CN103413772A - 一种晶圆减薄的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种晶圆减薄的方法，包括：对多层晶圆进行键合工艺；在键合后的晶圆的边缘缝隙中施加填充物；对填充物进行固化处理；对键合的最上层晶圆和/或最下层晶圆进行减薄工艺；将填充物去除。本发明的方法，在对晶圆进行减薄时，晶圆边缘不会产生受力断裂，避免了断裂时产生的碎屑在晶圆表面形成划痕和残留；由于不需要修边工艺，简化了工艺过程，降低了成本，提高了晶圆面积利用率。

Description

一种晶圆减薄的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种晶圆减薄的方法。 
背景技术
在半导体制造领域中，由于减薄的晶圆可以有利于封装、有效传输光线等，所以，晶圆减薄工艺成为半导体制造领域例如集成电路领域中的一道重要的工序。 
请参阅图1-4，图1是通常的晶圆减薄的方法的流程示意图，图2-4为通常的晶圆减薄的方法的各制备步骤所对应的截面结构示意图，通常的晶圆减薄的方法包括： 
步骤S11：请参阅图2，对晶圆101和102进行键合工艺； 
步骤S12：请参阅图3，对键合的晶圆101进行修边工艺； 
步骤S13：请参阅图4，对键合的晶圆101进行减薄工艺。 
在上述晶圆减薄的方法中，晶圆101包括衬底1和多层膜2，晶圆101的背面的多层膜2通常为很多层金属或氧化物薄膜，比如包括有外延层、栅氧化层、多晶硅膜等，由于多层膜2的存在，以及晶圆101和102的边缘存在一定的弧度，在键合时，如图2所示，两片晶圆101和102并不能紧密的贴合在一起，键合的晶圆101和102的边缘存在缝隙，如果直接进行减薄工艺，晶圆101的边缘处由于得不到附着和支撑，则极易受力断裂，并对晶圆101和102均造成损伤。 
为了避免在减薄工艺中键合的晶圆发生断裂，业界通常采用修边工艺，在减薄工艺进行前，先把键合的晶圆边缘磨掉，即进行修边工艺，然而，修边工艺需要向晶圆内部进行较大尺寸的切削，这样会造成晶圆的实际使用面积减小，从而减小晶圆面积的利用率，以及提高了工艺成本。 
发明内容
为了克服上述问题，本发明的目的旨在改进晶圆减薄工艺，降低成本，以及提高晶圆面积利用率。 
本发明的一种晶圆减薄的方法，包括： 
步骤S01：对多层晶圆进行键合工艺； 
步骤S02：在所述键合后的晶圆的边缘缝隙中施加填充物； 
步骤S03：对所述的填充物进行固化处理； 
步骤S04：对所述键合的最上层晶圆和/或最下层晶圆进行减薄工艺； 
步骤S05：将所述填充物去除。 
优选地，所述的多层晶圆的层数为两层。 
优选地，所述填充物的外表面超出或齐平于所述最上层或最下层晶圆的边缘。 
优选地，所述填充物与所述晶圆的边缘紧密接触。 
优选地，采用注射装置施加所述填充物。 
优选地，在步骤S03中，进行所述固化处理之前，先对所述晶圆表面进行清洗，去除其表面的残余填充物。 
优选地，所述的固化处理是对所述填充物进行加热处理，形成具有一定强度的所述填充物。 
优选地，所述减薄工艺之后，采用清洗工艺，和/或热处理工艺将所述填充物去除。 
优选地，所述的填充物为具有粘合性的胶体。 
优选地，所述的填充物溶于特定液体中。 
本发明的晶圆减薄的方法，通过在键合的晶圆的边缘缝隙中施加填充物，利用填充物的良好的填充性、黏性、以及在固化处理后的一定的强度，可以对晶圆边缘起到保护、支撑的作用，这样，在对晶圆进行减薄时，晶圆边缘不会产生受力断裂，避免了断裂时产生的碎屑在晶圆表面形成划痕和残留；由于不需要修边工艺，简化了工艺过程，降低了成本，提高了晶圆面积利用率。 
附图说明
图1是通常的晶圆减薄的方法的流程示意图 
图2-4为通常的晶圆减薄的方法的各制备步骤所对应的截面结构示意图 
图5是本发明的一个较佳实施例的晶圆减薄的方法的流程示意图 
图6-11是本发明的上述较佳实施例的晶圆减薄方法的各制备步骤所形成的截面结构示意图 
具体实施方式
体现本发明特征与优点的实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的示例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上当做说明之用，而非用以限制本发明。 
以下结合附图5-11，通过具体实施例对本发明的晶圆减薄的方法作进一步详细说明。其中，图5是本发明的一个较佳实施例的晶圆减薄的方法的流程示意图，图6-11是本发明的上述较佳实施例的晶圆减薄方法的各制备步骤所形成的截面结构示意图。 
需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、明晰地达到辅助说明本发明实施例的目的。 
本发明的晶圆减薄方法中，所采用的晶圆可以但不限于为硅片，晶圆的背部可以包括有外延层、栅氧化层、多晶硅膜等多层金属或氧化膜薄膜，并且晶圆的边缘具有一定的弧度，这样会造成在两片晶圆进行键合的时候，在晶圆的边缘处不能很好的贴合，如前所述，采用常规方法虽然可以避免晶圆边缘受力断裂，但是减小了晶圆的使用面积，从而增加了成本。 
请参阅图5，本发明的本实施例的晶圆减薄的方法，包括： 
步骤S01：对多层晶圆进行键合工艺； 
这里，本实施例中，多层晶圆为两层，包括上晶圆201和下晶圆202，上晶圆201包括衬底21和多层膜22；请参阅图6，对晶圆201和202进行键合工艺；如前所述，将晶圆201和晶圆202进行键合，晶圆201包括有晶圆衬底21和多层膜22，多层膜22可以包括有外延层、栅氧化层、多晶硅膜等多层金属或氧化膜薄膜，由于在对晶圆201和晶圆202进行键合工艺中，晶 圆201背面含有多层膜22、晶圆201和202的边缘存在一定弧度等原因，晶圆201和晶圆202不能很好的贴合在一起，在键合的晶圆201和晶圆202的边缘存在缝隙。 
在本发明中的另一实施例中，晶圆为多层晶圆，对多层晶圆进行上、下堆叠键合。 
步骤S02：在键合的晶圆边缘缝隙中施加填充物； 
本实施例中，请参阅图7，在两片键合后的晶圆201和202的边缘缝隙中施加填充物203； 
具体的，可以采用注射装置施加填充物203，比如，具有管路的注射器，可以将填充物203通过管路注射到缝隙中；所选用的填充物203为具有粘合性的胶体，比如填充物为黏胶；填充物203还可以溶于特定液体中，这样有利于填充物203充满整个缝隙，提高填充物203的填充能力；由于填充物203具有一定的填充能力和黏性，并且在后续的固化处理后具有一定的强度，可以对晶圆201和晶圆202的边缘起到保护和支撑作用，在进行减薄的时候，晶圆201的边缘不会由于受力而轻易地断裂。 
此外，本发明中的另一实施例中，多层键合的晶圆中，在每层键合的晶圆边缘缝隙中都施加填充物。 
步骤S03：对填充物进行固化处理； 
这里，本实施例中，对填充物203进行固化处理之前，先对键合的晶圆201和晶圆202表面进行清洗，去除其表面的残余填充物；请参阅图8，清洗过程可以采用化学液进行清洗；之所以进行清洗，是由于在施加填充物203的过程中，不可避免会在晶圆201或202的表面残留有填充物，为了避免这些残留晶圆表面的填充物对后续减薄工艺的影响，所以先对晶圆201或202的表面进行清洗。 
请参阅图9，所采用的固化处理方式，可以采用对填充物203进行加热方式，由于处于黏性状态的填充物203的强度不够大，不能够有利地对晶圆201和晶圆202的边缘起到支撑作用，因此，还需对其进行固化处理，增强填充物的强度；并且，在固化过程中，填充物可以与晶圆201和晶圆202的边缘更好的进行粘合，从而提高填充物203的填充能力、粘合能力。 
由此看来，填充物203需要具有良好的填充能力、粘合能力，以及在固 化处理后具有一定的强度。由于施加填充物203的目的是对晶圆201和晶圆202的边缘起到保护和支撑作用，所以，本实施例中，填充物203的外表面超出或齐平于键合的晶圆201和晶圆202的边缘，填充物203与晶圆201和晶圆202的边缘紧密接触，这样，可以避免由于填充不充分而使填充物203的效果大大降低。 
在本发明的另一实施例中，对多层键合的晶圆的表面首先进行清洗工艺，然后再采用但不限于加热的方式对填充物进行固化处理。 
步骤S04：对键合的最上层晶圆和/或最下层晶圆进行减薄工艺。 
本实施例中，请参阅图10，对键合的晶圆201进行减薄工艺。 
经上述步骤后，所施加的填充物对晶圆201和晶圆202的边缘起到了很好的支撑和粘合作用，对键合的晶圆201进行减薄工艺时候，可以避免晶圆201的边缘的受力断裂，减小碎片在晶圆201和晶圆202表面的残留。 
在本发明的另一个实施例中，可以对多层键合的晶圆的最上层或最下层晶圆进行减薄工艺，比如，可以首先对多层键合的晶圆的最上层晶圆进行减薄工艺，然后，将多层键合的晶圆倒置，对多层键合的晶圆的最下层晶圆进行减薄工艺；也可以只对多层键合的晶圆的最上层晶圆、或者最下层晶圆进行减薄工艺。 
步骤S05：去除填充物。 
本实施例中，请参阅图11，在减薄工艺之后，采用清洗工艺或者热处理工艺、或者清洗工艺和热处理工艺配合在一起，将晶圆201和202的边缘缝隙中的填充物去除。 
综上，本发明的晶圆减薄的方法，通过在键合的晶圆的边缘缝隙中施加填充物，利用填充物的良好的填充性、黏性、以及在固化处理后的一定的强度，可以对晶圆边缘起到保护、支撑的作用，这样，在对晶圆进行减薄时，晶圆边缘不会产生受力断裂，避免了断裂时产生的碎屑在晶圆表面形成划痕和残留；由于不需要修边工艺，简化了工艺过程，降低了成本，提高了晶圆面积利用率。 
以上所述的仅为本发明的实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种晶圆减薄的方法，其特征在于，包括：
步骤S01：对多层晶圆进行键合工艺；
步骤S02：在所述键合后的晶圆的边缘缝隙中施加填充物；
步骤S03：对所述的填充物进行固化处理；
步骤S04：对所述键合的最上层晶圆和/或最下层晶圆进行减薄工艺；
步骤S05：将所述填充物去除。
2.根据权利要求1所述的晶圆减薄的方法，其特征在于，所述的多层晶圆的层数为两层。
3.根据权利要求1所述的晶圆减薄的方法，其特征在于，所述填充物的外表面超出或齐平于所述最上层或最下层晶圆的边缘。
4.根据权利要求1所述的晶圆减薄的方法，其特征在于，所述填充物与所述晶圆的边缘紧密接触。
5.根据权利要求1所述的晶圆减薄的方法，其特征在于，采用注射装置施加所述填充物。
6.根据权利要求1所述的晶圆减薄的方法，其特征在于，在步骤S03中，进行所述固化处理之前，先对所述晶圆表面进行清洗，去除其表面的残余填充物。
7.根据权利要求1所述的晶圆减薄的方法，其特征在于，所述的固化处理是对所述填充物进行加热处理，形成具有一定强度的所述填充物。
8.根据权利要求1所述的晶圆减薄的方法，其特征在于，所述减薄工艺之后，采用清洗工艺，和/或热处理工艺将所述填充物去除。
9.根据权利要求1所述的晶圆减薄的方法，其特征在于，所述的填充物为具有粘合性的胶体。
10.根据权利要求1所述的晶圆减薄的方法，其特征在于，所述的填充物溶于特定液体中。
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