专利名称：晶圆的研磨方法
晶圆的研磨方法
技术领域：
本发明是涉及一种晶圆的研磨方法，且特别是涉及一种使晶圆薄化及平坦化的晶 圆的研磨方法。
背景技术：
半导体元件制造技术通常通过一系列的加工程序，例如晶圆制造、结构布局及封 装程序。其中，结构布局是在晶圆的表面形成集成电路(integrated circuit)或微机电系 统(micro-electric mechanic system,MEMS)的结构。在结构布局程序结束进行封装程序 时，通常晶圆首先进行研磨加工，将已布局的晶圆的厚度薄化，之后切割晶圆形成所需的芯 片再接续之后的封装程序。然而在结构布局的程序中，晶圆难免会受到损伤或破坏，形成具有表面裂纹的晶 圆甚至是破片的晶圆。这些晶圆的表面裂纹或是破片的边缘在研磨加工时，易造成应力集 中的现象，使晶圆形成更多的缺损，因而降低良率。另外，在一些特殊的情况下，晶圆的背表面会具有不平整表面。此种晶圆在研磨 时，亦会产生应力集中的现象造成晶圆损坏。此外，此种晶圆的厚度更因表面不平整而无法 准确测得，导致研磨过程不易控制。因此，如何有效地研磨缺损或具有不平整表面的晶圆， 乃目前业界致力研究发展的方向之一。因此，有必要提供一种晶圆的研磨方法，以解决现有技术所存在的问题。
发明内容本发明的主要目的是提供一种晶圆的研磨方法，通过提供一胶层覆盖晶圆待研磨 的表面，避免晶圆在研磨时因应力集中而被破坏。为达上述目的，本发明提供一种晶圆的研磨方法。首先，提供一晶圆，晶圆具有至 少一裂纹，裂纹于晶圆的一第一表面具有一开口。其次，覆盖一胶层于晶圆的表面及裂纹 中。接着，研磨胶层直至移除晶圆一厚度。而后，移除胶层。根据本发明，另提出一种晶圆的研磨方法。首先，提供一晶圆，晶圆的背表面具有 一不平整表面。其次，覆盖一胶层于晶圆的不平整表面上。接着，研磨胶层直至移除晶圆一 厚度。而后，移除胶层。相较于现有晶圆的研磨方法，本发明通过提供一胶层覆盖晶圆待研磨的表面，避 免晶圆在研磨时因应力集中而被破坏。
图1绘示依照本发明第一实施例晶圆的研磨方法的流程图。图2绘示依照本发明第一实施例的具有裂纹的晶圆的俯视图。图3A至3J分别绘示图2的晶圆应用于本发明第一实施例的研磨方法各步骤的沿 A-A'线段截面的剖面图。
图4绘示依照本发明第二实施例的具有裂纹的晶圆的俯视图。图5A至5F分别绘示图4的晶圆应用于本发明第二实施例的研磨方法各步骤的沿 B-B'线段截面的剖面图。图6绘示依照本发明第三实施例晶圆的研磨方法的流程图。图7A至7F分别绘示应用本发明第三实施例的研磨方法的各步骤的晶圆的剖面 图。
具体实施方式
为让本发明上述目的、特征及优点更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配 合附图，作详细说明如下第一实施例请参照图1，其绘示依照本发明第一实施例晶圆的研磨方法的流程图。本发明第 一实施例晶圆的研磨方法主要包括下述步骤首先，如步骤SllO所示，提供一晶圆，晶圆具 有至少一裂纹，裂纹于晶圆的一表面具有一开口 ；接着，如步骤S130所示，覆盖一胶层于晶 圆的表面及裂纹中；其次，进行步骤S150，研磨胶层直至移除晶圆的一厚度；而后，于步骤 S170中，移除胶层。根据本发明第一实施例晶圆的研磨方法，可避免具有裂纹的晶圆在研磨 时遭受破坏。以下将针对各步骤配合图示做详细地说明。请同时参照图2及图3A至3J，图2绘示依照本发明第一实施例的具有裂纹的晶圆 的俯视图，图3A至3J分别绘示图2的晶圆应用于本发明第一实施例的研磨方法各步骤的 沿A-A’线段截面的剖面图。如图2及图3A所示，在步骤SllO中，提供晶圆10，晶圆10是一受损晶圆。例如晶 圆10在形成集成电路时，或在搬运过程中受到不当的处理而有缺损。缺损的晶圆10具有 至少一裂纹11，裂纹11在晶圆10的一第一表面13上具有一开口 H10。其中，晶圆10的一 第二表面17是相对于第一表面13。在本实施例中，裂纹11是未延伸至晶圆10的第二表面 17，如图3A所示。然可应用本实施例的研磨方法缺损的晶圆10并非限制于此，其裂纹11 贯穿整个晶圆10到达第二表面17，亦或是裂纹11仅停留在晶圆10的截面的一深度者，均 可应用于此。另外，本实施例的研磨方法在步骤SllO及S130之间优选更包括提供一粘贴层及 设置晶圆10至一载具(carrier)的步骤。首先，如图3B所示，提供一粘贴层110于晶圆10 的第二表面17。本实施例中，第二表面17是晶圆10的有源表面，集成电路或其他结构是形 成于晶圆10的第二表面17上。接着，如图3C所示，通过粘贴层110设置晶圆10至一载具 130上，这样可固定晶圆10的位置，并可增加晶圆10在研磨时的稳定性。本实施例中，步骤S130可用下述的方式实施。首先，提供一流动性胶材151覆盖 晶圆10的第一表面13上，如图3D所示。流动性胶材151是通过开口 HlO填满晶圆10的 裂纹11。其中，流动性胶材151可通过旋转涂布(spin coating)的方式覆盖第一表面13， 亦可通过点胶或其他现有的方式覆盖第一表面13。优选地，所提供的流动性胶材151是紫 外光固化(UV curable)胶材，当流动性胶材151受到紫外光或者一定能量的光线照射时， 则会发生固化。接着，再利用一紫外光170照射图3D的流动性胶材151，如图3E所示，藉以固化流层153是覆盖晶圆10的第一表面13及裂纹11中，至此 完成步骤S130。本实施例的研磨方法接着进行步骤S150，如图3F所示，提供一研磨装置190研磨 胶层153。当研磨装置190研磨一厚度的胶层153，并且接触晶圆10的第一表面13后，研 磨装置190是持续研磨第一表面13及部分的胶层153，以平坦化或薄化晶圆10。步骤S150 中是研磨晶圆10直至移除晶圆10 —厚度d0而终止，研磨后的晶圆10如图3G所示。通过 提供流动性胶材151在晶圆10上形成胶层153，可提供晶圆10待研磨的一平整表面153’， 增加在研磨过程中施加于晶圆10的应力分布的平均性及研磨稳定性。本实施例的研磨方法于执行步骤S150之后，接着进行步骤S170，将剩余的胶层 153自晶圆10移除，如图3H所示。本实施例中胶层153是可裂解的胶体材料，移除剩余胶 层153的步骤中，优选地利用热裂解(thermal cracking)的方式移除胶层153。这样可避 免使用蚀刻溶液或其他的蚀刻方式移除残余胶层153时再次破坏晶圆10。接着将晶圆10及粘贴层110自载具130上移除如图31所示。最后如图3J所示，将粘贴层110自晶圆10上移除。由于晶圆10于研磨前提供平 整表面153’ (绘示于图3F中)，在研磨过程中晶圆10的厚度可即时地被侦测，因此研磨后 的晶圆10可具有欲达到的一厚度dl。本发明第一实施例晶圆的研磨方法，是提供流动性胶材151在晶圆10上形成胶层 153，以填补晶圆10的裂纹11并在晶圆10上提供平整表面153’。使得晶圆10以完整的表 面与研磨装置190的表面接触而逐渐地被研磨。因此，晶圆10的裂纹11不致在研磨时造 成崩塌或在裂纹11的一尖端11’ (绘示于图2中)造成应力集中而使裂纹11扩大延伸从 而破坏晶圆10的其他区域。这样一来，根据本发明第一实施例的研磨方法研磨的受损的晶 圆10，不会衍生更多缺损，改善受损的晶圆10在研磨过程中的良率。第二实施例本发明第二实施例的晶圆，更包括一档片(dummy wafer，即虚晶圆或空白晶圆)， 其余与前述实施例相同的处是沿用相同标号，并且不再加以赘述。请同时参照图4及图5A至5F，图4绘示依照本发明第二实施例的具有裂纹的晶圆 的俯视图，图5A至5F分别绘示图4的晶圆应用于本发明第二实施例的研磨方法各步骤的 沿B-B’线段截面的剖面图。本实施例首先提供晶圆20，如图4及图5A所示。晶圆20例如是具有破片者。本 实施例中，晶圆20包括一晶圆本体21及一档片23，挡片23是邻接于晶圆本体21设置，且 挡片23的一连接侧边23’实质上对应于晶圆本体21的一破断侧边21’，裂纹25是形成于 破断侧边21，及连接侧边23，之间，且裂纹25于一第一表面26具有一开口 H20。接着，如图5B所示，将晶圆本体21及档片23固定于粘贴层110上，并将粘贴层 110设置于载具130上，以将晶圆本体21及档片23固定。而后，如图5C所示，覆盖一胶层253于第一表面26及裂纹25(绘示于图4中)中。 胶层253是覆盖第一表面26且通过开口 H20覆盖于粘贴层110上并填满裂纹25，以提供一 平整表面253’。本实施例中，胶层253形成的方式是与第一实施例的胶层153相同，于此不 再赘述。本实施例的研磨方法接着进行研磨的动作。如图5D所示，提供研磨装置190研磨
6胶层253，直至移除晶圆本体21及档片23 —厚度。接下来，移除剩余的胶层253，如图5E所示。本实施例中，晶圆本体21及档片23 之间的胶层253可通过热裂解的方式移除，以避免破坏晶圆本体21，其内容是与上述第一 实施例相同，此处不再重复叙述。其次，如图5F所示，分别移除载具130及粘贴层110。由于晶圆20于研磨前提供 平整表面253’ (绘示于图5D中)，在研磨过程中晶圆20的厚度可即时地被侦测，因此研磨 后的晶圆本体21是具有欲达到的一厚度d3。本发明第二实施例晶圆的研磨方法，是提供档片23邻接于破碎的晶圆本体21。并 通过胶层253填满档片23及晶圆本体21之间的裂纹25，以在研磨过程中，保护晶圆本体 21的破断侧边21’不致发生崩塌或衍生新的裂纹。这样可使破碎的晶圆本体21于研磨过 程中稳定地被研磨，以进行薄化或平坦化的动作。第三实施例请参照图6，其绘示依照本发明第三实施例晶圆的研磨方法的流程图。本发明第三 实施例晶圆的研磨方法主要包括下述步骤首先，进行步骤S310，提供一晶圆，晶圆的背表 面具有一不平整表面；接着，如步骤S330所示，覆盖一胶层于晶圆的不平整表面上；其次， 执行步骤S350，研磨胶层直至移除晶圆的一厚度；而后，如步骤S370所示，移除胶层。根据 本发明第三实施例晶圆的研磨方法，可避免具有不平整表面的晶圆在研磨时遭受破坏。以 下将针对各步骤配合图示做详细地说明。请参照图7A至7F，其分别绘示应用本发明第三实施例的研磨方法的各步骤的晶 圆的剖面图。首先，如前述步骤S310及图7A所示，提供一晶圆30。晶圆30的背表面具有一不平 整表面31。本实施例中，晶圆30例如是一微机电系统(micro-electric mechanic system, MEMS)的晶圆，不平整表面31是MEMS晶圆的背表面的特殊表面，且例如是一波浪型表面。接着如图7B所示，提供粘贴层110及载具130以固定晶圆30。接续执行步骤S330，如图7C所示，覆盖一胶层453于晶圆30的不平整表面31上， 以形成一平整表面453’。胶层453形成的方式是与前述依照本发明第一实施例的胶层153 相同，于此不再赘述。而后，如前述步骤S350以及图7D所示，研磨胶层453，当研磨到不平整表面31 (绘 示于图7C中)后，持续研磨胶层453及不平整表面31，直至移除晶圆30的一厚度。移除晶圆30部分的厚度后，本实施例的研磨方法接着进行步骤S370，移除剩余的 胶层453，移除后的晶圆30如图7E所示。接着再分别将粘贴层110及载具130移除如图7F所示。由于晶圆30提供平整表 面453’ (绘示于图7C中)，在研磨过程中晶圆30的厚度可即时地被侦测，因此研磨后的晶 圆30是具有欲达到的一厚度d5。本发明第三实施例的晶圆研磨方法，是在晶圆30的不平整表面31上提供胶层 453，以形成平整表面453’。通过提供的平整表面453’，晶圆30的厚度可在研磨中被侦测， 因而准确地控制研磨时间，增加晶圆30研磨厚度的准确性。本发明上述实施例所揭露的晶圆的研磨方法，是提供可裂解的流动性胶材填补晶 圆待研磨的表面。晶圆以平整表面接触研磨装置，以在研磨过程中将施加于晶圆上的作用力平均分布。减少晶圆在研磨时，因应力集中导致晶圆衍生破裂或暗崩。晶圆并可通过提 供的平整表面，在研磨过程中精准的控制厚度。通过本发明上述实施例揭露的晶圆的研磨 方法，可保护晶圆在研磨过程中不致衍生新的缺陷，并且可将已受损的晶圆研磨至与未受 损的晶圆具有相同的厚度。
权利要求
一种晶圆的研磨方法，其特征在于所述晶圆的研磨方法包括(a)提供一晶圆，所述晶圆具有至少一裂纹，所述裂纹于所述晶圆的一第一表面具有一开口；(b)覆盖一胶层于所述晶圆的所述第一表面及所述裂纹中；(c)研磨所述胶层直至移除所述晶圆一厚度；以及(d)移除所述胶层。
2.如权利要求1所述的晶圆的研磨方法，其特征在于所述步骤(b)更包括(bl)提供一流动性胶材覆盖所述晶圆的所述第一表面上；以及(b2)固化所述流动性胶材以形成所述胶层。
3.如权利要求2所述的晶圆的研磨方法，其特征在于于所述步骤(bl)中，所述流动 性胶材是利用旋转涂布或点胶的方式覆盖所述第一表面。
4.如权利要求2所述的晶圆的研磨方法，其特征在于于所述步骤(bl)中，提供的所 述流动性胶材是紫外光固化胶材，其中于所述步骤(b2)中，是利用紫外光照射所述流动性 胶材，以固化所述流动性胶材形成所述胶层。
5.如权利要求1所述的晶圆的研磨方法，其特征在于于所述步骤(d)中，是利用热裂 解的方式移除所述胶层。
6.如权利要求1所述的晶圆的研磨方法，其特征在于于所述步骤(b)之前，所述研磨 方法更包括(e)提供一粘贴层于所述晶圆的一第二表面，所述第二表面是相对于所述第一表面；及(f)通过所述粘贴层设置所述晶圆至一载具上；其中所述晶圆的所述第二表面是所述晶圆的有源表面。
7.如权利要求1所述的晶圆的研磨方法，其特征在于于所述步骤(a)中，所述晶圆是 包括一晶圆本体及一档片，所述挡片是邻接于所述晶圆本体设置，且所述挡片的一连接侧 边实质上对应于所述晶圆本体的一破断侧边，所述裂纹是形成于所述破断侧边及所述连接 侧边之间。
8.一种晶圆的研磨方法，其特征在于所述晶圆的研磨方法包括(a)提供一晶圆，所述晶圆的背表面具有一不平整表面；(b)覆盖一胶层于所述晶圆的所述不平整表面上；(c)研磨所述胶层直至移除所述晶圆一厚度；以及(d)移除所述胶层。
9.如权利要求8所述的晶圆的研磨方法，其特征在于所述步骤(b)更包括(bl)提供一流动性胶材覆盖所述晶圆的所述第一表面上；以及(b2)固化所述流动性胶材以形成所述胶层。
10.如权利要求9所述的晶圆的研磨方法，其特征在于于所述步骤(bl)中，所述流动 性胶材是利用旋转涂布或点胶的方式覆盖所述第一表面。
11.如权利要求9所述的晶圆的研磨方法，其特征在于于所述步骤(bl)中，提供的所 述流动性胶材是紫外光固化胶材，其中于所述步骤(b2)中，是利用紫外光照射所述流动性 胶材，以固化所述流动性胶材形成所述胶层。
12.如权利要求8所述的晶圆的研磨方法，其特征在于于所述步骤(d)中，是利用热 裂解的方式移除所述胶层。
13.如权利要求8所述的晶圆的研磨方法，其特征在于于所述步骤(b)之前，所述研 磨方法更包括(e)提供一粘贴层于所述晶圆的一第二表面，所述第二表面是相对于所述第一表面；及(f)通过所述粘贴层设置所述晶圆至一载具上；其中所述晶圆的所述第二表面是所述晶圆的有源表面。
14.如权利要求8所述的晶圆的研磨方法，其特征在于所述晶圆是一微机电系统晶圆。
全文摘要
本发明公开一种晶圆的研磨方法，包括下述步骤。首先，提供一晶圆，晶圆具有至少一裂纹，裂纹于晶圆的一第一表面具有一开口。其次，覆盖一胶层于晶圆的第一表面及裂纹中。再者，研磨胶层直至移除晶圆一厚度。然后，移除胶层。
文档编号B24B37/04GK101941181SQ20091015886
公开日2011年1月12日 申请日期2009年7月3日 优先权日2009年7月3日
发明者萧伟民 申请人:日月光半导体制造股份有限公司