一種硅通孔的減薄方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是指一種硅通孔的減薄方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硅通孔技術(shù)是一種在芯片之間、晶圓之間制作垂直導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)芯片之間互連的技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)在于能使芯片在Z軸方向上堆疊的密度更大、芯片之間的互連線更短、外形尺寸最小、高頻特性優(yōu)良等。在硅通孔的制作過程中重要的一步就是最后的減薄步驟。如何在減薄的過程中順利的將金屬露出表面，目前普遍的做法是采用正面貼玻璃的方式，將晶圓減薄至指定厚度，通過拋光機(jī)進(jìn)行背面拋光直至金屬露出來。此過程耗時(shí)較長，費(fèi)用昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種硅通孔的減薄方法，實(shí)現(xiàn)工藝簡單、成本低廉的要求。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明所述的硅通孔的減薄方法，包含:
[0005]第I步，將帶有鎢填充的硅通孔的晶圓正面貼上一層保護(hù)膜；
[0006]第2步，調(diào)整減薄機(jī)臺的精磨軸的磨輪目數(shù)；
[0007]第3步，設(shè)定精磨軸的壓力階段；
[0008]第4步，對晶圓進(jìn)行研磨減薄，并對精磨軸的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，到達(dá)設(shè)定壓力階段時(shí)停止研磨；
[0009]第5步，將晶圓正面保護(hù)膜去除，硅通孔減薄完成。
[0010]進(jìn)一步地，所述第I步中，娃通孔的深度為25?700 μ??，視工藝需求而定；所述保護(hù)膜為任何對晶圓正面能形成保護(hù)的膜層，其材質(zhì)包含但不僅限于聚酰亞胺、玻璃、聚乙烯，其厚度為10?400 μ m。
[0011]進(jìn)一步地，所述第2步中，將精磨軸的磨輪目數(shù)設(shè)定為100?2000。
[0012]進(jìn)一步地，所述第3步中，精磨軸的壓力階段能設(shè)置成三個(gè)步驟，包含壓力穩(wěn)定步驟、壓力收集步驟以及壓力變化步驟。
[0013]進(jìn)一步地，所述的壓力階段不僅限于設(shè)置成三個(gè)步驟，還能設(shè)置成一個(gè)、兩個(gè)、四個(gè)及以上的步驟。
[0014]進(jìn)一步地，所述第4步中，對精磨軸的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)達(dá)到15?70KPa時(shí)停止，具體停止時(shí)的壓力視壓力收集步驟而定，優(yōu)選地是壓力變化到壓力收集步驟的1.5?7倍。
[0015]本發(fā)明所述的硅通孔的減薄方法，通過選擇金剛石顆粒較大的磨輪并在減薄過程中通過檢測主軸壓力在適合的時(shí)候?qū)p薄進(jìn)程停止，此時(shí)通孔中的金屬已經(jīng)露出，工藝簡單易于實(shí)施且成本較低。
【附圖說明】
[0016]圖1是晶圓減薄不意圖，圖中晶圓背面朝上。
[0017]圖2是減薄過程中研磨軸壓力與晶圓減薄程度的關(guān)系示意圖。
[0018]圖3?7是本發(fā)明一實(shí)施例的工藝步驟示意圖。
[0019]圖8是本發(fā)明方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]晶圓減薄如圖1所示(圖中晶圓背面朝上放置)，減薄工藝使硅通孔露出以完成正面和背面的電極連接。在晶圓減薄研磨過程中，精磨軸的壓力是一直處于變化中的，如圖2所示，顯示減薄過程中精磨主軸的壓力和晶圓減薄程度(金屬暴露程度)的關(guān)系，圖中橫坐標(biāo)為減薄的程度，縱坐標(biāo)為精磨軸的壓力。從圖中可以看出，在金屬暴露(即通孔露出)出的那一刻，精磨軸的壓力迅速增大，是因?yàn)榻饘俦裙枰y研磨，需施以較大的壓力。因此，本發(fā)明基于此工藝現(xiàn)象，通過監(jiān)控主軸的壓力反過來實(shí)現(xiàn)對厚度以及金屬暴露程度的監(jiān)控。
[0021]本發(fā)明所述的硅通孔的減薄方法，包含如下的步驟:
[0022]第I步，將帶有鎢填充的硅通孔的晶圓正面貼上一層保護(hù)膜。硅通孔的深度為25?700 μπι，視工藝需求而定，本實(shí)施例設(shè)定為深度為100 μπι的媽填充的娃通孔；所述保護(hù)膜為任何對晶圓正面能形成保護(hù)的膜層，其材質(zhì)包含但不僅限于聚酰亞胺、玻璃、聚乙烯，其厚度為10?400 μm，本實(shí)施例設(shè)定為165 μπι。圖3所示的是一帶有硅通孔的晶圓(正面保護(hù)膜圖上未示出)。
[0023]第2步，調(diào)整減薄機(jī)臺的精磨軸的磨輪目數(shù)。磨輪目數(shù)設(shè)定為較小的目數(shù)，一般為100?2000，使用金剛石顆粒較大的磨輪，本實(shí)施例選擇精磨軸的磨輪目數(shù)為1200目。
[0024]第3步，設(shè)定精磨軸的壓力階段；精磨軸的壓力階段可以設(shè)置成三個(gè)步驟，包含壓力穩(wěn)定步驟、壓力收集步驟以及壓力變化步驟。但是壓力階段不僅限于設(shè)置成三個(gè)步驟，還能設(shè)置成一個(gè)、兩個(gè)、四個(gè)或以上的步驟。本實(shí)施例設(shè)置為上述的三個(gè)步驟。
[0025]第4步，對晶圓進(jìn)行研磨減薄，并對精磨軸的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，到達(dá)設(shè)定壓力階段時(shí)停止研磨。對精磨軸的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)達(dá)到15?70KPa時(shí)停止，具體停止時(shí)的壓力視壓力收集步驟而定，比如本實(shí)施例設(shè)定為70KPa。一般優(yōu)選地是壓力變化到壓力收集步驟的1.5?7倍，保證所有的硅通孔全部露出。本研磨步驟如圖4?7所示，先對硅片整體背面減薄，如將硅片減薄至400微米厚度，這一階段時(shí)壓力穩(wěn)定階段；再繼續(xù)精磨，監(jiān)控精磨軸壓力，進(jìn)入壓力收集階段；當(dāng)掩膜至如圖5所示硅通孔露出，或者說，當(dāng)監(jiān)控到精磨軸壓力突然變大時(shí)，預(yù)示著硅通孔開始露出，此時(shí)進(jìn)入壓力變化階段，隨著硅通孔露出的程度越大，精磨軸研磨壓力也會逐漸增大，最終趨于平穩(wěn)。
[0026]第5步，將晶圓正面保護(hù)膜去除，硅通孔減薄完成。
[0027]將減薄完成的晶圓置于顯微鏡下，可以觀察到金屬通孔已經(jīng)完全露出。如圖6所不O
[0028]在硅通孔完全露出后，可以進(jìn)行后面的蒸鍍金屬形成背面電極的步驟，如圖7所不O
[0029]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限定本發(fā)明。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種硅通孔的減薄方法，其特征在于:包含如下的步驟: 第I步，將帶有鎢填充的硅通孔的晶圓正面貼上一層保護(hù)膜； 第2步，調(diào)整減薄機(jī)臺的精磨軸的磨輪目數(shù)； 第3步，設(shè)定精磨軸的壓力階段； 第4步，對晶圓進(jìn)行研磨減薄，并對精磨軸的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，到達(dá)設(shè)定壓力階段時(shí)停止研磨； 第5步，將晶圓正面保護(hù)膜去除，硅通孔減薄完成。2.如權(quán)利要求1所述的硅通孔的減薄方法，其特征在于:所述第I步中，硅通孔的深度為25?700 μπι，視工藝需求而定；所述保護(hù)膜為任何對晶圓正面能形成保護(hù)的膜層，其材質(zhì)包含但不僅限于聚酰亞胺、玻璃、聚乙稀，其厚度為10?400 μπι。3.如權(quán)利要求1所述的硅通孔的減薄方法，其特征在于:所述第2步中，將精磨軸的磨輪目數(shù)設(shè)定為100?2000。4.如權(quán)利要求1所述的硅通孔的減薄方法，其特征在于:所述第3步中，精磨軸的壓力階段能設(shè)置成三個(gè)步驟，包含壓力穩(wěn)定步驟、壓力收集步驟以及壓力變化步驟。5.如權(quán)利要求4所述的硅通孔的減薄方法，其特征在于:所述的壓力階段不僅限于設(shè)置成三個(gè)步驟，還能設(shè)置成一個(gè)、兩個(gè)、四個(gè)及以上的步驟。6.如權(quán)利要求1或4所述的硅通孔的減薄方法，其特征在于:所述第4步中，對精磨軸的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)達(dá)到15?70KPa時(shí)停止，具體停止時(shí)的壓力視壓力收集步驟而定，優(yōu)選地是壓力變化到壓力收集步驟的1.5?7倍。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硅通孔的減薄方法，包含：第1步，將帶有鎢填充的硅通孔的晶圓正面貼上一層保護(hù)膜；第2步，調(diào)整減薄機(jī)臺的精磨軸的磨輪目數(shù)；第3步，設(shè)定精磨軸的壓力階段，包含如壓力穩(wěn)定階段、壓力收集階段、壓力變化階段，或者其他的劃分方法；第4步，對晶圓進(jìn)行研磨減薄，并對精磨軸的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，到達(dá)設(shè)定壓力階段時(shí)停止研磨；第5步，將晶圓正面保護(hù)膜去除，硅通孔減薄完成。
【IPC分類】B24B37/04, H01L21/768, B24B37/10
【公開號】CN105215840
【申請?zhí)枴緾N201510547822
【發(fā)明人】郁新舉
【申請人】上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年8月31日