[发明专利]硅片的键合方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造工艺方法，特别是涉及一种硅片的键合方法。

背景技术

在半导体制造中，通常高电压高功率的半导体器件，其散热性能非常重要，因此硅片越薄，其散热能力越强，可以承载的功率就越高。以工业或汽车电子中使用的典型的1200V100A的绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）器件为例，其厚度从最初的穿通（PT）型IGBT的300微米左右，下降至场中止（FS）型IGBT的170微米左右，进一步的达到120微米，其工作损耗功率也随之下降。

但是当硅片薄到一定程度，且面积较大时，其机械强度大大下降，以8英寸硅片为例，当硅片厚度<200微米时，硅片会发生卷曲，因此无法继续进行搬送、转移和加工。因此针对薄硅片需要使用特殊的加工和承载方式。键合工艺和Taiko工艺就是其中比较常用的。

现有第一种硅片键合工艺中，键合工艺放在硅片减薄前，如图1A所示，首先将硅片11和载片14通过所述键合胶水13键合在一起，然后通过研磨刀片12对硅片11进行研磨，直至研磨到所需厚度，此时硅片11被粘在载片14上，不会发生形变。从而可以进行搬送、转移和加工。现有第一种方法适用于键合后硅片不再取下，且后续还要进行其他背面工艺如光刻、注入、退火、刻蚀、金属蒸发或沉积的情形。如果后续不需要进行其他背面工艺，则也可以取下，将硅片粘在框架（frame）上，保持一定的机械强度。

同时为了降低研磨过程中的碎片率，在此方案中需要将胶水完全覆盖硅片边缘，使硅片和载片之间被胶水充满没有空隙，否则硅片和载片之间没有被胶水充满，产生空隙的话，研磨过程中产生的硅屑会进入硅片边缘硅片和载片间的空隙内，造成硅片崩口，并引发研磨碎片。

但当不使用硅片键合工艺时，则需要使用Taiko工艺，如图2A所示，现有Taiko工艺是在用研磨刀片2对硅片1进行研磨时，仅研磨硅片1的中央部分，但不研磨硅片1的周边部分。如图2B所示，硅片1采用现有Taiko工艺研磨后在硅片1的边缘存在一个支撑环1a，硅片1的中间区域为基片区域1b，基片区域1b用于形成半导体器件。后续可以通过对支撑环1a对硅片1进行搬送、转移和加工。

现在有一种新的技术可以将键合工艺和Taiko工艺结合在一起使用，如图3A所示，现有第二种硅片键合工艺中，首先是用键合胶水23将硅片21和载片24键合后，通过研磨刀片22对硅片21进行研磨，研磨采用Taiko工艺，即仅对硅片21的中央部分进行研磨，在硅片21的边缘形成一个支撑环。如图3A所示，Taiko工艺之后，硅片21形成了支撑环21a和基片区域21b。

如图1B所示的采用现有第一种硅片键合工艺形成的硅片11各处的厚度相同，解离时硅片11周边不会产生应力，可以正常解离。

但是如图4A所示，对现有第二种硅片键合工艺中的硅片21进行解离时，由于在支撑环21a的外侧还包围有键合胶水23，通过上下两个支架25进行施加垂直于硅片21表面的力F时，用于键合胶水23会粘住支撑环21a，从而使硅片21在支撑环21a和基片区域21b的台阶处如图4A中的带箭头的虚线所示位置处会产生巨大应力，从而导致破片。图4B显示通过上下两个支架25进行施加垂直于硅片21表面的力F时，键合胶水23同样会粘住支撑环21a并导致破片。尤其采用激光照射解离时，解离方向为垂直硅片，因此会产生更强的应力，破片率非常高。

为了解决破片问题，现有改进方法有：调整胶水的材质和解离方式，或者调整Taiko支撑环高度，或台阶高度差。但上述现有改进方法会对整体工艺和设备产生很大限制，因此在实际使用中受到很大限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种硅片的键合方法，能够降低硅片在解离过程中的破片率。

为解决上述技术问题，本发明提供的硅片的键合方法包括如下步骤：

步骤一、提供一用于和硅片进行键合的载片，并对所述载片进行清洗。

步骤二、在所述载片表面上进行键合胶水旋涂。

步骤三、将位于所述载片的外周边缘向内收缩一段距离的环形区域上的所述键合胶水去除，去除外周部分后的所述键合胶水的外周边缘所围区域小于所述硅片的外周边缘所围区域。

步骤四、去除所述键合胶水的外周部分后，通过所述键合胶水将所述硅片和所述载片进行键合，键合后要求保证所述键合胶水都位于所述硅片所覆盖区域的内侧。

进一步的改进是，还包括步骤：