晶圆背面研磨方法

文档序号:7228063阅读:455来源:国知局
专利名称:晶圆背面研磨方法
技术领域
本发明涉及半导体制程,特别是涉及一种晶圆背面研磨方法。
背景技术
随着半导体封装组件的薄型化趋势,封装组件内的半导体晶片也需要符 合更薄的厚度,因此,在晶圆上集成电路制作制程之后和晶圆切割制程之前, 还包括有晶圆背面研磨制程,以使得晶圓上多个晶片能一次完成薄化处理。
现有技术的晶圆背面研磨制程中,如申请号为03150009.9的中国专利申请 所述,在晶圓背面研磨前需要在晶圓的形成有集成电路的正面贴附保护胶带, 以保护正面不会被磨损,在晶圆背面研磨完成后再去除保护胶带。 一种晶圆 背面研磨方法具体如图l所示,包括下述步骤
步骤Sll,提供晶圆,所迷晶圆具有形成有集成电路的正面和对应于所述 正面的背面。
步骤S12,在所述晶圆的正面贴附一层保护胶带。
步骤S13,计算研磨厚度。
步骤S14,将所述晶圓装载于研磨装置,使所述晶圓的背面显露。 步骤S15,根据计算所得的研磨厚度,控制研磨装置研磨所述晶圆的背面。 上述晶圆背面研磨方法中,所需计算的研磨厚度是保护胶带厚度与预定 的晶圆厚度之和,预定的晶圆厚度是指晶圆最终需要薄化到的厚度。通常, 研磨装置受其性能限制都具有最小研磨厚度限制,最小研磨厚度限制是指研 磨装置能使贴附有保护胶带的晶圆薄化到的最小厚度。若计算所得的研磨厚 度不小于研磨装置的最小研磨厚度限制,则可以控制研磨装置研磨所述晶圆 的背面直至达到计算的研磨厚度,因此,去除保护胶带的晶圓厚度即能达到
最终需要薄化到的厚度。但是,若计算所得的研磨厚度小于研磨装置的最小 研磨厚度限制,则使用该研磨装置将所述晶圆研磨得更薄会很容易造成晶圓 的破损,因为研磨装置的稳定性降低了。
举例来说,研磨装置的最小研磨厚度限制是400微米(pm),保护胶带的 厚度是130pm,晶圆最终需要薄化到的厚度是ll密尔(mil, lmil-25.4pm), 计算所得的研磨厚度约为410(im (130pm+ll*25.4nm),大于该研磨装置的最 小研磨厚度限制即40(Vm,因此使用该研磨装置可以将晶圓研磨至llmil。但 是,如果需要将晶圆研磨至8mil,计算所得的研磨厚度约为333pm (130pm+8*25.4nm),其小于该研磨装置的最小研磨厚度限制即400pm,因 此,在这种情况下,就需要更换性能更好的研磨装置,例如最小研磨厚度限 制是300pm的研磨装置,因为原来的研磨装置只能确保将晶圆研磨至llmil, 如果继续将晶圆研磨得更薄(例如8mil),研磨装置的稳定性降低,势必会增 加晶圆的破损率(broken rate),而更换性能更好的研磨装置就意味着增加更 高的研磨制程成本。

发明内容
本发明解决的问题是,提供一种晶圓背面研磨方法,其可以使研磨装置 将晶圓研磨得更薄,同时却不会增加晶圓的破损率。
为解决上述问题,本发明提供一种晶圆背面研磨方法,包括下述步骤 提供晶圆,所述晶圆具有形成有集成电路的正面和对应于所述正面的背
面;
贴附保护胶带于所述晶圆的正面,所述保护胶带的厚度大于等于研磨装 置的最小研磨厚度限制与预定的晶圆厚度之差;
计算研磨厚度,所述的研磨厚度是贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度与 预定的晶圆厚度之和;
将所述晶圆装载于研磨装置,使所述晶圆的背面显露;
根据计算所得的研磨厚度,研磨所述晶圆的背面。
在本发明的一个实施方式,所述贴附保护胶带于所述晶圆的正面是贴附 二层保护胶带于所述晶圓的正面。其中,所述研磨装置的最小研磨厚度限制
是400微米,所述预定的晶圓厚度是6至10密尔,所述保护胶带的各层厚度 是130至160微米。
在本发明的另一个实施方式,所述贴附保护胶带于所述晶圆的正面是贴 附一层保护胶带于所述晶圆的正面。其中,所述研磨装置的最小研磨厚度限 制是400微米,所述预定的晶圆厚度是6至IO密尔,所述保护胶带的一层厚 度是280微米。
在本发明的又一个实施方式,所述贴附保护胶带于所述晶圆的正面是贴 附三层保护胶带于所述晶圆的正面。其中,所述研磨装置的最小研磨厚度限 制是400微米,所述预定的晶圓厚度是6至IO密尔,所述保护胶带的各层厚 度是90微米。
可选的,所述研磨装置研磨晶圓的背面包括粗研磨和细研磨。 可选的,所述晶圆背面研磨方法还包括在研磨装置研磨所述晶圆的背面 的步骤后,将所述晶圓从研磨装置取出,和去除所述晶圓正面的保护胶带。
与现有技术相比,上述技术方案增加了贴附于晶圆正面的保护胶带的厚 度,由于研磨装置在研磨晶圆时所能达到的研磨厚度是晶圆的厚度和贴附于 晶圆正面的保护胶带的厚度之和,因此,在研磨装置具有最小研磨厚度限制 的情况下,贴附于晶圓正面的保护胶带的厚度越厚,研磨装置能将晶圓研磨 得更薄,同时却不会增加晶圆的破损率。


图l是现有技术中晶圆背面研磨方法的流程图2是本发明第 一 实施例的晶圆背面研磨方法的流程图3A至3F是本发明第 一实施例的晶圆背面研磨方法的示意图4是本发明第二实施例的晶圓背面研磨方法的流程图; 图5是本发明第三实施例的晶圆背面研磨方法的流程图。
具体实施例方式
本发明实施例是通过增加保护胶带的层数或厚度来增加贴附于晶圆正面 的保护胶带的厚度,由于研磨装置在研磨晶圓时所能达到的研磨厚度是晶圆 的厚度和贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度之和,因此,在研磨厚度不变的 情况下,贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度越厚,晶圆的厚度就越薄。
本发明晶圆背面研磨方法包括下述步骤
提供晶圆。所述晶圓具有正面和对应于所述正面的背面,正面上已完成 集成电路的制作,如微处理器、微控制器、存储器或特殊应用的集成电路。 晶圆的尺寸可为4英寸(in)、 5in、 6in、 8in或12in,较佳地,晶圆为8in或 12in。
贴附保护胶带于所述晶圆的正面,所述保护胶带的厚度大于等于研磨装 置的最小研磨厚度限制与预定的晶圓厚度之差。所述的保护胶带具有耐磨性 好,易剥离的优点,可用于保护晶圓正面上已形成的集成电路不被损坏。预 定的晶圆厚度是指晶圆最终需要薄化到的厚度。通常来说,如果所述预定的 晶圆厚度小于所述研磨装置研磨贴附有一层保护胶带的晶圆所能达到的晶圓 厚度,则需要增加保护胶带的层数,或更换更厚的保护胶带。其中,所述研 磨装置研磨贴附有一层保护胶带的晶圆所能达到的晶圓厚度是根据研磨装置 的最小研磨厚度限制和一层保护胶带的厚度确定的。
计算研磨厚度。所述的研磨厚度是贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度与 预定的晶圆厚度之和。
将所述晶圆装载于研磨装置,使所述晶圆的背面显露。装载晶圓于研磨 装置的方式可以是使用真空吸附或静电吸附等吸附固定方式将晶圆装载于晶 圆背面研磨装置的研磨盘上,此时,晶圆的正面朝向研磨装置的研磨盘,晶
圓的背面显露,而晶圆的正面由于贴附有保护胶带,因此不会被研磨装置的 研磨盘磨损到,即保护胶带可以对正面的集成电路起到保护作用。另外,计 算研磨厚度的步骤也可以在本步骤(装载晶圓的步骤)后进行。
根据计算所得的研磨厚度,研磨所述晶圓的背面。使用研磨装置的研磨 头研磨晶圓的背面,以形成更薄的研磨后的背面。研磨过程分为粗研磨(快 速研磨)和细研磨(慢速研磨),粗研磨去除大量厚度后再进行细研磨。粗研 磨和细研磨分别有一个厚度传感器,用于测量装载在研磨盘上的晶圆厚度, 当测量的晶圓厚度达到计算所得的研磨厚度时,研磨装置的研磨头就停止研 磨晶圓的背面。因此,根据计算所得的研磨厚度可以控制晶圆背面研磨的程 度和时间,即可以将贴附有保护胶带的晶圆准确研磨至最终需要达到的厚度, 即计算所得的研磨厚度。
将晶圆从研磨装置取出。先释放研磨盘对晶圆的吸附力,使得已完成研 磨的晶圆可脱离研磨盘,再使用吸附装置接触晶圆研磨后的背面并将晶圆卸 下。然后,将取出的晶圆搬移至胶带去除载台,以去除晶圓正面的保护胶带。 去除保护胶带后的晶圓厚度就是晶圓最终需要薄化到的厚度。
下面结合附图和较佳实施例对本发明晶圓背面研磨方法的具体实施方式
做详细的说明。 第一实施例
本实施例中,所述研磨装置的最小研磨厚度限制是400)mi,所述保护胶 带的 一层厚度是130pm至160pm。以130nm为例,如果在晶圓正面贴附一层 保护胶带,那么研磨装置研磨所能达到的晶圓厚度是1 lmil( 130pm+l 1 *25.4pm =410pm〉400pm, 130nm+10*25.4nm = 384nm<400nm,),也就是说,在晶 圓正面贴附一层保护胶带时,所述的研磨装置能将晶圓研磨达到的最薄厚度 是llmil。如果在晶圆正面贴附二层保护胶带,那么研磨装置研磨所能达到的 晶圆厚度是6mil ( 130nm*2+6*25.4pm = 412pm > 400pm, 130nm*2+5*25.4nm
=387|nm<400|im),也就是说,在晶圓正面贴附二层保护胶带时,所述的研 磨装置能将晶圓研磨达到的最薄厚度是6mil。从上述的计算可知,将保护胶 带的层数从一层增加至二层,就可以使用原来的研磨装置将晶圆研磨至原来 所不能达到的晶圆厚度,例如6至10mil。因此,增加贴附于晶圓正面的保护 胶带的层数,就可以减小研磨装置能将晶圆研磨达到的最薄厚度。
本实施例中,使用上述最小研磨厚度限制是400nm的研磨装置将晶圆研 磨至8mil的步骤如图2和图3A至3F所示。
步骤S21,如图3A所示,提供晶圆30,所述晶圆30具有形成有集成电 路的正面301和对应于所述正面的背面302,晶圆的尺寸为8in。
步骤S22,如图3B所示,贴附二层保护胶带31于所述晶圓的正面,其 中,保护胶带31的一层厚度H1为130nm,即保护胶带的总厚度为130*2 = 260pm,大于研磨装置的最小研磨厚度限制与预定的晶圓厚度之差,即400[im -25.4*8,= 196.8,。
步骤S23,计算研磨厚度,如图3B所示,所述的研磨厚度是贴附于晶圆 正面的保护胶带31的厚度与预定的晶圓厚度之和,即130pm*2+8*25.4^im = 463,。
步骤S24,如图3C所示,以真空吸附方式将所述贴附有二层保护胶带31 的晶圆30装载于研磨装置,晶圆的正面朝向研磨装置的研磨盘33,晶圆的背 面302显露。
步骤S25,根据计算所得的研磨厚度即463pm,控制研磨装置研磨所述晶 圓的背面302,如图3C中的箭头方向所示。研磨晶圆的背面分为粗研磨和细 研磨,粗研磨去除大量厚度,可以设定粗研磨的研磨厚度为450至46(Vrn, 本实施例中,设定粗研磨的研磨厚度是450pm,因此,粗研磨的厚度传感器 在研磨头研磨晶圆背面的同时测量贴附有保护胶带31的晶圆30的厚度,当 测得的厚度达到450pm时,结束粗研磨,继续细研磨。细研磨的厚度传感器
在研磨头研磨晶圓背面的同时测量贴附有保护胶带31的晶圆30的厚度,如
图3D所示,当测得的厚度H达到463pm时,结束细研磨,研磨装置的研磨 头就停止研磨晶圆的背面。
步骤S26,释放研磨盘33对晶圓30的吸附力,将晶圓30从研磨装置取 出,如图3E所示。
步骤S27,将取出的晶圓30搬移至胶带去除栽台(未图示),去除晶圓正 面301的保护胶带31。如图3F所示,去除保护胶带后的晶圆厚度H2就是晶 圆最终需要薄化到的厚度,即8mil。 第二实施例
本实施例与第 一 实施例的区别在于第 一实施例是不改变保护胶带的厚 度而增加保护胶带的层数来增加贴附于晶圓正面的保护胶带的厚度,本实施 例是不改变保护胶带的层数而是选择更厚的保护胶带来增加贴附于晶圓正面 的保护胶带的厚度。
本实施例中,使用上述最小研磨厚度限制是400nm的研磨装置将晶圆研 磨至8mil的步骤如图4所示。
步骤S41,提供晶圆,所述晶圆具有形成有集成电路的正面和对应于所述 正面的背面,晶圆的尺寸为8in。
步骤S42,贴附一层保护胶带于所述晶圆的正面,其中,保护胶带的厚度 为280nm,大于研磨装置的最小研磨厚度限制与预定的晶圆厚度之差,即 400pm - 25.4*— = 196.8,
步骤S43,计算研磨厚度,所述的研磨厚度是贴附于晶圆正面的保护胶带 厚度与预定的晶圓厚度之和,即280^im+8*25.4pm = 483^im。
步骤S44,以真空吸附方式将所述贴附有一层保护胶带的晶圆装载于研磨 装置,晶圆的正面朝向研磨装置的研磨盘,晶圆的背面显露。
步骤S45,根据计算所得的研磨厚度即483nm,控制研磨装置研磨所述晶
圆的背面。本实施例中,设定粗研磨的研磨厚度是47(Hrni,因此,粗研磨的厚度传感器在研磨头研磨晶圆背面的同时测量贴附有保护胶带的晶圓的厚
度,当测得的厚度达到47(Him时,结束粗研磨,继续细研磨。细研磨的厚度 传感器在研磨头研磨晶圆背面的同时测量贴附有保护胶带的晶圓的厚度,当 测得的厚度达到483pm时,结束细研磨,研磨装置的研磨头就停止研磨晶圆 的背面。
步骤S46,释放研磨盘对晶圓的吸附力,将晶圓从研磨装置取出。
步骤S47,将取出的晶圆搬移至胶带去除载台,去除晶圓正面的保护胶带。
去除保护胶带后的晶圓厚度就是晶圓最终需要薄化到的厚度,即8mil。
第三实施例
本实施例与第 一 实施例的区别在于第 一实施例是不改变保护胶带的厚 度而增加保护胶带的层数来增加贴附于晶圓正面的保护胶带的厚度,本实施
例是减小保护胶带厚度并增加保护胶带的层数来增加贴附于晶圆正面的保护 胶带的厚度。
本实施例中,使用上述最小研磨厚度限制是40(Him的研磨装置将晶圆研 磨至8mil的步骤如图5所示。
步骤S51,提供晶圓,所述晶圆具有形成有集成电路的正面和对应于所述 正面的背面,晶圓的尺寸为8in。
步骤S52,贴附三层保护胶带于所述晶圆的正面,其中,保护胶带的一层 厚度为90pm。保护胶带的总厚度为90*3 = 27(^m,大于研磨装置的最小研磨 厚度限制与预定的晶圓厚度之差,即400pm-25.4*8pm = 196.8pm。
步骤S53,计算研磨厚度,所述的研磨厚度是贴附于晶圆正面的保护胶带 厚度与预定的晶圆厚度之和,即90nm*3+8*25.4pm = 473pm。
步骤S54,以真空吸附方式将所述贴附有三层保护胶带的晶圆装载于研磨 装置,晶圆的正面朝向研磨装置的研磨盘,晶圆的背面显露。
步骤S55,根据计算所得的研磨厚度即473[im,控制研磨装置研磨所述晶 圓的背面。本实施例中,设定粗研磨的研磨厚度是460pm,因此,粗研磨的 厚度传感器在研磨头研磨晶圓背面的同时测量贴附有保护胶带的晶圆的厚 度,当测得的厚度达到460pm时,结束粗研磨,继续细研磨。细研磨的厚度 传感器在研磨头研磨晶圆背面的同时测量贴附有保护胶带的晶圓的厚度,当 测得的厚度达到473pm时,结束细研磨,研磨装置的研磨头就停止研磨晶圆 的背面。
步骤S56,释放研磨盘对晶圆的吸附力,将晶圓从研磨装置取出。
步骤S57,将取出的晶圆搬移至胶带去除载台,去除晶圆正面的保护胶带。 去除保护胶带后的晶圆厚度就是晶圆最终需要薄化到的厚度,即8mil。
综上所述,上述技术方案增加了贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度,由 于研磨装置在研磨晶圓时所能达到的研磨厚度是晶圆的厚度和贴附于晶圆正 面的保护胶带的厚度之和,因此,在研磨装置具有最小研磨厚度限制的情况 下,贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度越厚,研磨装置能将晶圆研磨得更薄, 同时却不会增加晶圓的破损率。
另外,增加贴附于晶圓正面的保护胶带的厚度,例如,增加保护胶带的 层数或保护胶带的厚度,可以减小研磨装置能将晶圆研磨达到的最薄厚度, 实际上也是提高了研磨装置的性能,节约了研磨制程的成本。
本发明虽然以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何 本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以做出可能的变动和 修改,因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种晶圆背面研磨方法,其特征在于,包括下述步骤提供晶圆,所述晶圆具有形成有集成电路的正面和对应于所述正面的背面;贴附保护胶带于所述晶圆的正面,所述保护胶带的厚度大于等于研磨装置的最小研磨厚度限制与预定的晶圆厚度之差;计算研磨厚度,所述研磨厚度是贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度与预定的晶圆厚度之和;将所述晶圆装载于研磨装置,使所述晶圆的背面显露;根据计算所得的研磨厚度,研磨所述晶圆的背面。
2. 根据权利要求1所述的晶圆背面研磨方法,其特征在于,所述贴附保护 胶带于所述晶圆的正面是贴附二层保护胶带于所述晶圆的正面。
3. 根据权利要求2所述的晶圆背面研磨方法,其特征在于,所述研磨装置 的最小研磨厚度限制是400微米,所述保护胶带的各层厚度是130至160微 米,所述预定的晶圓厚度是6至10密尔。
4. 根据权利要求1所述的晶圆背面研磨方法,其特征在于,所述贴附保护 胶带于所述晶圆的正面是贴附一层保护胶带于所述晶圓的正面。
5. 根据权利要求4所述的晶圆背面研磨方法,其特征在于,所述研磨装置 的最小研磨厚度限制是400微米,所述保护胶带的一层厚度是280微米,所 述预定的晶圆厚度是6至IO密尔。
6. 根据权利要求1所述的晶圓背面研磨方法,其特征在于,所述贴附保护 胶带于所述晶圓的正面是贴附三层保护胶带于所述晶圆的正面。
7. 根据权利要求6所述的晶圆背面研磨方法,其特征在于,所述研磨装置 的最小研磨厚度限制是400微米,所述保护胶带的各层厚度是90微米,所述 预定的晶圆厚度是6至IO密尔。
8. 根据权利要求1所述的晶圆背面研磨方法,其特征在于,所述研磨装置 研磨晶圓的背面包括粗研磨和细研磨。
9. 根据权利要求1所述的晶圆背面研磨方法,其特征在于,还包括在研磨 装置研磨所述晶圓的背面的步骤后,将所述晶圆从研磨装置取出。
10. 根据权利要求9所述的晶圓背面研磨方法,其特征在于,还包括在将所 述晶圆从研磨装置取出的步骤后,去除所述晶圆正面的保护胶带。
全文摘要
一种晶圆背面研磨方法,包括提供晶圆,所述晶圆具有形成有集成电路的正面和对应于所述正面的背面;贴附保护胶带于所述晶圆的正面,所述保护胶带的厚度大于等于研磨装置的最小研磨厚度限制与预定的晶圆厚度之差;计算研磨厚度,所述的研磨厚度是贴附于晶圆正面的保护胶带的厚度与预定的晶圆厚度之和;将所述晶圆装载于研磨装置,使所述晶圆的背面显露;根据计算所得的研磨厚度,研磨所述晶圆的背面。本发明晶圆背面研磨方法可以使研磨装置将晶圆研磨得更薄,同时却不会增加晶圆的破损率。
文档编号H01L21/02GK101367192SQ20071004503
公开日2009年2月18日 申请日期2007年8月17日 优先权日2007年8月17日
发明者俊 傅, 许顺富, 赖海长, 陆志卿 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
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