[发明专利]一种晶圆减薄工艺和装置

说明书

本发明涉及晶圆厚度减薄技术领域，公开了一种晶圆减薄工艺和装置，晶圆减薄工艺以电火花工艺为基础，晶圆减薄装置包括电源，电源至少包括第一极与第二极，第一极用于与待加工的晶圆电连接，第二极连接加工工具，所述加工工具与所述晶圆之间具有间隙，所述电源能在所述晶圆与所述加工工具之间产生击穿所述间隙内介质的电压。本发明运用电火花加工的原理，以晶圆作为电极材料，依靠放电产生的能量去除材料，因此不受材料硬度限制，解决了传统机械磨削对第三代半导体等超硬材料进行加工难的问题，且该手段属于非接触型加工，不存在接触作用力，也不会产生残余应力，整个工艺过程中不会产生环境污染物，且成本适中。

技术领域

本发明涉及晶圆厚度减薄技术领域，尤其涉及一种晶圆减薄工艺和装置。

背景技术

半导体晶圆制备是将晶棒切片成符合集电路制造要求的成符合集电路制造要求的成符合集电路制造要求的晶圆，晶圆经过各种清洗、成膜、光刻、刻蚀和掺杂等工序在其表面完成集成电路。由于当前的电子产品一方面不断朝小、轻、簿的方向发展，另一面不断向系统集成化、功能齐全化、融合化方向发展，促进了封装技术不断革新。多个芯片叠层组装到一起的三维立体封技术由于其空间占用小电性能稳定、成本低等优点成为未来的主要发展趋势。为了实现电子产品芯片的层封装，在整体厚度不变甚至有所降低趋势下，各片的厚度不可避免地减簿。此外，芯片薄化除了可以减小芯片封装体积，还能提高热扩散效率、电气性能、机械性能以及减轻划片加工量等，因此，芯片的薄化成为了新一代芯片制造中的关键工序。

现有的晶圆减薄技术主要有：磨削，化学机械抛光，湿法腐蚀，常压等离子腐蚀等。

磨削是利用高速旋转的砂轮对晶圆表面进行切削减薄，磨削后晶圆会产生表面损伤层，存在的表面微裂纹会造成晶圆碎裂隐患，残余应力使薄晶圆产生弯曲和翘曲变形，给晶圆的传输和后续处理带来困难，增加碎片率；而且，由于第三代半导体如GaN，SiC均属于难加工硬脆材料且具有极高的硬度(为传统Si半导体的数倍)，特别是不断发展中的终极半导体金刚石更将达到材料硬度极限，这使得该类接触式机械加工方法的传统Si半导体晶圆加工工艺在切割及研磨第三代半导体材料时变得极其困难且成本极高；

湿法腐蚀：湿法腐蚀原理是将晶圆浸入化学溶液中，通过化学反应去除晶圆表面材料，这样的做法容易损害晶圆的正面，且容易造成环境污染。

常压等离子腐蚀：是一种利用磁力控制的、在大气压力下工作的一种基于纯化学腐蚀作用的干式腐蚀技术，在氩气环境下常压等离子腐蚀系统将气体CF4引入等离子区，使之分解出F，使F与晶圆表面的材料发生化学反应，带走表层材料，达到去除晶圆材料的目的，这样做等离子体均匀度难以控制，晶圆表面质量均匀性差，等离子体范围有限，难以对直径较大的晶圆进行加工，设备成本高。

因此，综合现有技术，需要一种能减薄高硬度晶圆且不会产生机械应力导致形变继而引发硅片破碎的隐患，不产生环境污染且成本较低的晶圆减薄工艺和相应装置。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种晶圆减薄工艺和装置，解决了现有技术中加工高硬度晶圆技术难度高、产生残余机械应力，以及容易造成环境污染和成本较高的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供了一种晶圆减薄工艺，包括以下步骤：

设置电源，电源包括第一极与第二极；

将待加工的晶圆与第一极电连接，将加工工具与第二极电连接，并使得晶圆与加工工具间形成间隙；

启动电源，当晶圆与加工工具之间的电压不小于间隙内介质的击穿电压时，对晶圆上朝向间隙的表面被烧蚀。

作为上述技术方案的进一步改进，加工工具包括另一待加工晶圆。

作为上述技术方案的进一步改进，电源发出的电压为脉冲电压，并按照设定规则转换第一极与第二极的极性。