本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種薄膜形成方法和一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著電子器輕、薄、短小的發(fā)展需求，以及3D封裝的應(yīng)用，在完成一些金屬凸塊或植球產(chǎn)品之后，還需要對(duì)晶圓背面進(jìn)行減薄。在晶圓形成有器件的一側(cè)表面進(jìn)行貼膜，在對(duì)晶圓進(jìn)行減薄時(shí)，對(duì)晶圓上的器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)提供光滑表面，使得在對(duì)晶圓進(jìn)行減薄時(shí)，晶圓載臺(tái)需要對(duì)晶圓貼膜一側(cè)進(jìn)行吸附，以固定晶圓位置。

而由于一些晶圓邊緣等區(qū)域沒(méi)有形成金屬凸塊或其他凸起結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致貼膜后，形成有凸起結(jié)構(gòu)的區(qū)域上的薄膜表面，與未形成凸起結(jié)構(gòu)的區(qū)域上的薄膜表面之間具有較大的高度差，晶圓載臺(tái)在吸附晶圓時(shí)無(wú)法達(dá)到最低的真空要求，從而使得機(jī)臺(tái)無(wú)法作業(yè)。

所以，需要一種新的薄膜形成方法，使得在晶圓上形成的薄膜具有平坦表面，避免進(jìn)入機(jī)臺(tái)后，無(wú)法被載臺(tái)吸附。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種薄膜形成方法和一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，形成表面平坦的薄膜。

如背景中所述，現(xiàn)有技術(shù)中，往往在晶圓不同區(qū)域上形成的薄膜具有較大的高度差，晶圓載臺(tái)在吸附晶圓時(shí)無(wú)法達(dá)到最低的真空要求，造成機(jī)臺(tái)無(wú)法作業(yè)。針對(duì)這種情況，目前主要通過(guò)在對(duì)晶圓貼膜之后，再在未形成有凸起結(jié)構(gòu)的區(qū)域上進(jìn)行貼膜墊高，從而減少不同區(qū)域的薄膜表面的高度差。但是，由于上述方法通常需要人工操作，存在方式不統(tǒng)一不標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，仍會(huì)出現(xiàn)載臺(tái)吸附時(shí)真空值不符合要求，無(wú)法作業(yè)的情況。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種薄膜形成方法，包括：提供基底，所述基底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述基底的第二區(qū)域表面具有凸起部；形成覆蓋所述基底的第一區(qū)域和第二區(qū)域的薄膜，位于第二區(qū)域上的薄膜表面位置高于位于第一區(qū)域的薄膜表面，且所述薄膜的厚度大于凸起部的高度；對(duì)所述薄膜進(jìn)行平坦化，使第一區(qū)域和第二區(qū)域上的平坦化后的薄膜表面齊平且高于凸起部頂部。

可選的，所述薄膜的厚度大于凸起部最大高度的三倍。

可選的，采用旋轉(zhuǎn)割膜方式對(duì)所述薄膜進(jìn)行平坦化。

可選的，以所述第一區(qū)域上的薄膜表面位置作為平坦化的停止位置。

可選的，所述凸起部為金屬凸塊或焊球。

可選的，所述薄膜為晶圓切割保護(hù)膜。

本發(fā)明的技術(shù)方案還提供一種采用上述方法形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：基底，所述基底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述基底的第二區(qū)域表面具有凸起部；覆蓋所述基底的第一區(qū)域和第二區(qū)域的薄膜，所述薄膜表面齊平且高于凸起部頂部。

可選的，覆蓋所述基底的第一區(qū)域的薄膜厚度大于凸起部最大高度的三倍。

可選的，所述凸起部為金屬凸塊或焊球。

可選的，所述薄膜為晶圓切割保護(hù)膜。

本發(fā)明提供的薄膜的形成方法通過(guò)在基底表面形成厚度大于凸起部高度的薄膜，然后對(duì)薄膜進(jìn)行平坦化，能夠消除薄膜表面的高度差，從而在后續(xù)制程中，基底進(jìn)入設(shè)備固定于載臺(tái)上時(shí)，載臺(tái)與薄膜表面之間的真空度能夠符合要求，不會(huì)出現(xiàn)基底從載臺(tái)掉落、無(wú)法作業(yè)等問(wèn)題。

進(jìn)一步，平坦化之前的薄膜的厚度為大于凸起部最大高度的三倍，則平坦化后所述凸起部頂部的薄膜的厚度至少大于凸起部的最大高度的兩倍，在后續(xù)工藝制程中，能夠?qū)λ鐾蛊鸩科鸬阶銐虻谋Ｗo(hù)作用。

本發(fā)明提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的基底表面具有厚度大于凸起部最大高度的薄膜，且所述薄膜表面齊平，沒(méi)有高度差，從而在后續(xù)制程中，基底進(jìn)入設(shè)備固定于載臺(tái)上時(shí)，載臺(tái)與薄膜表面之間的真空度能夠符合要求，不會(huì)出現(xiàn)基底從載臺(tái)掉落、無(wú)法作業(yè)等問(wèn)題。對(duì)基底進(jìn)行研磨時(shí)，可以使基底受壓更均勻，降低研磨后基底的厚度變化量。

附圖說(shuō)明

圖1至圖3為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的薄膜形成方法的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的對(duì)薄膜進(jìn)行平坦化的示意圖；

圖5為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的對(duì)薄膜進(jìn)行平坦化的局部放大示意圖；

圖6為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的對(duì)薄膜進(jìn)行平坦化的示意圖；

圖7為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的對(duì)晶圓厚度進(jìn)行采樣的采樣位置示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的薄膜平坦化方法的具體實(shí)施方式做詳細(xì)說(shuō)明。

請(qǐng)參考圖1，提供基底100，所述基底100包括第一區(qū)域I和第二區(qū)域II，所述基底100的第二區(qū)域II表面具有凸起部101。

所述基底100包括半導(dǎo)體襯底及其表面形成的半導(dǎo)體器件、介質(zhì)層、金屬互連層等。所述凸起部101的數(shù)量為至少一個(gè)，可以為金屬凸塊或焊球，作為采用倒裝焊工藝進(jìn)行封裝時(shí)的焊接位置，并且，多個(gè)凸起部101可以分別具有不同的高度。本實(shí)施方式中，所述襯底為晶圓，凸起部101為金屬凸塊。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，所述凸起部101還可以是其他器件或結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施方式中，所述基底100包括第一區(qū)域I和第二區(qū)域II，第一區(qū)域I位于第二區(qū)域II外圍，所述凸起部101形成于基底100的第二區(qū)域II上，從而基底100的第一區(qū)域I表面低于所述凸起部101的頂部。后續(xù)在所述基底100上形成薄膜，第一區(qū)域I和第二區(qū)域II上的薄膜會(huì)具有高度差。

請(qǐng)參考圖2，形成覆蓋所述基底100的第一區(qū)域I和第二區(qū)域II的薄膜200，位于第二區(qū)域II上的薄膜200表面位置高于覆蓋基底100第一區(qū)域I的薄膜200表面，且所述薄膜200的厚度大于凸起部101的高度。

所述薄膜200為晶圓切割保護(hù)膜，用于在后續(xù)研磨或切割工藝中對(duì)基底100上形成的器件、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行保護(hù)。所述薄膜200可以是UV膜或藍(lán)膜，通過(guò)貼覆方式在所述基底100的第一區(qū)域I和第二區(qū)域II上形成所述薄膜200。由于第二區(qū)域II上形成有凸起部101，所以位于第二區(qū)域II上的薄膜200表面位置高于覆蓋基底100第一區(qū)域I的薄膜200表面。由于采用貼覆工藝形成所述薄膜200，所述相鄰?fù)蛊鸩?01之間為未被填充的空隙狀態(tài)。

為了使后續(xù)對(duì)薄膜200進(jìn)行平坦化之后，所述凸起部101頂部依舊能被薄膜200所覆蓋，所述薄膜200的厚度H至少大于凸起部101的最大高度。考慮到，后續(xù)工藝制程中，形成于薄膜200的一側(cè)表面會(huì)被晶圓載臺(tái)真空吸附，會(huì)對(duì)薄膜200下層的凸起部101施加壓力，若平坦化后凸起部101頂部的薄膜厚度過(guò)小，無(wú)法對(duì)凸起部101起到保護(hù)作用，平坦化過(guò)程中也容易對(duì)凸起部101造成損傷，并且當(dāng)基底被吸附時(shí)，會(huì)導(dǎo)致凸起部101承受壓力較大，容易發(fā)生倒塌或斷裂等問(wèn)題。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述薄膜200的厚度大于凸起部101最大高度的3倍，以確保所述薄膜200能夠?qū)ν蛊鸩?01起到足夠的保護(hù)作用。

請(qǐng)參考圖3，對(duì)所述薄膜200進(jìn)行平坦化，使第一區(qū)域I和第二區(qū)域II上的平坦化后的薄膜201表面齊平且高于凸起部101頂部。

可以采用旋轉(zhuǎn)割膜方式對(duì)所述薄膜200進(jìn)行平坦化，具體，請(qǐng)參考圖4和圖5，為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)割膜的具體示意圖，其中圖5為局部放大示意圖。

所述基底100固定于載臺(tái)，載臺(tái)上方的轉(zhuǎn)盤400邊緣具有一割刀401，通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)盤400高度使割刀401位于合適高度，然后通過(guò)轉(zhuǎn)盤400在水平方向自轉(zhuǎn)，同時(shí)沿X軸方向作水平運(yùn)動(dòng)，使得割刀401沿弧線軌跡(請(qǐng)參考圖5)對(duì)薄膜200進(jìn)行平坦化，通過(guò)控制所述轉(zhuǎn)盤400的轉(zhuǎn)速以及沿X軸方向的運(yùn)動(dòng)速率，可以使得高于割刀401刀尖位置的部分薄膜被完全去除，從而形成平坦化后的薄膜201(請(qǐng)參考圖3)。

在該具體實(shí)施方式中，所述割刀401的刀尖位置與第一區(qū)域I上的薄膜200的表面位置相同，以所述第一區(qū)域I上的薄膜表面位置作為平坦化的停止位置，形成表面平坦的薄膜201。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，所述割刀401的刀尖位置還可以低于第一區(qū)域I上的薄膜表面位置。為了都確保平坦化后，所述凸起部101頂部具有部分厚度的薄膜201，所述割刀401的刀尖位置高于所述凸起部101的頂部。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式中，在平坦化之前的薄膜200的厚度大于凸起部101最大高度的三倍，則平坦化后所述凸起部101頂部的薄膜201的厚度至少大于凸起部101的最大高度的兩倍，在后續(xù)工藝制程中，能夠?qū)λ鐾蛊鸩?01起到足夠的保護(hù)作用。

請(qǐng)參考圖6，為本發(fā)明另一具體實(shí)施方式的對(duì)薄膜200進(jìn)行平坦化的示意圖。

所述基底100固定于載臺(tái)600，載臺(tái)600上方的轉(zhuǎn)盤400邊緣具有一割刀401，通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)盤400高度使割刀401位于合適高度，所述轉(zhuǎn)盤400以轉(zhuǎn)軸402為軸心，在水平方向自轉(zhuǎn)，載臺(tái)600沿X軸方向作水平運(yùn)動(dòng)，使得割刀401沿弧線軌跡對(duì)薄膜200進(jìn)行平坦化，通過(guò)控制所述轉(zhuǎn)盤400的轉(zhuǎn)速以及載臺(tái)600沿X軸方向的運(yùn)動(dòng)速率，可以使得高于割刀401刀尖位置的部分薄膜被完全去除，從而形成平坦化后的薄膜201(請(qǐng)參考圖3)。

在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，也可以使所述轉(zhuǎn)盤400保持不動(dòng)，使所述載臺(tái)600攜帶基底100進(jìn)行自轉(zhuǎn)，并且沿X軸方向作水平運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜200的平坦化。

上述薄膜的形成方法，通過(guò)在基底表面形成厚度大于凸起部高度的薄膜，然后對(duì)薄膜進(jìn)行平坦化，能夠消除薄膜表面的高度差，從而在后續(xù)制程中，基底進(jìn)入設(shè)備固定于載臺(tái)上時(shí)，載臺(tái)與薄膜表面之間的真空度能夠符合要求，不會(huì)出現(xiàn)基底從載臺(tái)掉落、無(wú)法作業(yè)等問(wèn)題。

現(xiàn)有技術(shù)無(wú)論是采用貼膠帶墊高還是形成偽凸起部的方式都無(wú)法避免薄膜表面的高度差，由于晶圓薄膜表面不齊平，在被載臺(tái)吸附后晶圓另一側(cè)表面很難保持完全水平，從而后續(xù)再對(duì)晶圓進(jìn)行減薄時(shí)，晶圓壓迫受力不均勻，對(duì)晶圓減薄后的表面的平整度有較大的影響，晶圓厚度的變化量較大，所述晶圓厚度變化量指晶圓厚度最大值與最小值的差值。

表1示出了分別采用現(xiàn)有技術(shù)的貼膠墊高方式以及本發(fā)明的方法在兩個(gè)相同的晶圓上形成薄膜之后，再分別對(duì)兩個(gè)晶圓進(jìn)行研磨之后的晶圓厚度變化量(TTV)，分別在晶圓的9個(gè)位置進(jìn)行厚度采樣。請(qǐng)參考圖7，為晶圓采樣位置的示意圖，所述9個(gè)位置分別位于晶圓相互垂直的兩個(gè)直徑上，其中一條直徑為晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記所在直徑。

現(xiàn)有技術(shù)形成薄膜后再進(jìn)行研磨后的晶圓的晶圓厚度變化量為6μm，而采用本發(fā)明的方法形成薄膜之后，在進(jìn)行研磨的晶圓的晶圓厚度變化量?jī)H為3μm，由此可見(jiàn)，本發(fā)明的技術(shù)方案通過(guò)對(duì)薄膜進(jìn)行平坦化，首先將薄膜的厚度變化量降到最低，以一個(gè)更平整的平面吸附在載臺(tái)上，后續(xù)再對(duì)晶圓進(jìn)行研磨可以使得晶圓的厚度變化量也降低。

表1晶圓厚度變化量

本發(fā)明的具體實(shí)施方式還提供一種采用上述方法形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

請(qǐng)參考圖3，為所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的示意圖。

所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：基底100，所述基底100包括第一區(qū)域I和第二區(qū)域II，所述基底100的第二區(qū)域II表面具有凸起部101；覆蓋所述基底100的第一區(qū)域I和第二區(qū)域II的薄膜201，所述第一區(qū)域I和第二區(qū)域II上的薄膜201表面齊平且高于凸起部101頂部。

所述基底100包括半導(dǎo)體襯底及其表面形成的半導(dǎo)體器件、介質(zhì)層、金屬互連層等。所述凸起部101的數(shù)量為至少一個(gè)，可以為金屬凸塊或焊球，作為采用倒裝焊工藝進(jìn)行封裝時(shí)的焊接位置，本實(shí)施方式中，所述襯底為晶圓，凸起部101為金屬凸塊。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，所述凸起部101還可以是其他器件或結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施方式中，所述基底100包括第一區(qū)域I和第二區(qū)域II，第一區(qū)域I位于第二區(qū)域II外圍，所述凸起部101形成于基底100的第二區(qū)域II上，從而基底100的第一區(qū)域I表面低于所述凸起部101的頂部。

所述薄膜201為晶圓切割保護(hù)膜，用于在后續(xù)研磨或切割工藝中對(duì)基底100上形成的器件、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行保護(hù)。所述薄膜201可以是UV膜或藍(lán)膜，本實(shí)施方式中，所述相鄰?fù)蛊鸩?01之間為未被填充的空隙狀態(tài)。所述薄膜201的表面平整，從而在后續(xù)制程中，基底進(jìn)入設(shè)備固定于載臺(tái)上時(shí)，載臺(tái)與薄膜表面之間的真空度能夠符合要求，不會(huì)出現(xiàn)基底從載臺(tái)掉落、無(wú)法作業(yè)等問(wèn)題。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式中，覆蓋所述基底100的第一區(qū)域I的薄膜厚度大于凸起部101最大高度的三倍，從而使得凸起部101頂部的薄膜201厚度大于凸起部101最大高度的兩倍，從而所述薄膜201能夠?qū)ν蛊鸩?01起到足夠的保護(hù)作用。

上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的基底表面具有厚度大于凸起部高度的薄膜，且所述薄膜表面齊平，沒(méi)有高度差，從而在后續(xù)制程中，基底進(jìn)入設(shè)備固定于載臺(tái)上時(shí)，載臺(tái)與薄膜表面之間的真空度能夠符合要求，不會(huì)出現(xiàn)基底從載臺(tái)掉落、無(wú)法作業(yè)等問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上對(duì)基底進(jìn)行研磨，可以使基底受壓更均勻，降低基底的厚度變化量。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。