本申請屬于半導體，具體涉及一種晶圓處理方法。

背景技術：

1、半導體晶圓是制備半導體器件的上游材料，對半導體行業(yè)的發(fā)展具有較大影響。半導體晶圓通常由晶圓錠切割得到，切割后得到的晶圓表面存在切割線痕等缺陷，部分線痕深度較大，例如，硅晶圓的切割線痕達到20μm左右，嚴重劣化了晶圓的表面狀態(tài)。然而，半導體器件對晶圓的表面粗糙度有嚴格要求(表面粗糙度ra≤0.2nm)，要想達到這樣的表面粗糙度，需要對晶圓表面進行多道研磨和研磨后的拋光等表面處理工序，消除切割線痕等缺陷的影響，惡劣的晶圓表面狀態(tài)導致研磨等表面處理工序復雜繁瑣、周期長、成本高。因此，本領域亟需一種低成本、簡單且高效的晶圓處理方法。

技術實現(xiàn)思路

1、技術問題

2、晶圓由晶圓錠切割而來，切割后得到的晶圓表面存在大量切割線痕等缺陷，部分線痕深度較大，嚴重劣化了晶圓的表面狀態(tài)，需要對晶圓表面進行多道研磨和研磨后的拋光等表面處理工序，方能達到半導體器件對晶圓的表面粗糙度的要求，研磨等表面處理工序復雜繁瑣、周期長、成本高。

3、技術方案

4、本發(fā)明第一方面提供了一種晶圓處理方法，包括以下步驟：一種晶圓處理方法，其特征在于，包括以下步驟：準備初始晶圓，所述初始晶圓具有待處理表面；對所述初始晶圓設置預設離子注入基準面，自所述待處理表面向初始晶圓進行離子注入，將離子注入到預設離子注入基準面處，得到離子注入后的晶圓；對所述離子注入后的晶圓自預設離子注入基準面處進行剝離處理，得到剝離后的晶圓；對所述剝離后的晶圓的剝離面進行拋光處理，得到處理后的晶圓。

5、本發(fā)明通過離子注入結合拋光對從晶圓錠上切割下的初始晶圓進行處理，從晶圓錠上切割下的初始晶圓表面狀態(tài)差，存在切割線痕等缺陷，通過設置預設離子注入基準面，將離子注入到預設離子注入基準面，剝離時可直接將切割線痕等缺陷剝離掉，拋光后即可達到所需表面粗糙度，離子注入替代傳統(tǒng)處理工藝的多道研磨工序，處理方法簡單高效，周期短，退火剝離可實現(xiàn)批量化處理，成本低。

6、在一些實施例中，所述離子注入的注入能量根據(jù)以下方式獲?。韩@取所述待處理表面的表面起伏分布數(shù)據(jù)；基于所述表面起伏分布數(shù)據(jù)和預設離子注入基準面，得到所述待處理表面的各個位置所對應的待剝離厚度；基于所述待處理表面的各個位置所對應的待剝離厚度，確定離子注入時對應于所述待處理表面的各個位置的離子注入能量。

7、在一些實施例中，所述待處理表面的各個位置所對應的待剝離厚度為所述待處理表面的各個位置到所述預設離子注入基準面的沿離子注入的注入方向上的距離。從晶圓錠上切割下的初始晶圓表面狀態(tài)差，待處理表面不同位置到預設離子注入基準面的距離不同，相同的離子注入能量無法使對應于待處理表面不同位置的注入離子均到達預設離子注入基準面。本發(fā)明通過待處理表面的表面起伏分布數(shù)據(jù)及預設離子注入基準面獲取待處理表面的各個位置所對應的待剝離厚度，進而基于不同位置的待剝離厚度調整待處理表面的不同位置的離子注入能量，使得不同位置的注入離子均到達預設離子注入基準面處，剝離在離子注入基準面引發(fā)，剝離后消除了切割線痕等缺陷，拋光即可達到所需表面粗糙度。

8、在一些實施例中，所述離子注入時的注入離子為氫離子、氦離子、氮離子、氧離子或氬離子中的一種或多種，優(yōu)選氫離子或氦離子，注入劑量為1×1016ions/cm2～3×1017ions/cm2。

9、在一些實施例中，所述預設離子注入基準面的獲取方式如下：基于所述待處理表面的表面起伏分布數(shù)據(jù)，獲取參考平面；以所述參考平面為參照面，從所述待處理表面的表面起伏分布數(shù)據(jù)中找出所述待處理表面的最低點；過所述待處理表面的最低點且平行于參考平面的面，即為預設離子注入基準面。在本實施例中，從所述待處理表面的表面起伏分布數(shù)據(jù)中找出的所述待處理表面的最低點不是以水平方向為視角得到的最低點，而是以參考平面為視角得到的最低點，可以理解為，向下平移參考平面(平移后的參考平面記為平移面)，得到至少一個與待處理表面上的點相切的平移面，在至少一個平移面中，位置最低的平移面即為預設離子注入基準面。

10、在一些實施例中，所述參考平面為距離所述待處理表面的各個位置的距離之和最小的平面。本發(fā)明以距離初始晶圓待處理表面所有點的距離之和最小的平面作為參考平面，通過初始晶圓相應表面的最低點且平行于參考平面的面作為預設離子注入基準面，優(yōu)化初始晶圓不同位置的待剝離厚度，將初始晶圓的剝離厚度最小化，既可以將切割線痕等缺陷直接剝離掉，又可以減小剝離量，減少晶圓浪費。

11、在一些實施例中，所述初始晶圓的材料為鈮酸鋰、鉭酸鋰、硅、石英、碳化硅、氮化硅、砷化鎵、氮化鎵或氧化鎵材料中的一種。本發(fā)明的初始晶圓材料不限于此。

12、在一些實施例中，所述初始晶圓為自晶圓錠上切割下的初始晶圓片，所述待處理表面為切割面。

13、在一些實施例中，所述切割的方式為金剛石線切割、機械刀片切割或激光切割中的一種或多種。

14、在一些實施例中，所述剝離處理為退火處理，剝離處理時的溫度為100～600℃。

15、在一些實施例中，所述待處理表面的數(shù)量為一個；或者，所述待處理表面包括相對的兩個待處理表面，采用上述任意一項所述的方法對兩個待處理表面進行處理，得到雙面處理的晶圓。本發(fā)明處理方法可以基于用戶需求只對初始晶圓的一面進行處理，也可以對初始晶圓的雙面進行處理，靈活性強。

16、本發(fā)明第二方面提供一種晶圓，所述通過上述任意一項所述的方法處理得到。

17、在一些實施例中，基于所述待處理表面的各個位置所對應的待剝離厚度，確定離子注入時對應于所述待處理表面的各個位置的離子注入能量的具體方式不限，任何可實現(xiàn)方式均可采用，例如可以通過仿真軟件實現(xiàn)，如通過srim軟件的離子注入能量和注入深度數(shù)據(jù)擬合得到離子注入能量和注入深度的擬合曲線，基于擬合曲線找到對應于不同待剝離厚度的離子注入能量，基于所得到的離子注入能量進行離子注入。

18、在一些實施例中，初始晶圓待處理表面的表面起伏分布數(shù)據(jù)的獲取方式不限，可以采用任何可獲取表面起伏分布數(shù)據(jù)的方式，例如可以通過平坦度測量儀fm200獲得。

技術特征：

1.一種晶圓處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述離子注入的注入能量根據(jù)以下方式獲?。?/p>

3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述待處理表面的各個位置所對應的待剝離厚度為所述待處理表面的各個位置到所述預設離子注入基準面的沿離子注入的注入方向上的距離。

4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述離子注入時的注入離子為氫離子、氦離子、氮離子、氧離子或氬離子中的一種或多種，注入劑量為1×1016ions/cm2～3×1017ions/cm2。

5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預設離子注入基準面的獲取方式如下：

6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述參考平面為距離所述待處理表面的各個位置的距離之和最小的平面。

7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始晶圓的材料為鈮酸鋰、鉭酸鋰、硅、石英、碳化硅、氮化硅、砷化鎵、氮化鎵或氧化鎵中的一種。

8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始晶圓為自晶圓錠上切割下的初始晶圓片，所述待處理表面為切割面。

9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述切割的方式為金剛石線切割、機械刀片切割或激光切割中的一種或多種。

10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述剝離處理時的溫度為100～600℃。

11.根據(jù)權利要求1-10任意一項所述的方法，其特征在于，所述待處理表面的數(shù)量為一個；或者，所述待處理表面包括相對的兩個待處理表面，采用權利要求1-10任意一項所述的方法對兩個待處理表面進行處理，得到雙面處理的晶圓。

12.一種晶圓，其特征在于通過權利要求1-11任意一項所述的方法處理得到。

技術總結
本申請屬于半導體技術領域，具體涉及一種晶圓處理方法。所述方法包括以下步驟：準備初始晶圓，所述初始晶圓具有待處理表面；對所述初始晶圓設置預設離子注入基準面，自所述待處理表面向初始晶圓進行離子注入，將離子注入到預設離子注入基準面處，得到離子注入后的晶圓；對所述離子注入后的晶圓自預設離子注入基準面處進行剝離處理，得到剝離后的晶圓；對所述剝離后的晶圓的剝離面進行拋光處理，得到處理后的晶圓。本發(fā)明的晶圓處理方法通過離子注入替代傳統(tǒng)處理工藝的多道研磨工序，處理方法簡單高效，周期短，成本低。

技術研發(fā)人員：韓智勇,胡文,洪秀鳳,邢兆輝,薛海蛟,張秀全,文姍
受保護的技術使用者：濟南晶正電子科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/8