[发明专利]一种晶圆减薄方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，具体而言，涉及一种晶圆减薄方法及装置。

背景技术

半导体芯片包括半导体器件和集成电路。半导体芯片是在半导体片材上进行侵蚀布线制成的，晶圆就是一种半导体片材。

当前，采用晶圆来制造半导体芯片时，通常在较厚的晶圆上进行芯片加工，如在250微米以上的晶圆上加工芯片。在晶圆的一侧侵蚀布线，制造出芯片后，由于晶圆过厚会引入导通电阻或热阻，因此为了降低半导体芯片的衬底引入的导通电阻或热阻，需要对半导体衬底进行减薄处理。目前通常采用研磨的方式从半导体衬底的表面开始将衬底部分研磨成细小的粉末，从而减薄半导体衬底。

但是采用研磨法来减薄半导体衬底，导致大量晶圆研磨丧失，造成大量材料浪费及经济损失。同时研磨减薄消耗较长的工艺时间，降低半导体芯片的生产效率，且对研磨盘的损耗也很严重，研磨工序已成为钳制半导体芯片生产线产能的工艺。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种晶圆减薄方法及装置，以避免采用现有的研磨减薄的工艺，而是通过激光源从半导体衬底上直接切割掉预设厚度的晶圆，提高切割效率。且切割下来的晶圆能够被重复利用，大大降低了生产成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种晶圆减薄方法，所述方法包括：

在晶圆的一侧加工制作若干芯片，得到待减薄的第一半导体晶圆；

通过激光源从所述第一半导体晶圆的半导体衬底上切割掉预设厚度的第三半导体晶圆，得到减薄的第二半导体晶圆。

结合第一方面，本发明实施例提供了上述第一方面的第一种可能的实现方式，其中，所述通过激光源从所述第一半导体晶圆的半导体衬底上切割掉预设厚度的第三半导体晶圆，包括：

通过激光源垂直照射所述第一半导体晶圆的半导体衬底表面，在所述半导体衬底内部预设厚度处形成灼伤面；

从所述灼伤面处剥离所述预设厚度的第三半导体晶圆。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，本发明实施例提供了上述第一方面的第二种可能的实现方式，其中，所述通过激光源垂直照射所述第一半导体晶圆的半导体衬底表面，在所述半导体衬底内部预设厚度处形成灼伤面，包括：

通过点激光源逐点垂直照射所述第一半导体晶圆的半导体衬底表面，在所述半导体衬底内部预设厚度处形成多个灼伤点构成的灼伤面；或者，

通过线激光源逐线垂直照射所述第一半导体晶圆的半导体衬底表面，在所述半导体衬底内部预设厚度处形成多条灼伤线构成的灼伤面；或者，

通过面激光源垂直照射所述第一半导体晶圆的半导体衬底表面，在所述半导体衬底内部预设厚度处形成灼伤面。

结合第一方面，本发明实施例提供了上述第一方面的第三种可能的实现方式，其中，所述得到减薄的第二半导体晶圆之后，还包括：

在所述第二半导体晶圆的背面覆盖金属层；或者，

将所述第二半导体晶圆的背面抛光，在抛光后的所述第二半导体晶圆的背面覆盖金属层。

结合第一方面，本发明实施例提供了上述第一方面的第四种可能的实现方式，其中，所述通过激光源从所述第一半导体晶圆的半导体衬底上切割掉预设厚度的第三半导体晶圆之后，还包括：

对所述第三半导体晶圆的切割面进行抛光，以所述第三半导体晶圆作为衬底晶圆，再次从所述在晶圆的一侧加工制作若干芯片的操作开始执行，直到剩余晶圆的厚度小于预设阈值为止。

结合第一方面，本发明实施例提供了上述第一方面的第五种可能的实现方式，其中，所述通过激光源从所述第一半导体晶圆的半导体衬底上切割掉预设厚度的第三半导体晶圆之后，还包括：

对所述第三半导体晶圆的切割面进行抛光；

将抛光后的所述第三半导体晶圆作为晶圆生长的籽晶获得晶锭；

将所述晶锭切割为多个晶圆。

结合第一方面，本发明实施例提供了上述第一方面的第六种可能的实现方式，其中，所述预设厚度大于或等于100微米；所述第二半导体晶圆的半导体衬底的厚度在25-250微米之间。

第二方面，本发明实施例提供了一种晶圆减薄装置，所述装置包括：

芯片设置模块，用于在晶圆的一侧加工制作若干芯片，得到待减薄的第一半导体晶圆；

切割模块，用于通过激光源从所述第一半导体晶圆的半导体衬底上切割掉预设厚度的第三半导体晶圆，得到减薄的第二半导体晶圆。

结合第二方面，本发明实施例提供了上述第二方面的第一种可能的实现方式，其中，所述切割模块包括：