一种晶圆激光减薄的工艺方法技术

本发明专利技术涉及一种晶圆激光减薄的工艺方法，包括以下步骤：提供晶圆，正面形成有ic裸芯，将晶圆正面朝下放在真空吸盘上，利用真空吸附力将晶圆固定；将载有晶圆的吸盘放置在激光器工作台面上，利用激光对晶圆背面设定区域进行扫描，经过激光扫描设定区域，会在晶圆内部形成一层改质层，改质层会加将晶圆分成上下两层；将无ic裸芯的一层从晶圆上分离下来，通过现有的研磨技术对分离面进行磨削、抛光，得到一片尺寸小于原有晶圆的晶圆片；将带有ic裸芯的一层沿用Taiko工艺进行研磨、抛光，可得到更薄的晶圆，进而进行后续的封装测试工艺。减少了原材料损耗，提高了芯片产量。提高了芯片产量。提高了芯片产量。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆激光减薄的工艺方法


[0001]本专利技术涉及微电子加工
，尤其涉及一种晶圆激光减薄的工艺方法。

技术介绍

[0002]功率半导体器件未来的发展趋势是轻、薄、短、小，对功率半导体进行减薄工艺，使得功率组件实现低功耗、低输入电阻；晶圆减薄除了有效减少后续封装材料体积外，还可因降低RDS
(on)
（导通阻抗）进而减少热能累积效应，以增加芯片的使用寿命。
[0003]现阶段，晶圆减薄工艺还是以载片磨削减薄技术（临时键合）的磨削工艺为主，但随着研磨量的增加，表面损伤层深度随之增加，进而造成机械应力累积，使得芯片强度低，增加了后续封装测试工艺难度。DISCO公司研发了留边磨削技术—Taiko减薄工艺，这种技术在功率器件和bsi型cmos图像传感器中有着重要的应用。但是Taiko减薄工艺需要特别精细的研磨工具，导致加工成本高昂。无论哪种磨削技术都是直接在晶圆表面进行研磨，不仅磨削量大，耗费时间长，而且导致晶圆材料直接损失掉，变相增加了磨削成本。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术的目的在于，提供一种晶圆激光减薄的工艺方法，解决现有晶圆减薄技术中易造成晶圆破损、工艺复杂、成本高等问题，还可以将现有晶圆分离成更薄的两片晶圆用于芯片制作，减少了原材料损耗，提高了芯片产量。
[0005]为了达到上述目的，进而采取的技术方案如下：一种晶圆激光减薄的工艺方法，包括以下步骤：S1:提供晶圆，晶圆包括正面和背面，正面形成有ic裸芯，将晶圆正面朝下放在真空吸盘上，利用真空吸附力将晶圆固定，并保持晶圆平行，防止翘曲；S2：将载有晶圆的吸盘放置在激光器工作台面上，利用激光对晶圆背面设定区域进行扫描，经过激光扫描设定区域，会在晶圆内部形成一层改质层，改质层会加将晶圆分成上下两层，即带有ic裸芯的一层和无ic裸芯的一层；S3:将无ic裸芯的一层从晶圆上分离下来，通过现有的研磨技术对分离面进行磨削、抛光，得到一片尺寸小于原有晶圆的晶圆片，该新生成的晶圆片用于芯片制作；S4:将带有ic裸芯的一层沿用Taiko工艺进行研磨、抛光，可得到更薄的晶圆，进而进行后续的封装测试工艺。
[0006]优选地，所述晶圆厚度为350μm。
[0007]优选地，所述激光器为飞秒或皮秒或纳秒激光器。
[0008]优选地，所述激光器的重复频率为50kHz和20MHz之间的脉冲。
[0009]优选地，所述激光器加工扫描线彼此间间隔为1μm和200μm。
[0010]优选地，所述晶圆经过激光改质后，分离层表面粗糙度＜20μm，经过研磨抛光，将材料损耗降到最低。
[0011]本专利技术的有益效果是：
晶圆在激光改质的作用下，可将一片晶圆分成两片晶圆，减小材料损耗，增加芯片产能；晶圆通过激光减薄技术，既减少了晶圆损伤和研磨时间，提高了芯片生产效率，又沿用了DISCO的Taiko工艺技术，获得更薄的芯片。
附图说明
[0012]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1晶圆吸附固定示意图；图2对晶圆进行激光改质示意图；图3晶片从改质层分离示意图；图4晶片研磨示意图；图5晶圆Taiko工艺区域边界形状示意图。
[0013]图中：1
‑
晶圆；2
‑
真空陶瓷吸盘；3
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晶圆背面；4
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晶圆正面；5
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激光器；6
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光路；7
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光源；8
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晶圆改质层；9
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新晶圆片；10
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带有ic裸芯晶圆片；11
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新晶圆片磨削头；12
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带有ic裸芯晶圆片磨削头；13
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设定的改质区域边界；14
‑
硅片。
具体实施方式
[0014]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0015]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0016]一种晶圆激光减薄的工艺方法，使用到以下设备：晶圆1、用于吸附晶圆的真空陶瓷吸盘2、激光器5、光路6、通过光路聚焦的光源7、上晶圆片磨削头11、下晶圆片磨削头12；晶圆1包括带有ic裸芯正面4和无ic裸芯的背面3，带有ic裸芯正面4吸附在真空陶瓷吸盘2上；激光器5利用光路6产生聚焦的光源7通过晶圆背面3照射在晶圆改质层8上，通过激光垂直扫描，在晶圆改质层8上形成一层可以分离新晶圆片9和带有ic裸芯晶圆片10的改质层；分离出来的新晶圆片9和带有ic裸芯晶圆片10分别通过新晶圆片磨削头11和带有ic裸芯晶圆片磨削头12进行后续研磨抛光，进而得到一定厚度带有ic裸芯的晶圆片和薄的新晶圆片。
[0017]实施例1：一种晶圆激光减薄的工艺方法，包括以下步骤：S1：将晶圆1吸附在真空陶瓷吸盘2上，带有ic裸芯的正面4与真空陶瓷吸盘2上的吸附面接触；S2：将吸附有晶圆1的真空陶瓷吸盘2放置在激光器5的正下方；S3：激光器5利用光路6产生聚焦的光源7，光源7透过晶圆1的背面3，通过预设的扫面深度，使光源的焦点打在晶圆1的改质层8上，通过激光垂直改质，在晶圆改质层8上形成
一层可以分离新晶圆片9和带有ic裸芯晶圆片10的改质层；S4：将晶圆1从改质层8处分离成新晶圆片9和带有ic裸芯晶圆片10；S5：将分离出来的新晶圆片9和带有ic裸芯晶圆片10分别通过新晶圆片磨削头11和带有ic裸芯晶圆片磨削头12进行后续研磨抛光，进而得到一定厚度带有ic裸芯的晶圆片和薄的新晶圆片。
[0018]在S4步骤中，分离的新晶圆片9和带有ic裸芯晶圆片10平均厚度为150μm；在S5步骤中，经过研磨抛光的新晶圆片9和带有ic裸芯晶圆片10平均厚度小于100μm。
[0019]在步骤S3中，激光器是沿着晶圆1设定的改质区域边界13向内进行扫描，改质区域边界13可以是圆形或方型或多边形；晶圆1保留的外围部分用作后续的Taiko工艺。
[0020]实施例2：一种晶圆激光减薄的工艺方法，包括以下步骤：步骤1，将晶圆1通过临时键合的方式键合到硅片上，目的是增加强度，防止在后续封装测试中晶圆1碎裂；步骤2，将键合后的晶圆1连同硅片吸附在真空陶瓷吸盘2上，带有ic裸芯的正面4与真空陶瓷吸盘2上的吸附面接触；步骤3，通过上述步骤S2
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S5，完成晶圆1的激光改质分离，得到新晶圆片9和带有ic裸芯晶圆片10；在步骤1中，晶圆1中带有ic裸芯的正面4与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆激光减薄的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:提供晶圆，晶圆包括正面和背面，正面形成有ic裸芯，将晶圆正面朝下放在真空吸盘上，利用真空吸附力将晶圆固定，并保持晶圆平行，防止翘曲；S2：将载有晶圆的吸盘放置在激光器工作台面上，利用激光对晶圆背面设定区域进行扫描，经过激光扫描设定区域，会在晶圆内部形成一层改质层，改质层会加将晶圆分成上下两层，即带有ic裸芯的一层和无ic裸芯的一层；S3:将无ic裸芯的一层从晶圆上分离下来，通过现有的研磨技术对分离面进行磨削、抛光，得到一片尺寸小于原有晶圆的晶圆片，该新生成的晶圆片用于芯片制作；S4:将带有ic裸芯的一层沿用Taiko工艺进行研磨、抛光，可得到更薄的晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红梅，马轶博，胡北辰，唐景庭，甘琨，李伟，刘彦利，田雅芳，李晓燕，邢夏斌，
申请(专利权)人：西北电子装备技术研究所中国电子科技集团公司第二研究所，
类型：发明
国别省市：