处理半导体晶圆的方法技术

本公开内容描述了用于处理半导体晶圆的方法和系统。一种用于处理晶圆的方法包括使用多个检测器来测量晶圆的一个或多个晶圆特性。该晶圆包括器件区域和周边区域。该方法还包括基于所测量的一个或多个晶圆特性来确定晶圆的晶圆修改轮廓。该方法还包括使用晶圆修改轮廓来修改周边区域内的晶圆的环形部分。经修改的环形部分具有小于晶圆厚度的穿透深度。该方法还包括对晶圆执行晶圆减薄工艺。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】处理半导体晶圆的方法
本公开内容总体上涉及半导体
，并且更具体而言，涉及用于提高半导体晶圆处理的成品率的系统和方法。
技术介绍
在集成电路(IC)制造设备中的半导体晶圆制造处理期间，半导体晶圆经历若干处理操作。为了增加器件密度，可以将半导体晶圆键合在一起，并且通常对键合的半导体晶圆上执行晶圆减薄工艺以减小晶圆厚度。目前的晶圆处理技术具有多种需要解决的缺点，诸如由于晶圆减薄导致的晶圆损坏。附图说明当结合附图阅读时，根据以下具体实施方式可以最好地理解本公开内容的各方面。注意，根据行业中的惯例，各种特征未按比例绘制。实际上，为了清楚地图示和讨论，各种特征的尺寸可以任意地增加或减小。图1A和1B是根据本公开内容的一些实施例的半导体晶圆的视图。图2A-2D是根据本公开内容的一些实施例的半导体晶圆的边缘部分的截面图。图3是根据本公开内容的一些实施例的晶圆减薄装置中的晶圆的截面图。图4A和4B是根据本公开内容的一些实施例的结合晶圆修改的半导体晶圆的视图。图5和6是根据本公开内容的一些实施例的在晶圆减薄工艺期间结合晶圆修改的半导体晶圆的截面图。图7和8示出了根据本公开内容的一些实施例的用于在半导体晶圆中形成晶圆修改的示例性装置。图9示出了根据本公开内容的一些实施例的用于在半导体晶圆中形成晶圆修改的示例性制造过程。具体实施方式尽管讨论了具体的配置和布置，但应该理解，这仅仅是为了说明的目的而进行的。相关领域的技术人员将认识到，在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，可以使用其他配置和布置。对于相关领域的技术人员显而易见的是，本公开内容还可以用于各种其他应用中。应注意到，在说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”、“一些实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例可能不一定包括该特定的特征、结构或特性。而且，这样的短语不一定指代相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，结合其他实施例来实现这样的特征、结构或特性都在相关领域的技术人员的知识范围内。通常，可以至少部分地从上下文中的用法理解术语。例如，如本文所用的术语“一个或多个”至少部分取决于上下文，可以用于以单数意义描述任何特征、结构或特性，或可以用于以复数意义描述特征、结构或特征的组合。类似地，至少部分取决于上下文，诸如“一(a、an)”或“该”的术语同样可以被理解为表达单数用法或表达复数用法。应当容易理解的是，本公开内容中的“在……上”、“在……之上”和“在……上方”的含义应以最宽泛的方式来解释，使得“在……上”不仅意味着“直接在某物上”，而且还包括其间具有中间特征或层的“在某物上”的含义，“在……之上”或“在……上方”不仅意味着“在某物之上”或“在某物上方”的含义，而且还可以包括其间没有中间特征或层的“在某物之上”或“在某物上方”的含义(即，直接在某物上)。此外，为了便于描述，可以在本文使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“低于”、“在……之上”、“高于”等的空间相对术语来描述如图所示的一个元件或特征与另一个(些)元件或特征的关系。这些空间相对术语旨在涵盖设备在使用或操作中的除了附图中所示的取向之外的不同取向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他取向)并且同样可以相应地解释本文使用的空间相关描述词。如本文所使用的，术语“衬底”是指在其上添加后续材料层的材料。衬底包括“顶”面和“底”面。衬底的顶面是形成半导体器件的位置，并且因此半导体器件形成在衬底的顶侧。底面与顶面相对，并且因此衬底的底侧与衬底的顶侧相对。衬底本身可以被图案化。添加在衬底顶部的材料可以被图案化或可以保持不被图案化。此外，衬底可以包括多种半导体材料，例如硅，锗、砷化镓、磷化铟等。可替换地，衬底可以由非导电材料制成，例如玻璃、塑料或蓝宝石晶圆。如本文所使用的，术语“层”是指包括具有厚度的区域的材料部分。层可以在整个下层或上层结构上延伸，或者其范围可以小于下层或上层结构的范围。此外，层可以是厚度小于连续结构的厚度的均匀或不均匀连续结构的区域。例如，层可以位于连续结构的顶面和底面之间或在顶面和底面处的任何一对水平面之间。层可以水平延伸、垂直延伸和/或沿着锥形表面延伸。衬底可以是层，在衬底中可以包括一层或多层，和/或衬底可以在其上、其上方和/或其下具有一层或多层。层可以包括多个层。例如，互连层可以包括一个或多个导体和触点层(其中形成有触点、互连线和/或过孔)以及一个或多个介电层。如本文所使用的，术语“标称/标称地”是指在产品或过程的设计阶段期间所设定的、部件或过程操作的特性或参数的期望值或目标值，以及高于和/或低于该期望值的值的范围。该值的范围可以是由于制造工艺的轻微变化或公差而造成的。如本文所使用的，术语“约”表示可以基于与主题半导体器件相关联的特定技术节点而变化的给定量的值。基于该特定的技术节点，术语“约”可以表示给定量的值，该给定量例如在该值的10-30％内变化(例如，该值的±10％、±20％或±30％)。如本文所使用的，术语“3DNAND存储器件”(本文中称为“存储器件”)是指在横向取向的衬底上具有垂直取向的3DNAND存储单元晶体管串(在本文中称为“存储器串”，诸如NAND串或3DNAND串)的半导体器件，使得存储器串相对于衬底在垂直方向上延伸。如本文所用，术语“垂直的”或“垂直地”表示标称上垂直于衬底的横向表面。在本公开内容中，术语“水平的/水平地”表示标称上平行于衬底的横向表面。对半导体晶圆进行堆叠以形成三维集成电路是满足增加器件密度的需求的措施之一。一般而言，与单片集成电路相比，堆叠的晶圆可以提供诸如更小的管芯尺寸、更高的器件密度、以及改进的性能之类的益处。对半导体晶圆进行堆叠可以包括使用各种方法(诸如键合或涂敷粘合剂)将一个半导体晶圆附接到另一个半导体晶圆，并且可以对堆叠的半导体晶圆进行减薄以减小其总厚度，以便进一步将器件占用面积减到最小并且减小器件尺寸。例如，可以通过在阵列器件上方堆叠外围器件和后段制程(BEOL)互连，并且在堆叠的晶圆结构上执行晶圆减薄工艺以减小其总厚度，来增加三维(“3D”)存储器件的器件密度。晶圆减薄工艺可以是背面研磨工艺，其中，半导体晶圆经历使用研磨装置的研磨工艺。具体而言，半导体晶圆可以通过粘合剂和/或真空定位在卡盘上，并且研磨头压靠半导体晶圆的表面并且被配置为执行旋转和横向移动以从半导体晶圆均匀地去除材料。晶圆减薄工艺还可以包括抛光工艺，诸如化学机械抛光(CMP)工艺，其利用化学浆料结合抛光垫来从晶圆去除材料，直到达到标称晶圆厚度为止。在CMP工艺期间，将晶圆通过粘合剂和/或真空定位在卡盘上，并以预设转速旋转，同时由抛光头保持的抛光垫压靠旋转的晶圆的横向表面。当在研磨或CMP工艺期间减薄晶圆时，晶圆缺陷会对晶圆造成物理损伤，这又会降低器件成品率并增加制造成本。例如，晶圆周边区域可能包含不规则形状的边缘，当抛光头向晶圆施加力时，该不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理晶圆的方法，包括：/n基于一个或多个晶圆特性来确定晶圆的晶圆修改轮廓；/n使用所述晶圆修改轮廓来从所述晶圆的第一表面修改所述晶圆的一部分，其中，经修改部分具有小于所述晶圆的厚度的穿透深度；以及/n在所述晶圆的第二表面上执行晶圆减薄工艺，所述第二表面在所述晶圆的所述第一表面的相对侧上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于处理晶圆的方法，包括：
基于一个或多个晶圆特性来确定晶圆的晶圆修改轮廓；
使用所述晶圆修改轮廓来从所述晶圆的第一表面修改所述晶圆的一部分，其中，经修改部分具有小于所述晶圆的厚度的穿透深度；以及
在所述晶圆的第二表面上执行晶圆减薄工艺，所述第二表面在所述晶圆的所述第一表面的相对侧上。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述一个或多个晶圆特性的测量包括：确定所述晶圆的周边区域中的边缘缺陷的一个或多个性质。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，对所述边缘缺陷的所述一个或多个性质的所述确定包括：测量所述边缘缺陷的缺陷深度。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，对所述晶圆修改轮廓的所述确定包括：将所述穿透深度设置为等于或大于所述缺陷深度。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述晶圆的所述一部分的所述修改包括：形成与所述晶圆基本上同心的环形沟槽。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述环形沟槽的所述形成包括：执行部分地穿透所述晶圆的厚度的切割工艺。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述晶圆的所述一部分的所述修改包括：在所述晶圆上执行隐形激光切割工艺。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述晶圆减薄工艺的所述执行包括：在所述晶圆的所述第二表面上执行背面研磨工艺。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，对所述背面研磨工艺的所述执行包括：
将背面研磨杯形砂轮压靠在所述晶圆的所述第二表面上；
旋转所述背面研磨杯形砂轮以从所述晶圆去除材料，使得所述背面研磨杯形砂轮在与晶圆边缘缺陷接触之前与所述经修改部分接触；以及
在所述经修改部分处，将器件区域与所述晶圆的包括所述晶圆边缘缺陷的周边部分机械地分离。


10.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述晶圆的所述一部分的所述修改包括：在器件区域和形成在所述晶圆的圆周处的边缘缺陷之间形成晶圆修改区域。


11.一种用于处理晶圆的方法，包括：
检测在所述晶圆的圆周处的晶圆边缘缺陷，所述晶圆包括正面和背面以及在所述正面上的半导体管芯阵列；
测量所述晶圆边缘缺陷的一个或多个特性，其中，所述一个或多个特性至少包括缺陷深度；
从所述正面修改所述晶圆在所述半导体管芯阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡理权，陈鹏，周厚德，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42