[发明专利]一种超薄晶圆减薄方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维封装领域，特别涉及一种超薄晶圆减薄方法。

背景技术

电子封装技术是一种将芯片打包的技术，封装一般分为气密性封装和非气密性封装。封装的主要目的是：a.保护IC芯片；b.提供IC芯片与其它电子元器件的互连以实现电信号的传输。封装的主要作用：减少或散除器件运行过程中内部产生的热量；抗湿及抗潮，防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降；防离子污染；防辐射；减小热机械应力；提供机械支撑，封装后的芯片也更便于安装和运输等。总之，封装技术的好坏直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB(印制电路板)的设计和制造以及封装产品的良率，因此它是至关重要的。

随着电子工业的发展，封装的型式也在不断变化着，从最初的针脚插入式实装技术到表面贴装技术再到球栅阵列封装技术再到新型的三维封装技术。目前先进的封装技术是3D封装，3D封装的优点在于它可以提高互连线的密度，降低器件的总体尺寸。而基于TSV技术的3D封装可以提供芯片到芯片的最短互连、最小焊盘尺寸及间距。与其它技术相比TSV的优势包括：(1)更好的电性能；(2)更低的功耗；(3)更宽的数据位宽，相应的可得到更宽的带宽；(4)更高的互连密度；(5)更小的外形尺寸；(6)更轻的重量；(7)有望具有更低的成本。基于TSV技术的三维封装的关键工艺包括：(1)采用深反应离子刻蚀技术(DRIE)或者激光打孔制作TSV孔；(2)采用热氧化工艺(对无源转接板)或者等离子增强化学气相沉积(PECVD)制作介电层；(3)采用物理气相沉积(PVD)制作阻挡层和种子层；(4)采用电镀Cu填充TSV通孔，或者对于尺寸非常小的孔，采用溅射方法(CVD)填充钨；(5)采用化学机械抛光(CMP)去除多余的铜；(6)TSV-Cu外露。

但在3D封装中，晶圆的厚度需要减薄到100微米以下，对于基于TSV技术的封装产品需要的晶圆厚度更薄，一般为50微米以下。目前，晶圆减薄的主流技术为自旋转磨削技术，该技术是通过砂轮和晶圆的高速旋转以及砂轮的进给去除晶圆表面多余的材料。当晶圆的厚度减小到一定值时，磨削表面损伤导致晶圆产生较大的翘曲。此外，晶圆边缘形成锋利的尖角，会产生崩边以及暗纹碎片现象。翘曲、崩边以及边缘破碎会大大降低晶圆的强度，增加晶圆在传输过程中的碎片率。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种超薄晶圆减薄方法，包括晶圆边缘修整和分段磨削。该方法一方面可解决晶圆磨削过程中的崩边问题，另一方面，由于采用分段磨削方式，可充分去除前道磨削带来的损伤，提高晶圆的质量，可实现超薄晶圆的减薄。

本发明所述的一种磨削晶圆方法，其步骤包括：

一种超薄晶圆减薄方法，其特征在于，包括下列步骤：

提供待减薄的半导体裸晶圆；

对所述晶圆边缘进行修整，利用激光对晶圆边缘进行修整，去除圆角处部分材料形成弧线形倒角，该弧线形倒角底端距圆角弧顶的距离为圆角倒角半径，该弧线形倒角顶端距圆角结束端的距离为圆角倒角半径，该弧线形倒角所在圆圆心低于晶圆中心面；

对所述边缘修整后的晶圆进行分段磨削，粗磨：(1)砂轮进入磨削阶段，砂轮向下进给速率为F1，且3.5μm/s≤F1≤4μm/s，砂轮转速为S1，且4000rpm≤S1≤5000rpm，工作台转速为N1，且250rpm≤N1≤300rpm,晶圆每转磨削深度为700-960nm，当晶圆厚度达到X+60μm时，X为目标厚度，该阶段结束；(2)砂轮F2进给磨削阶段，砂轮的进给速率为F2，且1.5μm/s≤F2≤2μm/s，砂轮转速为S1，工作台的转速为N1，进给速率减小，晶圆每转磨削深度为300-480nm，当晶圆的厚度为X+40μm时结束；(3)砂轮F3进给磨削阶段，砂轮的进给速率为F3，且0.8μm/s≤F3≤1.0μm/s，砂轮转速为S1，晶圆转速为N2，且180rpm≤N2≤220rpm，晶圆转速、砂轮进给速率减小，晶圆每转的磨削深度为218-333nm当晶圆的厚度为X+25μm时结束；(4)光磨1s；