一种超薄晶圆的划切方法技术

一种超薄晶圆的划切方法，利用跳步划切的方式，首先将晶圆划切为较大芯片颗粒，将晶圆内应力进行释放，然后再将较大芯片颗粒划切为更小颗粒，直至划切为目标尺寸，该方法适用于30～200μm厚度晶圆的划切，完美解决了超薄晶圆容易发生裂片、崩边的问题，降低划切过程中飞晶发生概率，降低超薄晶圆划切正面、背面崩边不良率，提高超薄晶圆划切效率。

【技术实现步骤摘要】
一种超薄晶圆的划切方法
本专利技术属于涉及半导体芯片制造
，特别涉及一种超薄晶圆的划切方法。
技术介绍
随着半导体晶圆制程对缩小特征尺寸和引入全尺寸3D集成的需求提升，晶圆厚度向越来越薄的趋势发展，逐步进入50μm以内厚度的范畴。但获得更薄晶圆的代价却是令它们变得极度脆弱，因为深度的减薄工艺和后端的金属化工艺会给超薄晶圆施加额外应力，给晶圆划片加工带来了较大的风险，稍有不慎就会导致晶圆裂片、崩边等现象，造成芯片不良甚至报废。申请号为201310408770.5的中国专利技术专利公开了一种50μm超薄芯片生产方法，该生产方法对晶圆进行减薄处理后，采用的是阶梯模式对晶圆进行切割，即第一划片刀在晶圆上形成第一刀痕，然后采用第二划片刀在第一刀痕的底部向下切割到晶圆底部而完成晶圆切割。该方法使用的两种划片刀厚度不同，只能在双轴划片机上进行实施，而市场上大量存在的单轴划片机却无法实现。申请号为201811115104.1的中国专利技术专利公开了一种多光源激光开槽工艺，该工艺使用四窄光束激光对晶圆切割道内的低介电材料进行切割，形成开槽，再沿着所述开槽使用划片刀对晶圆切割道内的硅衬底进行切割。该工艺采用先激光开槽，再划片刀机械切割切透的方法，但需要激光划片机的配合，激光划片机价格昂贵，并不是所有代工厂都能够使用，具有一定局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种超薄晶圆的划切方法，解决现有技术中超薄晶圆容易发生裂片、崩边的问题。为解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案是：该超薄晶圆的划切方法，包括以下步骤：（1）将晶圆背面贴上胶膜，放入60℃～80℃烘箱中烘烤10～30min；（2）取出烘烤后的晶圆并自然冷却至室温，随后将贴有胶膜的晶圆放置在划片机的陶瓷工作盘上，并开启真空；（3）将划片刀安装在划片机主轴上并完成修刀和测高程序；（4）使用主轴转速20000～40000r/min，进刀速度20～40mm/s的工艺参数对晶圆沿横向即CH1方向进行划切，步进间距为N*b，其中b表示晶粒宽度，N=2、3、4……；（5）使用主轴转速20000～40000r/min，进刀速度40～80mm/s的工艺参数对晶圆沿纵向即CH2方向进行划切，步进间距为N*a，其中a表示晶粒长度，N=2、3、4……；（6）使用主轴转速20000～40000r/min，进刀速度20～40mm/s的工艺参数对晶圆CH3方向进行划切，步进间距为（N-1）*b，其中b表示晶粒宽度，N=2、3、4……；（7）使用主轴转速20000～40000r/min，进刀速度40～80mm/s的工艺参数对晶圆CH4方向进行划切，步进间距为（N-1）*a，其中a表示晶粒长度，N=2、3、4……；（8）重复执行步骤4）和步骤5），直至晶圆划切为芯粒目标尺寸axb。所述步骤1）中的胶膜采用蓝膜、白膜或UV膜。步骤4）和步骤5）切过程中使用冷却水对晶圆及划片刀进行冲洗。所述CH1与CH3相互平行，CH2与CH4相互平行。步骤4）、5）、6）、7）中进行划切时，划切深度为晶圆的实际厚度+0.03～0.04mm。本专利技术的有益效果是：1、该超薄晶圆的划切方法，利用跳步划切的方式，首先将晶圆划切为较大芯片颗粒，将晶圆内应力进行释放，然后再将较大芯片颗粒划切为更小颗粒，直至划切为目标尺寸，该方法适用于30～200μm厚度晶圆的划切，完美解决了超薄晶圆容易发生裂片、崩边的问题。2、降低划切过程中飞晶发生概率在半导体行业，芯片尺寸的减小代表了技术水平的发展趋势。而芯片尺寸越小，其在胶膜上的粘附能力就越差，在晶圆划切过程中极易被冷却水冲掉并飞起，不仅会导致芯片流失，还会大概率击穿划片刀刀刃，造成划片刀破损报废。本专利技术采用N*芯片边长的跳步切割方法，首先将晶圆划切为较大尺寸芯片颗粒时，增加了胶膜对芯片的粘接面积，减少了晶粒发生较大位移的可能性，有效降低了飞晶的发生概率。然后再将较大尺寸芯片颗粒划切为更小尺寸颗粒时，晶圆去除材料减少，切割阻力变小，晶粒发生位移的频率也有所减小，发生飞晶的概率也有所降低。3、降低超薄晶圆划切裂片的发生概率超薄晶圆由于厚度过薄而极度脆弱，切割过程中加上胶膜粘接力不牢和支撑面积不够，极容易导致裂片、崩边等现象。本专利技术采用N*芯片边长的跳步切割方法，首先将晶圆划切为较大尺寸芯片颗粒，增加了胶膜对芯片的粘接面积，降低了晶粒发生较大位移而导致裂片现象的概率。然后再将较大尺寸芯片颗粒划切为更小尺寸颗粒，直至划切为目标尺寸，此时晶圆去除材料减少，切割阻力变小，晶粒发生位移的频率也有所减小，发生裂片现象的概率也有所降低。4、降低超薄晶圆划切正面、背面崩边不良率本专利技术中采用的N*芯片边长的跳步切割方法，首先将晶圆划切为较大尺寸芯片颗粒，使胶膜与芯片之间保持较大的粘接面积，增加了胶膜对芯片的支撑力和粘结力，避免了切割过程中由于胶膜与芯片之间粘结力不足导致芯片发生位移的现象，进而降低了晶圆划切出现正面、背面崩边的不良率。5、提高超薄晶圆划切效率现阶段超薄晶圆常规划切方法所使用的进刀速度一般为10～20mm/s。使用本专利技术所述的方法，第一次划切为较大尺寸芯片颗粒时，由于胶膜与芯片之间保持着较大的粘接面积，增加了胶膜对芯片的支撑力和粘结力，晶粒发生位移的频率较小，所以进刀速度可以达到20～40mm/s；第二次划切为更小尺寸芯片颗粒时，由于晶圆去除材料减少，切割阻力变小，晶粒发生位移的频率也有所减小，所以进刀速度可以达到40～80mm/s；与常规切割参数相比，本专利技术所述方法划切效率有显著提升。附图说明图1是本专利技术的贴膜示意图；图2是本专利技术的划切示意图；图3是本专利技术划切完毕示意图。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。本专利技术提供了一种超薄晶圆的划切方法，如图1至图3所示。该超薄晶圆的划切方法，包括以下步骤：步骤一：将晶圆背面贴上胶膜，放入60℃～80℃烘箱中烘烤10～30min，确保晶圆与胶膜之间粘贴牢靠，减少切割过程中芯片脱落。步骤二：取出烘烤后的晶圆并自然冷却至室温，随后将贴有胶膜侧的晶圆放置在划片机的陶瓷工作盘上，并开启真空。步骤三：将划片刀安装在划片机主轴上并完成修刀和测高程序。步骤四：使用主轴转速20000～40000r/min，进刀速度20～40mm/s的工艺参数对晶圆沿横向CH1方向进行划切；划切深度为晶圆的实际厚度再加上0.03～0.04mm。步进间距为N*b，（b表示晶粒宽度，N=2、3、4……）。步骤五：使用主轴转速20000～40000r/min，进刀速度40～80mm/s的工艺参数对晶圆沿纵向即CH2方向进行划切；划切深度为晶圆的实际厚度再加上0.03～0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超薄晶圆的划切方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）将晶圆背面贴上胶膜，放入60℃～80℃烘箱中烘烤10～30min；/n（2）取出烘烤后的晶圆并自然冷却至室温，随后将贴有胶膜的晶圆放置在划片机的陶瓷工作盘上，并开启真空；/n（3）将划片刀安装在划片机主轴上并完成修刀和测高程序；/n（4）使用主轴转速20000～40000r/min，进刀速度20～40mm/s的工艺参数对晶圆沿横向即CH1方向进行划切，步进间距为N*b，其中b表示晶粒宽度，N=2、3、4……；/n（5）使用主轴转速20000～40000r/min，进刀速度40～80mm/s的工艺参数对晶圆沿纵向即CH2方向进行划切，步进间距为N*a，其中a表示晶粒长度，N=2、3、4……；/n（6）使用主轴转速20000～40000r/min，进刀速度20～40mm/s的工艺参数对晶圆CH3方向进行划切，步进间距为（N-1）*b，其中b表示晶粒宽度，N=2、3、4……）；/n（7）使用主轴转速20000～40000r/min，进刀速度40～80mm/s的工艺参数对晶圆CH4方向进行划切，步进间距为（N-1）*a，其中a表示晶粒长度，N=2、3、4……；/n（8）重复执行步骤4）和步骤5），直至晶圆划切为芯粒目标尺寸a x b。/n...

【技术特征摘要】
1.一种超薄晶圆的划切方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将晶圆背面贴上胶膜，放入60℃～80℃烘箱中烘烤10～30min；
（2）取出烘烤后的晶圆并自然冷却至室温，随后将贴有胶膜的晶圆放置在划片机的陶瓷工作盘上，并开启真空；
（3）将划片刀安装在划片机主轴上并完成修刀和测高程序；
（4）使用主轴转速20000～40000r/min，进刀速度20～40mm/s的工艺参数对晶圆沿横向即CH1方向进行划切，步进间距为N*b，其中b表示晶粒宽度，N=2、3、4……；
（5）使用主轴转速20000～40000r/min，进刀速度40～80mm/s的工艺参数对晶圆沿纵向即CH2方向进行划切，步进间距为N*a，其中a表示晶粒长度，N=2、3、4……；
（6）使用主轴转速20000～40000r/min，进刀速度20～40mm/s的工艺参数对晶圆CH3方向进行划切，步进间距为（N-1）*b，其中b表示晶粒宽度，N=2、3、4…...

【专利技术属性】
技术研发人员：张迪，邵俊永，王战，闫贺亮，陈月涛，
申请(专利权)人：郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41