一种晶圆减薄装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及晶圆厚度减薄技术领域，公开了一种晶圆减薄装置，包括电源与工具电极，所述电源的一极与所述工具电极电连接，所述电源的另一极能够与待加工的晶圆电连接，所述工具电极上设有多个放电端子。本发明专利技术运用电火花加工的原理，通过将工具电极和晶圆分别连接电源两极，然后依靠电压击穿工具电极和晶圆间的间隙，在工具电极和晶圆间形成放电通道，进而对放电通道位置的晶圆表面进行减薄，整个过程属于非接触型加工，工具电极和晶圆间没有接触作用力，晶圆没有接触力过大而破碎的风险。

A wafer thinning device

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆减薄装置
本专利技术涉及晶圆厚度减薄
，尤其涉及一种晶圆减薄装置。
技术介绍
晶圆是一种片状的半导体，是制造集成电路的一个必不可少的材料。它的制造流程主要包括晶棒制造，晶片制备，晶圆完成三个阶段。晶棒制造：晶圆制造的第一个流程是晶棒制造，它一般是通过在原材料中提纯→融化/气化→结晶，得到的初始晶棒。随后经过外圆磨削光整晶棒的外表面，完成一根晶棒的制造。晶圆制备：晶圆是从晶棒中均匀切割下来的圆形片状晶圆。待晶棒完成制备后，采用线锯或者是电火花线/薄片切割的方法将晶棒分切成厚度均匀的晶片，称为切片晶圆。晶圆完成：晶圆制备后的表面质量、厚度未能达到刻蚀电路与制作集成电路器件的要求，因此需要在晶圆完成部分需要对表面质量与晶圆厚度进行修正，主要工序包括：磨削、研磨、抛光、化学抛光。具体来说，首先采用金刚石刀具磨削工艺，以高效率去除切片工艺产生的表面裂纹。研磨是一种机械无磨料加工工艺，可以去除被切薄片表面的粗糙度和部分表面下的损伤。通常在研磨过程后，可以实现初始的全局平面化。化学机械抛光(CMP)通常是实现大平面无损的标准工艺，属于晶圆完成的最后一道工艺。晶圆的减薄是指将切片晶圆的厚度进一步减小到设计范围内的工序，通过减小晶圆的厚度，制造出厚度更小的元器件，主要目的是减小集成电路的封装体积、提高器件的电气性能以及增强器件的散热性。由于切片晶圆是由晶棒中通过金刚石线锯的方式切割下来，切割表面不可避免地存在着裂纹、翘曲等缺陷，另一方面，切削过程难以保证切割表面完全相平，晶圆的厚度不均匀，因此，减薄也同时起到了晶圆表面平坦化功能。随着电子科学技术的进步，各行业均向着自动化、智能化的方向发展，由此增大了市场上对集成电路电子器件的数量需求。为了应对电子市场器件急剧的增长需求，晶圆尺寸不断地增大，从而提高电子器件的产量，降低电子器件的制造成本。然而，为了增加晶圆的机械强度，防止晶圆在制备过程中由于搬运、装卸、加工而产生裂纹或造成破碎，在晶圆尺寸增大的同时其厚度也会相应地增加。与此相反，当今市场对电子设备不断向小、轻、薄的方向发展，如新型智能手机、笔记本电脑的厚度均在10mm以内，同时电子设备还向着系统集成化、3C(Computer，Communication，Consumerelectronic)融合化方向发展，促进了芯片封装技术在后摩尔时代的改革，基于TSV(硅通孔)的三维封装技术凭借其空间占用小、集成度高、电气性能优越成为了未来封装技术的主流。由于基于TSV(硅通孔)的三维封装技术是通过多层芯片的堆叠，依靠硅通孔进行电气连接，在减少封装面积的同时缩小集成电路中各模块间电气连接的距离，以达到更好的电气性能。然而，受制于目前硅通孔的制造工艺，硅通孔深径比一般只能达到10-15。为了提高晶圆的表面利用率，硅通孔的直径应尽可能减小，因此，三维封装技术对晶圆的厚度提出了一定的要求，而且，晶圆的薄化不仅有助于制造更小、更薄的器件，轻量化的同时可以提高散热效果，还能进一步缩小集成电路中各模块间电气连接的距离，同时提高器件的集成度与性能。此外，针对目前SiC功率器件而言，以MOSFET器件为例，SiC基底的薄化可降低器件导通电阻，减少不必要的导通压降，提升功率器件在高压环境下的性能表现。总而言之，晶圆减薄是晶圆完成过程中的一个非常必要而且重要的工序，也是提高器件各方面的性能的关键工序。由于第三代半导体具有非常高的硬脆性以及化学稳定性，传统加工硅晶圆的方法难以高效率、高质量、低成本地应用于加工SiC晶圆。因此，本系统的应用对象主要是第三代半导体晶圆，其余半导体材料的晶圆制造也可通用。而传统的晶圆减薄工艺一般采用砂轮磨削进行减薄，利用砂轮在晶圆表面的旋转磨削，将晶圆进行逐层地减薄，但是现有的常用半导体材料，如半导体材料如硅、砷化镓、碳化硅、氮化镓等硬度高、脆性好，属于典型的难机械加工材料，对应地，在进行晶圆减薄时，在机械应力的作用下容易造成晶圆破碎，尤其是加工大直径的晶圆时，因此，需要一种晶圆减薄装置，以解决传统晶圆减薄工艺中由于机械应力导致晶圆破碎的问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种晶圆减薄装置，解决了传统晶圆减薄工艺中由于机械应力导致晶圆破碎的问题。本专利技术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装置，包括电源与工具电极，所述电源的一极与所述工具电极电连接，所述电源的另一极能够与待加工的晶圆电连接，所述工具电极上设有多个放电端子。作为上述技术方案的进一步改进，所述工具电极包括主体，多个所述放电端子均匀阵列在所述主体的外侧。作为上述技术方案的进一步改进，所述放电端子与所述主体间设有绝缘层，所述主体上设有若干电容。作为上述技术方案的进一步改进，所述主体包括圆形基盘，所述圆形基盘中设置若干电容槽以安装电容，所述圆形基盘的侧面向外突出形成若干凸起，所述凸起间形成安装槽以安装所述放电端子，不同所述放电端子对应不同所述电容。作为上述技术方案的进一步改进，多个所述放电端子相互独立，所述电源进行放电时，多个所述放电端子分别向待加工的所述晶圆进行放电。作为上述技术方案的进一步改进，所述电源为脉冲电源，且在所述电源进行一次脉冲放电时，各所述放电端子均对所述晶圆进行放电。作为上述技术方案的进一步改进，所述工具电极能与所述晶圆相对旋转，所述工具电极与所述晶圆的轴向距离可调。作为上述技术方案的进一步改进，还设置用于存储绝缘液体的容器，所述工具电极和所述晶圆置于所述容器内，所述绝缘液体为煤油、矿物油或去离子水中一种或多种，所述绝缘液体中分散有用以改善放电状态的颗粒。作为上述技术方案的进一步改进，所述工具电极和所述晶圆浸入所述绝缘液体内；或所述绝缘液体通过供给管流向所述晶圆表面以使所述绝缘液体充满所述工具电极与所述晶圆表面间的缝隙。作为上述技术方案的进一步改进，各所述放电端子间留有缝隙。本专利技术的有益效果是：本专利技术运用电火花加工的原理，通过将工具电极和晶圆分别连接电源两极，然后依靠电压击穿工具电极和晶圆间的间隙，在工具电极和晶圆间形成放电通道，进而对放电通道位置的晶圆表面进行减薄，由于放电通道总是发生在工具电极和晶圆间的最近两点间，且放电通道能量集中、横截面小，在多次放电后可对晶圆表面进行均匀减薄，且整个过程属于非接触型加工，工具电极和晶圆间没有接触作用力，晶圆没有接触力过大而破碎的风险。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术一个实施例中晶圆减薄装置的工作示意图；图2是本专利技术一个实施例中晶圆减薄装置的工作原理示意图；图3是本专利技术一个实施例中晶圆减薄装置的工作示意图；图4是本专利技术一个实施例中工作电极的立体示意图。具体实施方式本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，本专利技术的较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，从而能够直观地、形象地理解本专利技术的每个技术特征和整体技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆减薄装置，其特征在于，包括电源与工具电极，所述电源的一极与所述工具电极电连接，所述电源的另一极能够与待加工的晶圆电连接，所述工具电极上设有多个放电端子。/n

【技术特征摘要】
1.一种晶圆减薄装置，其特征在于，包括电源与工具电极，所述电源的一极与所述工具电极电连接，所述电源的另一极能够与待加工的晶圆电连接，所述工具电极上设有多个放电端子。


2.根据权利要求1所述的晶圆减薄装置，其特征在于，所述工具电极包括主体，多个所述放电端子均匀阵列在所述主体的外侧。


3.根据权利要求2所述的晶圆减薄装置，其特征在于，所述放电端子与所述主体间设有绝缘层，所述主体上设有若干电容。


4.根据权利要求2所述的晶圆减薄装置，其特征在于，所述主体包括圆形基盘，所述圆形基盘中设置若干电容槽以安装电容，所述圆形基盘的侧面向外突出形成若干凸起，所述凸起间形成安装槽以安装所述放电端子，不同所述放电端子对应不同所述电容。


5.根据权利要求2所述的晶圆减薄装置，其特征在于，多个所述放电端子相互独立，所述电源进行放电时，多个所述放电端子分别向待加工的所述晶圆进行放电。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永华，关均铭，王焓宇，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44