一种超薄图像传感器晶片的磨制方法技术

本发明专利技术公开了一种超薄图像传感器晶片的磨制方法，主要包括粗磨、精磨、抛光和分片等工艺，为解决晶片在精磨至超薄时产生的强度不足和易碎裂问题，在精磨前通过双面UV胶蓝膜将晶片贴附在高强度透光支撑件上形成组合体，并且在后面的抛光、分片处理过程中将组合体整体转移，以解决超薄晶片进行转移易产生变形和扭曲问题。最后通过UV光照射，移除支撑件和双面UV胶蓝膜得到超薄图像传感器单体芯片。通过本发明专利技术方法磨制后的晶片厚度在100um左右，达到行业内的最薄水准，对高像素摄像头产品的整体高度减薄起到至关重要的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种超薄图像传感器晶片的磨制方法
本专利技术涉及一种超薄图像传感器晶片的磨制方法，属于晶片制造工艺

技术介绍
目前行业内应用于图像传感器晶片的磨制方法主要是将待研磨的晶片通过真空吸附的方式固定在设备的专用平台上进行粗磨、精磨、抛光、分片等处理，粗磨是将图像传感器晶片从晶片加工完成时的厚度磨制到300～400um，然后再将粗磨完成后的300～400um晶片进行精磨减薄，这个减薄过程中由于研磨用的金刚砂轮对晶片背面的硅基材是一种物理损伤过程，这会在硅基材表面形成微裂纹，晶片的应力会增加、强度会越来越弱，很容易导致晶片碎裂问题，造成产品报废，同时精磨后的晶片如果磨制的太薄，以当前现有的生产工序间的人工转移方式很容易产生变形和扭曲，这样会导致图像传感器晶片上每个单体芯片的有效成像区域的感光像素点不在一个平面上，会严重影响图像传感器芯片在摄像头产品上的成像效果。因此，以现有的生产工艺方法，如果要保证晶片在磨制过程中不易产生损坏，同步要保证转移过程中不易变形，图像传感器晶片厚度目前只能做到150um左右才最有品质保障，这满足不了我们对图像传感器晶片超薄化的要求。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种超薄图像传感器晶片的磨制方法，磨制后的晶片厚度为100um左右，达到行业内的最薄水准，并且解决超薄晶片在生产过程中进行转移易产生变形和扭曲的问题。技术方案：为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种超薄图像传感器晶片的磨制方法，包括如下步骤：(1)将待研磨的图像传感器晶片正面贴上单面UV胶蓝膜，正面朝下，通过真空吸气的方式固定在粗磨工站的可自转多孔承载平台上；(2)利用粗磨金刚砂磨轮从图像传感器晶片背面对硅基材进行打磨，同时多孔承载平台带动图像传感器晶片转动，金刚砂磨轮的推进系统带动磨轮向下运动，将图像传感器晶片厚度磨薄到250～350um；(3)将粗磨完成后的图像传感器晶片移出进行UV曝光，去掉单面UV胶蓝膜，再将图像传感器晶片正面通过双面UV胶蓝膜贴附到支撑件上，形成组合体，将组合体装在精磨工站的可自转多孔承载平台上；(4)利用精磨金刚砂磨轮从图像传感器晶片背面对硅基材再进行精细打磨，同时多孔承载平台带动图像传感器晶片转动，金刚砂磨轮的推进系统带动磨轮的向下运动，在将晶片从130～180um减薄到90～120um过程中，提高精磨金刚砂磨轮的旋转速度，并降低金刚砂磨轮的推进系统速度和多孔承载平台的自转速度，最终将图像传感器晶片厚度磨薄到90～120um；(5)将组合体转移到抛光工站对硅基材进行抛光处理；(6)将组合体转移到分片工站进行切割；(7)将切割好的图像传感器晶片硅基材面贴上单面UV胶蓝膜，并使用UV光照射双面UV胶蓝膜区域后，移除支撑件和双面UV胶蓝膜。作为优选，所述支撑件由高强度钢化玻璃制成，其厚度为4～6mm，表面强度应力为90～120MPa。作为优选，所述步骤(2)粗磨过程中粗磨金刚砂磨轮的旋转速度控制在1100～1500转/分钟，金刚砂磨轮的推进系统速度控制在5～8um/秒，多孔承载平台的自转速度控制在150～250转/分钟。作为优选，所述步骤(4)精磨过程采用的磨轮金刚砂粒直径在0.3um以下。作为优选，所述步骤(4)中，在将晶片从250～350um减薄到130～180um过程中，精磨金刚砂磨轮的旋转速度控制在1800～2200转/分钟，金刚砂磨轮的推进系统速度控制在2～4um/秒，多孔承载平台的自转速度控制在100～150转/分钟，在将晶片从130～180um减薄到90～120um过程中，精磨金刚砂磨轮的旋转速度控制在2300～2800转/分钟，金刚砂磨轮的推进系统速度控制在0.2～0.5um/秒，多孔承载平台的自转速度控制在50～100转/分钟。有益效果：本专利技术将困扰业界无法将图像传感器晶片做薄到100um左右的技术难题得以攻克，对高像素摄像头产品的整体高度减薄起到至关重要的效果；在超薄图像传感器晶片的磨制和转移过程中使用的高强度钢化玻璃支撑，同步解决在超薄化磨制过程中容易导致晶片产生裂纹，造成破碎，保证图像传感器晶片在做到最薄的同时平整度不发生改变，这样就能保证图像传感器成像清晰度保持均匀，图像传感器晶片减薄使产品具备了更好的散热功能，使图像传感器成像时的热噪点产生大大降低，提升图像画质。附图说明图1为本专利技术实施例的简要流程图。图2为本专利技术实施例中粗磨示意图。图3为本专利技术实施例中组合体示意图。图4为本专利技术实施例中精磨示意图。图5为本专利技术实施例中抛光示意图。以上图中：1-粗磨金刚砂磨轮，2-图像传感器晶片，3-300um厚度图像传感器晶片，4-双面UV胶蓝膜，5-高强度钢化玻璃支撑件，6-精磨金刚砂磨轮，7-100um厚度图像传感器晶片，8-抛光系统，9-100um厚度图像传感器晶片+双面UV胶蓝膜+高强度钢化玻璃支撑件组成的组合体。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步说明本专利技术。如图1所示，本专利技术实施公开的一种超薄图像传感器晶片的磨制方法，主要包括粗磨、精磨、抛光和分片等工艺，在粗磨前将晶片正面贴单面UV胶蓝膜，以保护正面，为解决晶片在精磨至超薄时产生的强度不足和易碎裂问题，在精磨前通过双面UV胶蓝膜将晶片贴附在高强度透光支撑件上形成组合体，并且在后面的抛光、分片处理过程中将组合体整体转移，以解决超薄晶片进行转移易产生变形和扭曲问题。最后通过UV光照射，移除支撑件和双面UV胶蓝膜得到超薄图像传感器单体芯片。所采用的高强度透光支撑件可以是厚度为4～6mm，表面强度应力为90～120MPa的高强度钢化玻璃支撑件。经过粗磨工艺后将图像传感器晶片的厚度磨薄到250～350um，再经过精磨工艺磨薄到90～120um，在精磨工艺中，将磨制过程分为两个阶段，在厚度由250～350下降到130～180um的过程中与现有工艺技术类似，粗磨金刚砂磨轮的旋转速度控制在1100～1500转/分钟，金刚砂磨轮的推进系统速度控制在5～8um/秒，多孔承载平台的自转速度控制在150～250转/分钟；当晶片从130～180um磨薄到90～120um的过程，为防止晶片强度变弱、变脆而产生较深的微裂纹，则需要多次实验精心调整各设备的参数，将精磨金刚砂磨轮的旋转速度控制在2300～2800转/分钟，金刚砂磨轮的推进系统速度控制在0.2～0.5um/秒，多孔承载平台的自转速度控制在50～100转/分钟，以保证晶片顺利磨薄到想要的厚度。下面结合图2-5说明采用本专利技术实施例的方法磨制100±3um的超薄晶片的详细磨制步骤：1)将待研磨的图像传感器晶片正面贴上单面UV胶蓝膜，保证图像传感器晶片正面的感光区域和微电路区域在磨制过程中不被摩擦和刮伤。2)将图像传感器晶片正面朝下和单面UV胶蓝膜一起，通过真空吸气的方式固定在粗磨工站的可自转多孔陶瓷承载平台上；图2为粗磨工站简要示意图，在粗磨工位时，设备机构带动粗磨金刚砂磨轮1进行匀速转动，粗磨工位的此设备机构还具备垂直向下的推进系统，推动粗磨金刚砂磨轮1匀速向下移动，图像传感器晶片2通过真空吸气的方式固定在多孔陶瓷承载平台上后，多孔陶瓷承载平台可带动图像传感器晶片2匀速转动。3)利用高速旋转的粗磨金刚砂磨轮1从图像传感器晶片2背面对硅基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超薄图像传感器晶片的磨制方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将待研磨的图像传感器晶片正面贴上单面UV胶蓝膜，正面朝下，通过真空吸气的方式固定在粗磨工站的可自转多孔承载平台上；（2）利用粗磨金刚砂磨轮从图像传感器晶片背面对硅基材进行打磨，同时多孔承载平台带动图像传感器晶片转动，金刚砂磨轮的推进系统带动磨轮向下运动，将图像传感器晶片厚度磨薄到250~350um；（3）将粗磨完成后的图像传感器晶片移出进行UV曝光，去掉单面UV胶蓝膜，再将图像传感器晶片正面通过双面UV胶蓝膜贴附到支撑件上，形成组合体，将组合体装在精磨工站的可自转多孔承载平台上；（4）利用精磨金刚砂磨轮从图像传感器晶片背面对硅基材再进行精细打磨，同时多孔承载平台带动图像传感器晶片转动，金刚砂磨轮的推进系统带动磨轮的向下运动，在将晶片从130~180um减薄到90~120um过程中，提高精磨金刚砂磨轮的旋转速度，并降低金刚砂磨轮的推进系统速度和多孔承载平台的自转速度，最终将图像传感器晶片厚度磨薄到90~120um；（5）将组合体转移到抛光工站对硅基材进行抛光处理；（6）将组合体转移到分片工站进行切割；（7）将切割好的图像传感器晶片硅基材面贴上单面UV胶蓝膜，并使用UV光照射双面UV胶蓝膜区域后，移除支撑件和双面UV胶蓝膜。...

【技术特征摘要】
1.一种超薄图像传感器晶片的磨制方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将待研磨的图像传感器晶片正面贴上单面UV胶蓝膜，正面朝下，通过真空吸气的方式固定在粗磨工站的可自转多孔承载平台上；（2）利用粗磨金刚砂磨轮从图像传感器晶片背面对硅基材进行打磨，同时多孔承载平台带动图像传感器晶片转动，金刚砂磨轮的推进系统带动磨轮向下运动，将图像传感器晶片厚度磨薄到250~350um；（3）将粗磨完成后的图像传感器晶片移出进行UV曝光，去掉单面UV胶蓝膜，再将图像传感器晶片正面通过双面UV胶蓝膜贴附到支撑件上，形成组合体，将组合体装在精磨工站的可自转多孔承载平台上；（4）利用精磨金刚砂磨轮从图像传感器晶片背面对硅基材再进行精细打磨，同时多孔承载平台带动图像传感器晶片转动，金刚砂磨轮的推进系统带动磨轮的向下运动，在将晶片从130~180um减薄到90~120um过程中，提高精磨金刚砂磨轮的旋转速度，并降低金刚砂磨轮的推进系统速度和多孔承载平台的自转速度，最终将图像传感器晶片厚度磨薄到90~120um；（5）将组合体转移到抛光工站对硅基材进行抛光处理；（6）将组合体转移到分片工站进行切割；（7）将切割好的图像传感器晶片硅基材面贴上单面UV胶蓝膜，并使用UV光照射双面UV胶蓝膜区域后，移除支...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亚，王成，
申请(专利权)人：江苏正桥影像科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32