CN103117218A - 一种晶圆背面减薄方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种晶圆背面减薄方法，包括以下步骤：步骤一，将器件晶圆与载片键合；步骤二，对器件晶圆背面进行第一次研磨；步骤三，对器件晶圆进行第一次湿法蚀刻；步骤四，对器件晶圆背面进行第二次研磨；步骤五，对器件晶圆进行第二次湿法蚀刻；步骤六，对器件晶圆进行第三次湿法蚀刻；步骤七，对器件晶圆进行第四次湿法蚀刻，将器件晶圆减薄至要求厚度。本发明的有益效果是：在原有的工艺流程中重复了一次器件晶圆背面研磨和湿法蚀刻，通过多步研磨和湿法蚀刻来对工艺进行优化，有效地减少晶圆减薄过程中产生的内应力，减少破片几率，增加成品率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种晶圆背面减薄方法。
背景技术
背照式影像传感器的制造需要将器件晶圆背面进行减薄，现有的器件晶圆减薄方法一般为研磨和湿法蚀刻。研磨减薄速度快，对产能提升效果好，但是研磨容易造成晶圆的裂纹，增加内应力，且表面厚度差异明显，故会在随后的工艺中易造成晶圆的破片。湿法蚀刻减薄，可以缓解研磨产生的内应力，并且可以使表面有更好的厚度均匀性，但是减薄速率慢。目前，常用的器件晶圆减薄的工艺为在将器件晶圆与载片键合后，进行一次研磨，然后再进行多次湿法蚀刻，这种工艺方法虽然利用了湿法蚀刻在一定程度上缓解了研磨产生的内应力，但由于研磨的厚度过大，产生的内应力相应过大，在减薄的过程中仍然会产生器件晶圆破片的现象，影响器件晶圆成品率，造成成本损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能减少器件晶圆减薄过程中产生的内应力，减少破片几率，增加成片率的晶圆背面减薄工艺。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种晶圆背面减薄方法，包括以下步骤：
步骤一，将器件晶圆与载片键合，键合后的器件晶圆包括载片、器件晶圆外延层和器件晶圆体衬底，所述的器件晶圆外延层处于载片和器件晶圆体衬底之间；
步骤二，对器件晶圆背面进行第一次研磨，减薄器件晶圆体衬底的厚度；
步骤三，对器件晶圆进行第一次湿法蚀刻，再次减薄器件晶圆体衬底的厚度；
步骤四，对器件晶圆背面进行第二次研磨，再次减薄器件晶圆体衬底的厚度；
步骤五，对器件晶圆进行第二次湿法蚀刻，再次减薄器件晶圆体衬底的厚度；
步骤六，对器件晶圆进行第三次湿法蚀刻，刻蚀掉剩余器件晶圆体衬底；
步骤七，对器件晶圆进行第四次湿法蚀刻，将器件晶圆减薄至要求厚度。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述的第一次研磨、第一次湿法蚀刻、第二次研磨和第二次湿法蚀刻均控制在器件晶圆体衬底完成。
进一步，所述步骤二中的第一次研磨将器件晶圆厚度研磨至500um-300um。
进一步，所述步骤三中的第一次湿法蚀刻将器件晶圆厚度刻蚀至450um-250um。
进一步，所述步骤四中的第二次研磨将器件晶圆厚度研磨至50um-25um。
进一步，所述步骤五中的第二次湿法蚀刻将器件晶圆刻蚀至8um-6um。
进一步，所述的第一次研磨、第一次湿法蚀刻、第二次研磨和第二次湿法蚀刻均控制在器件晶圆体衬底完成，第三次湿法蚀刻控制在器件晶圆外延层和器件晶圆体衬底的交界处，第四次湿法蚀刻控制在器件晶圆外延层。
进一步，所述的器件晶圆外延层为低参杂P型晶圆，所述的器件晶圆体衬底为高参杂P型晶圆（P型晶圆的低参杂和高参杂是相对的，器件晶圆外延层相对于器件晶圆衬底为低参杂，同样，器件晶圆衬底相对于器件晶圆外延层为高参杂）。
进一步，所述第三次湿法蚀刻所用酸为选择性酸（选择性酸是指这种酸只刻蚀器件晶圆衬底，不刻蚀器件晶圆外延层）。
本发明的有益效果是：在原有的工艺流程中重复了一次器件晶圆背面研磨和湿法蚀刻，通过多步研磨和湿法蚀刻来对工艺进行优化，有效地减少晶圆减薄过程中产生的内应力，减少破片几率，增加成品率。
附图说明
图1为本发明晶圆键合后的结构图；
图2为本发明现有技术工艺流程图；
图3为本发明工艺流程图。
附图中，各标号所代表的部件如下：
1、载片，2、器件晶圆外延层，3、器件晶圆体衬底。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图2所示为现有技术工艺流程图,包括以下步骤:
步骤S01，将器件晶圆与载片键合;
步骤S02，对器件晶圆背面进行第二次研磨，将器件晶圆厚度研磨至50um-25um；
步骤S03，对器件晶圆进行第二次湿法蚀刻，将器件晶圆刻蚀至8um-6um；
步骤S04，对器件晶圆进行第三次湿法蚀刻，刻蚀掉剩余器件晶圆体衬底3；
步骤S05，对器件晶圆进行第四次湿法蚀刻至5.4um。
本发明采用多步的研磨与蚀刻的工艺，此方法重复的次数理论上越多越好，但是考虑到产能的问题，最佳实施方式为重复一次，本发明的工艺流程图如图3所示，一种晶圆背面减薄方法，包括以下步骤：
步骤S11，将器件晶圆与载片键合，如图2所示，键合后的器件晶圆包括载片1、器件晶圆外延层2（低参杂P型）和器件晶圆体衬底3（高参杂P型），器件晶圆外延层2处于载片1和器件晶圆体衬底3之间，器件晶圆外延层2的厚度一般需大于3um,本实施例采用5.4um的厚度，对载片1无特殊要求，第一次研磨、第一次湿法蚀刻、第二次研磨和第二次湿法蚀刻均控制在器件晶圆体衬底3完成，第三次湿法蚀刻控制在器件晶圆外延层2和器件晶圆体衬底3的交界处，第四次湿法蚀刻控制在器件晶圆外延层2；步骤S12，对器件晶圆背面进行第一次研磨，将器件晶圆厚度研磨至500um-300um；步骤S13，对器件晶圆进行第一次湿法蚀刻，将器件晶圆厚度刻蚀至450um-250um；步骤S14，对器件晶圆背面进行第二次研磨，将器件晶圆厚度研磨至50um-25um；步骤S15，对器件晶圆进行第二次湿法蚀刻，将器件晶圆刻蚀至8um-6um；步骤S16，对器件晶圆进行第三次湿法蚀刻，刻蚀掉剩余器件晶圆体衬底3；步骤S17，对器件晶圆进行第四次湿法蚀刻至5.4um。
本实施例通过多步研磨和湿法蚀刻来对工艺进行优化，有效地减少晶圆减薄过程中产生的内应力，减少破片几率，增加成品率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种晶圆背面减薄方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将器件晶圆与载片键合，键合后的器件晶圆包括载片、器件晶圆外延层和器件晶圆体衬底，所述的器件晶圆外延层处于载片和器件晶圆体衬底之间；
步骤二，对器件晶圆背面进行第一次研磨，减薄器件晶圆体衬底的厚度；
步骤三，对器件晶圆进行第一次湿法蚀刻，再次减薄器件晶圆体衬底的厚度；
步骤四，对器件晶圆背面进行第二次研磨，再次减薄器件晶圆体衬底的厚度；
步骤五，对器件晶圆进行第二次湿法蚀刻，再次减薄器件晶圆体衬底的厚度；
步骤六，对器件晶圆进行第三次湿法蚀刻，刻蚀掉器件晶圆体上的剩余衬底；
步骤七，对器件晶圆进行第四次湿法蚀刻，将器件晶圆减薄至要求厚度。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆背面减薄方法，其特征是：所述步骤二中的第一次研磨将器件晶圆厚度研磨至500um-300um。
3.根据权利要求1所述的一种晶圆背面减薄方法，其特征是：所述步骤三中的第一次湿法蚀刻将器件晶圆厚度刻蚀至450um-250um。
4.根据权利要求1所述的一种晶圆背面减薄方法，其特征是：所述步骤四中的第二次研磨将器件晶圆厚度研磨至50um-25um。
5.根据权利要求1所述的一种晶圆背面减薄方法，其特征是：所述步骤五中的第二次湿法蚀刻将器件晶圆刻蚀至8um-6um。
6.根据权利要求1所述的一种晶圆背面减薄方法，其特征是：所述的器件晶圆外延层为低参杂P型晶圆，所述的器件晶圆体衬底为高参杂P型晶圆。
7.根据权利要求1至6任一所述的一种晶圆背面减薄方法，其特征是：所述第三次湿法蚀刻所用酸为选择性酸。
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