nèi)填入填充物4，晶圓的正面芯片形成的流程做完后，通過(guò)硅片I背面減薄至溝槽3的底部，通過(guò)溝槽3的深度有較好的均勻性來(lái)實(shí)現(xiàn)晶圓減薄的精度控制。該精確控制晶圓減薄厚度的方法，其具體步驟可如下1)在硅片1上涂覆一層光刻膠2，曝光，并在切割道處形成溝槽3的圖形(如圖1所示)；其中，光刻膠2的厚度為1-4微米；曝光的區(qū)域?yàn)榍懈畹牢恢?；溝?占整個(gè)晶圓的面積0. 1% 2%較佳，溝槽3的形狀可為圓形、方形(包括長(zhǎng)方形)、多邊形或環(huán)形。2)采用等離子硅刻蝕方法，將切割道上的溝槽3圖形刻至晶圓指定要減薄的厚度(如圖2所示)；其中，溝槽3的深度面內(nèi)均勻性小于2微米，晶圓間溝槽均勻性小于2微米；溝槽3深度為10 50微米。本步驟中的等離子硅刻蝕方法可實(shí)現(xiàn)溝槽深度的穩(wěn)定控制。 3)采用光刻膠灰化機(jī)臺(tái)，將硅片I表面的光刻膠2去除干凈(如圖3所示)。4)將溝槽3內(nèi)填滿填充物，形成帶有溝槽填充物4的硅片(如圖4所示)；其中，填充物4可為鎢或非單晶硅材質(zhì)，其中，非單晶硅材質(zhì)可為氧化硅、氮化硅或多晶硅；填滿填充物4的方法，可使用金屬濺射機(jī)臺(tái)，通過(guò)低壓化學(xué)氣相沉積的方法填充鎢或常壓化學(xué)氣相沉積的方法沉積非單晶硅材質(zhì)。5)將晶圓的正面芯片制造流程做完(如圖5所示)；6)晶圓正面貼一層作為保護(hù)正面芯片的保護(hù)層6 (如圖6所示)；其中，保護(hù)層6為藍(lán)膜或玻璃；藍(lán)膜的厚度為100 200微米，藍(lán)膜中的膠層厚度為10 100微米；玻璃的厚度為150 750微米，該玻璃的材質(zhì)可為氧化硅或硅。7)將晶圓減薄至溝槽3底部(如圖7所示)；其中，當(dāng)步驟6)的保護(hù)層6為藍(lán)膜時(shí)，晶圓減薄的方式為采用太古減薄的方式，減薄至指定厚度，即該厚度為溝槽3的深度，也為目標(biāo)厚度，并通過(guò)監(jiān)測(cè)減薄時(shí)的電流或者壓力上升或者是下降,使得減薄至溝槽3底部時(shí),減薄及時(shí)停止,從而保證減薄精度；當(dāng)步驟6)的保護(hù)層6為玻璃時(shí)，使用常規(guī)的減薄方式(正常方式的背面減薄)進(jìn)行減薄，并通過(guò)監(jiān)測(cè)減薄時(shí)的電流或者壓力，使得減薄至溝槽底部時(shí)，減薄及時(shí)停止。8)將晶圓正面保護(hù)層6揭掉，至此完成晶圓減薄(如圖8所示)。其中，晶圓減薄厚度變化控制在小于2微米的范圍內(nèi)。 另外，本發(fā)明中，對(duì)于上述步驟I) 4 )所形成的帶有溝槽3填充物4的硅片I，還能通過(guò)以下方式進(jìn)行制作在硅片I投入時(shí)直接做成帶有溝槽3填充物4的硅片1，或在晶圓正面芯片制作流程做完后，進(jìn)行帶有溝槽3填充物4的硅片制作，或在芯片5的接觸孔或者任意一層的通孔做成的同時(shí)，做成帶有溝槽3填充物4的硅片1，具體做成步驟可以根據(jù)填充物4來(lái)進(jìn)行選擇，如采用低壓化學(xué)氣相沉積的方式沉積鎢或者通過(guò)常壓的化學(xué)氣相沉積的方法沉積其他非單晶硅材質(zhì)?，F(xiàn)以更加具體的實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)例II)在硅片I上涂上一層4微米光刻膠2，并在切割道處形成溝槽3的圖形(如為長(zhǎng)方形)。2)采用等離子硅刻蝕方法，將切割道上的溝槽3圖形刻至指定要減薄的厚度15微米(即溝槽3的深度為15微米)。3)采用光刻膠灰化機(jī)臺(tái)，將硅片I表面的光刻膠2去除。4)使用低壓化學(xué)氣相沉積的方法將溝槽3內(nèi)填滿鎢。5 )將晶圓的流程做完。6)晶圓正面貼藍(lán)膜。
7)將晶圓用太古減薄至溝槽底部，并通過(guò)電流上升的方式，控制減薄機(jī)臺(tái)停在溝槽3底部的鎢上。8)將正面藍(lán)膜揭掉，至此晶圓減薄完成。按照上述方法進(jìn)行的晶圓減薄，其優(yōu)勢(shì)在于能夠較精確的控制晶圓減薄厚度，并且減少晶圓和晶圓之間厚度的差異，并且拒絕藍(lán)膜的厚度變化對(duì)減薄精度的影響。
權(quán)利要求
1.一種精確控制晶圓減薄厚度的方法，其特征在于，包括在芯片制造過(guò)程中加入一步硅片溝槽刻蝕，在該溝槽內(nèi)填入填充物，晶圓的正面芯片制作流程做完后，通過(guò)硅片背面減薄至溝槽的底部，實(shí)現(xiàn)晶圓減薄的精度控制。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述精確控制晶圓減薄厚度的方法，步驟包括 1)在硅片上涂覆一層光刻膠，曝光，并在切割道處形成溝槽的圖形； 2)采用等離子硅刻蝕方法，將切割道上的溝槽圖形刻至晶圓指定要減薄的厚度； 3)去除硅片表面的光刻膠； 4)將溝槽內(nèi)填滿填充物，形成帶有溝槽填充物的硅片； 5)將晶圓的正面芯片制作流程做完； 6)晶圓正面貼保護(hù)層； 7)將晶圓減薄至溝槽底部； 8 )將晶圓正面保護(hù)層揭掉，至此完成晶圓減薄。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述精確控制晶圓減薄厚度的方法中，對(duì)于形成帶有溝槽填充物的硅片，還能通過(guò)以下方式進(jìn)行制作 在硅片投入時(shí)直接做成帶有溝槽填充物的硅片，或在正面芯片形成流程做完后，進(jìn)行帶有溝槽填充物的硅片制作，或在芯片的接觸孔或者任意一層的通孔做成的同時(shí)，做成帶有溝槽填充物的硅片。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟I)中，光刻膠的厚度為I 4微米；曝光的區(qū)域?yàn)榍懈畹牢恢茫粶喜壅颊麄€(gè)晶圓的面積0. 1% 2%，溝槽的形狀包括圓形、方形、多邊形或環(huán)形。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟2)中，溝槽的深度面內(nèi)均勻性小于2微米，晶圓間溝槽均勻性小于2微米；溝槽深度為10 50微米。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟3)中，去除硅片表面的光刻膠的方法為米用光刻膠灰化機(jī)臺(tái)，將娃片表面的光刻膠去除干凈。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟4)中，填充物包括鎢和非單晶硅材質(zhì)；其中，非單晶硅材質(zhì)包括氧化硅、氮化硅和多晶硅；填滿填充物的方法為采用低壓化學(xué)氣相沉積的方法填充鎢或采用常壓化學(xué)氣相沉積的方法沉積非單晶硅材質(zhì)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟6)中，保護(hù)層包括藍(lán)膜或玻璃；其中，藍(lán)膜的厚度為100 200微米，藍(lán)膜中的膠層厚度為10 100微米；玻璃的厚度為150 750微米，該玻璃的材質(zhì)包括氧化硅或硅。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟7)中，當(dāng)步驟6)的保護(hù)層為藍(lán)膜時(shí)，晶圓減薄的方式為采用太古減薄的方式，并通過(guò)監(jiān)測(cè)減薄時(shí)的電流或者壓力的上升或者下降，使得減薄至溝槽底部時(shí)，減薄及時(shí)停止；當(dāng)步驟6)的保護(hù)層為玻璃時(shí)，使用常規(guī)的減薄方式進(jìn)行減薄，并通過(guò)監(jiān)測(cè)減薄時(shí)的電流或者壓力，使得減薄至溝槽底部時(shí)，減薄及時(shí)停止。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟8)中，晶圓減薄厚度變化控制在小于2微米的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種精確控制晶圓減薄厚度的方法，包括在芯片制造過(guò)程中加入一步硅片溝槽刻蝕，在該溝槽內(nèi)填入填充物，晶圓的正面芯片制作流程做完后，通過(guò)硅片背面減薄至溝槽的底部，實(shí)現(xiàn)晶圓減薄的精度控制。本發(fā)明較精確的控制晶圓減薄厚度，并且減少晶圓和晶圓之間厚度的差異，并且拒絕藍(lán)膜的厚度變化對(duì)減薄精度的影響。
文檔編號(hào)H01L21/02GK103035489SQ20121046868
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
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