[发明专利]一种翘曲晶圆应力消除方法有效

申请号：	202310769716.7	申请日：	2023-06-28
公开（公告）号：	CN116504609B	公开（公告）日：	2023-09-15
发明（设计）人：	杨云畅;徐浩;刘满满;董鹏;边旭明	申请（专利权）人：	北京无线电测量研究所
主分类号：	H01L21/02	分类号：	H01L21/02;H01L21/683
代理公司：	北京市一法律师事务所 11654	代理人：	贾学杰
地址：	100143 北***	国省代码：	北京;11
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摘要：
搜索关键词：	一种翘曲晶圆应力消除方法
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【说明书】：

本发明公开了一种翘曲晶圆应力消除方法，包括如下步骤：在室温下对翘曲晶圆进行曲率测试得到晶圆的翘曲度；根据晶圆的翘曲度选择粘附层和应力层的种类；在晶圆的背面依次形成粘附层和应力层，使得粘附层和应力层形成的应力与晶圆的应力平衡，从而使室温下的晶圆表面平整；器件工艺完成后，对粘附层和应力层进行第一段温度下的加热，所述第一段温度为25℃～75℃，然后对粘附层和应力层进行第二段温度下的加热，所述第二段温度为‑55℃～10℃，使粘附层和应力层从晶圆背面剥离，并使晶圆背面出现断裂，从而消除晶圆内部的应力。本发明能够消除晶圆翘曲对器件工艺的不利影响，并且能够消除翘曲晶圆内部的应力，防止碎片风险。

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，具体涉及一种翘曲晶圆应力消除方法。

背景技术

在半导体制造中，在经历了多道制造工艺后，晶圆上不可避免地会积累大量的应力，导致晶圆发生翘曲变形。翘曲的存在会使晶圆变形从而在进行光刻时光刻精度会变差。为了降低晶圆的翘曲度对器件工艺的不利影响，CN103871837A公开了一种改善晶圆翘曲度的方法，是利用具有不同热膨胀系数的贴膜材料（如蓝膜），借助热胀冷缩的方式来改善晶圆的翘曲，并且在器件工艺完成后将贴膜材料去除。关于贴膜材料的去除，CN104966675A公开了一种使用蓝膜保护硅片表面部分二氧化硅膜的方法。但是，在去除蓝膜后，如果翘曲晶圆存留的应力过大，仍需进一步处理以消除存留的应力，防止晶圆的输送或划片过程中的碎片风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种翘曲晶圆应力消除方法，能够消除晶圆翘曲对器件工艺的不利影响，并且能够消除翘曲晶圆内部的应力，防止碎片风险。

本发明的一个方面提供一种翘曲晶圆应力消除方法，包括如下步骤：

步骤S1：在室温下对翘曲晶圆进行曲率测试得到晶圆的翘曲度；

步骤S2：根据晶圆的翘曲度选择粘附层和应力层的种类；

步骤S3：在晶圆的背面依次形成粘附层和应力层，使得粘附层和应力层形成的应力与晶圆的应力平衡，从而使室温下的晶圆表面平整；

步骤S4：器件工艺完成后，对粘附层和应力层进行第一段温度下的加热，所述第一段温度为25℃～75℃，然后对粘附层和应力层进行第二段温度下的加热，所述第二段温度为-55℃～10℃，使粘附层和应力层从晶圆背面剥离，并使晶圆背面出现断裂，从而消除晶圆内部的应力。

优选地，所述应力层和所述粘附层是金属材料，所述应力层的金属材料包括Ni、Fe、Cu、W或Au中的一种或多种，所述粘附层的金属材料是Ti、AlCu、TiW或NiV。

优选地，所述应力层的金属材料的厚度为6um～50um，所述粘附层的金属材料的厚度为0.02um～1um。

优选地，所述应力层是介电材料，包括氧化硅和氮化硅，所述粘附层是高分子材料，包括聚酰亚胺、聚氨酯、聚酯、聚烯烃、聚烯烃酸酯和聚氯乙烯。

优选地，所述应力层和粘附层的厚度为100um～300um。

优选地，所述应力层是蓝膜或压力敏感胶带，所述粘附层是缩醛或缩酮二环氧化物基粘合剂或丙烯酸基粘合剂。