一种晶圆的研磨方法与流程

本发明属于研磨，尤其是涉及一种晶圆的研磨方法。

背景技术：

1、mems(micro-electro-mechanical system,微机电系统)是指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置。mems拥有体积小、重量轻、功耗低、耐用性好、价格低廉、性能稳定等等特点，被大量应用在汽车制造，消费电子、医疗等领域。

2、然而由于mems十分微小，mems很容易因受到微弱静电等原因影响而产生故障，因此通常在芯片制造过程中，mems会被密封于晶圆的结构中。然而，在bg工艺(backsidegrinding，晶圆背面减薄工艺)中，晶圆可能会因厚度变薄强度变弱而导致破裂，并使破裂晶圆的硅渣卡在晶圆正表面设计用来放置mems的沟坑内，从而降低芯片的良产率。

3、在现有bg工艺流程中，会先在晶圆的正面上覆盖一层bg tape(保护胶带)，然后再进行晶圆的反面研磨步骤，然而在后续去除晶圆正面上的保护胶带时，可能会出现因保护胶带的粘性过大而将晶圆正面的部分结构粘连在一起被去除的情况，对晶圆正面的结构造成损伤。

4、为此，我们提出一种晶圆的研磨方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述问题，提供一种晶圆的研磨方法。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种晶圆的研磨方法，包括如下步骤：

3、s1.提供晶圆，所述晶圆包括正面以及与正面相对的反面；

4、s2.将晶圆的正面向上放置在研磨装置中，并用研磨液和第一研磨粉对所述晶圆的正面进行研磨；

5、s3.取出晶圆，并在晶圆的正面蚀刻形成沟坑，且沟坑的深度小于晶圆的厚度；

6、s4.对晶圆进行洁净处理；

7、s5.在晶圆的正面上形成保护层；

8、s6.在保护层上覆盖保护胶带；

9、s7.翻转晶圆使其反面向上放置在所述研磨装置中，并用研磨液和第二研磨粉对所述晶圆的反面进行粗磨，以使晶圆的厚度薄化；

10、s8.将晶圆放置在研磨装置中，并用研磨液和第三研磨粉对所述晶圆的反面进行细磨；

11、s9.翻转晶圆使其正面向上，去除保护胶带以及保护层；

12、s10.对晶圆进行洁净处理。

13、在上述的一种晶圆的研磨方法中，所述第二研磨粉的直径大于第三研磨粉的直径，第三研磨粉的直径大于第一研磨粉的直径，其中第一研磨粉的直径为5-10nm，第二研磨粉的直径为15-18nm，第三研磨粉的直径为10-15nm，第一研磨粉、第二研磨粉及第三研磨粉均为金刚石粉。

14、在上述的一种晶圆的研磨方法中，所述在s2、s7和s8中，保持研磨的时间为4～6min。

15、在上述的一种晶圆的研磨方法中，所述s3中沟坑的刻蚀工艺为干法刻蚀，深度为50nm-100nm。

16、在上述的一种晶圆的研磨方法中，所述s4与s10中对晶圆进行洁净处理的具体步骤为：

17、在将晶圆从研磨装置中取出后，将晶圆放入去离子水中，并用超声波震荡清洗8～12分钟，再将晶圆取出进行烘干操作。

18、在上述的一种晶圆的研磨方法中，所述s5具体包括：

19、采用cvd在减压下采用六甲基二硅氧烷蒸气，在晶圆正面上形成六甲基二硅氧烷层，之后对六甲基二硅氧烷层进行退火处理，在惰性气体环境下，控制退火的温度为180～200℃，持续退火2～3小时，使六甲基二硅氧烷层固化同时，提高hmds层的应力以及与晶圆的黏合强度，以形成保护层。

20、在上述的一种晶圆的研磨方法中，所述s9去除保护层的方法使用湿法清洗工艺，采用有机清洗剂去除保护层，有机清洗剂采用苯酚溶液，苯酚溶液的体积比浓度大于或等于20％，清洗温度为70～90℃，持续清洗3～10分钟。

21、在上述的一种晶圆的研磨方法中，所述研磨液为碱性研磨液，ph值为9～11，保护层的材料为有机硅材料。

22、与现有技术相比，本发明提供了一种晶圆的研磨方法，具备以下有益效果：

23、该晶圆的研磨方法，通过在对晶圆的反面进行研磨之前，先在晶圆的正面设置一层保护层，然后再进行bg工艺；一是可以避免在对晶圆进行研磨时晶圆因强度变弱而产生破裂，二是可以避免在进行bg工艺时保护胶带由于粘性过大将晶圆的正面结构粘连着一起被去除，从而提高了晶圆的良产率；对晶圆的正面进行研磨时，采用研磨液和直径较小的第一研磨粉对晶圆的正面进行精磨；在对晶圆的反面进行研磨时，分为两次研磨步骤，第一次是采用研磨液和直径较大的第二研磨粉对晶圆的反面进行粗磨，第二次是采用研磨液和第三研磨粉对晶圆的反面进行精磨，从而能够有效提高晶圆表面的研磨精度。

24、综上所述：本发明不但可以避免在对晶圆进行研磨时晶圆因强度变弱而产生破裂，而且可以避免在进行bg工艺时保护胶带由于粘性过大将晶圆的正面结构粘连着一起被去除，从而提高了晶圆的良产率。

技术特征：

1.一种晶圆的研磨方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种晶圆的研磨方法，其特征在于：所述第二研磨粉的直径大于第三研磨粉的直径，第三研磨粉的直径大于第一研磨粉的直径，其中第一研磨粉的直径为5-10nm，第二研磨粉的直径为15-18nm，第三研磨粉的直径为10-15nm，第一研磨粉、第二研磨粉及第三研磨粉均为金刚石粉。

3.根据权利要求1所述的一种晶圆的研磨方法，其特征在于：所述在s2、s7和s8中，保持研磨的时间为4～6min。

4.根据权利要求1所述的一种晶圆的研磨方法，其特征在于：所述s3中沟坑(130)的刻蚀工艺为干法刻蚀，深度为50nm-100nm。

5.根据权利要求1所述的一种晶圆的研磨方法，其特征在于：所述s4与s10中对晶圆(100)进行洁净处理的具体步骤为：

6.根据权利要求1所述的一种晶圆的研磨方法，其特征在于：所述s5具体包括：

7.根据权利要求1所述的一种晶圆的研磨方法，其特征在于：所述s9去除保护层(140)的方法使用湿法清洗工艺，采用有机清洗剂去除保护层(140)，有机清洗剂采用苯酚溶液，苯酚溶液的体积比浓度大于或等于20％，清洗温度为70～90℃，持续清洗3～10分钟。

8.根据权利要求1所述的一种晶圆的研磨方法，其特征在于：所述研磨液为碱性研磨液，ph值为9～11，保护层(140)的材料为有机硅材料。

技术总结
本发明属于研磨技术领域，尤其是涉及一种晶圆的研磨方法，包括如下步骤：S1.提供晶圆，所述晶圆包括正面以及与正面相对的反面；S2.将晶圆的正面向上放置在研磨装置中，并用研磨液和第一研磨粉对所述晶圆的正面进行研磨；S3.取出晶圆，并在晶圆的正面蚀刻形成沟坑，且沟坑的深度小于晶圆的厚度；S4.对晶圆进行洁净处理；S5.在晶圆的正面上形成保护层；S6.在保护层上覆盖保护胶带。本发明不但可以避免在对晶圆进行研磨时晶圆因强度变弱而产生破裂，而且可以避免在进行BG工艺时保护胶带由于粘性过大将晶圆的正面结构粘连着一起被去除，从而提高了晶圆的良产率。

技术研发人员：刘道国
受保护的技术使用者：深圳市尚鼎芯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12