[发明专利]基于激光水射流的晶圆减薄设备及方法

说明书

本发明提供一种基于激光水射流的晶圆减薄设备及方法，包括：静电吸盘，适于吸附待减薄晶圆；水箱，位于静电吸盘一侧；水箱邻近静电吸盘的侧壁设有通孔，水箱中的水经由通孔形成射向待减薄晶圆的水射流；水箱远离静电吸盘的侧壁上设有贯穿水箱侧壁的第一透镜；激光发射装置，位于水箱远离静电吸盘一侧；激光发射装置适于发射水平激光束；第二透镜，位于水箱与激光发射装置之间；第二透镜与第一透镜适于将激光发射装置发射的水平激光束水平汇聚于水射流内，并与水射流一起至待减薄晶圆的边缘以对待减薄晶圆进行减薄。本发明的基于激光水射流的晶圆减薄设备通过使用激光束对待减薄晶圆进行减薄，操作简单、减薄速度较快、耗时较短、效率更高。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别是涉及一种基于激光水射流的晶圆减薄设备及方法。

背景技术

在现有半导体工艺中，晶圆减薄是常用的一种工艺，现有一般采用CMP(化学机械抛光)工艺对晶圆进行减薄。使用CMP工艺对晶圆进行减薄处理时一般需要经过以下流程：先将晶圆进行粗磨、再将晶圆进行细磨，而后进行应力释放，最后还要进行干法、湿法刻蚀。现有的晶圆减薄工艺存在如下问题：1.晶圆边缘减薄效果不好；2.工艺步骤繁琐，对于SiC、蓝宝石或GaN等硬度较大的晶圆进行减薄时所需的时间较长。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于激光水射流的晶圆减薄设备及方法，用于解决现有技术中晶圆减薄工艺存在的晶圆边缘减薄效果不好的问题及减薄工艺步骤繁琐，对于SiC、蓝宝石或GaN等硬度较大的晶圆进行减薄时所需的时间较长的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于激光水射流的晶圆减薄设备，所述基于激光水射流的晶圆减薄设备包括：

静电吸盘，适于吸附待减薄晶圆；

水箱，位于所述静电吸盘一侧，且与所述静电吸盘具有间距；所述水箱邻近所述静电吸盘的侧壁设有通孔，所述水箱中的水经由所述通孔形成射向所述待减薄晶圆的水射流；所述水箱远离所述静电吸盘的侧壁上设有贯穿所述水箱侧壁的第一透镜，所述第一透镜与所述通孔对应设置；

激光发射装置，位于所述水箱远离所述静电吸盘一侧，且与所述水箱具有间距；所述激光发射装置适于发射水平激光束；

第二透镜，位于所述水箱与所述激光发射装置之间，且与所述水箱及所述激光发射装置均具有间距；所述第二透镜与所述第一透镜配合使用，适于将所述激光发射装置发射的水平激光束水平汇聚于所述水射流内，并与所述水射流一起至所述待减薄晶圆的边缘以对所述待减薄晶圆进行减薄。

作为本发明的基于激光水射流的晶圆减薄设备的一种优选方案，所述静电吸盘包括射频电极。

作为本发明的基于激光水射流的晶圆减薄设备的一种优选方案，所述通孔的宽度为3cm～30cm，高度为20μm～100μm。

作为本发明的基于激光水射流的晶圆减薄设备的一种优选方案，所述激光发射装置发射的水平激光束的波长为500nm～600nm，最大功率为300W；所述水平激光束为脉冲激光束，每个脉冲持续的时间为150ns～400ns。

作为本发明的基于激光水射流的晶圆减薄设备的一种优选方案，所述水射流施加于所述待减薄晶圆的压力为250Mpa～350Mpa。

作为本发明的基于激光水射流的晶圆减薄设备的一种优选方案，所述基于激光水射流的晶圆减薄设备还包括水泵，所述水泵适于向所述水箱内注水。

作为本发明的基于激光水射流的晶圆减薄设备的一种优选方案，所述水泵的压力为5Mpa～50Mpa，所述水泵出口处的水流速为0.5L/min～10L/min。