晶圆的切割工艺及晶圆的生产方法

摘要

本发明提供了一种晶圆的切割工艺及晶圆的生产方法，涉及半导体晶圆加工技术领域，包括如下步骤：(a)提供晶圆，所述晶圆包括正面和与正面相对应的背面；(b)提供底膜，所述底膜粘附于固定环上，且所述底膜的外缘大于所述固定环的外缘；(c)贴膜，将所述晶圆的背面粘附于所述底膜上；(d)切割，自晶圆的正面向其背面切割粘附有底膜的所述晶圆，以将所述晶圆切割成多个晶粒，且多个晶粒分别粘附于底膜上，解决了现有晶圆切割工艺需要其它附属工具将底膜固定，导致生产效率低的技术问题，达到了利用底膜边缘与固定环外缘的容差进行扩膜固定，提高了生产效率，降低了生产成本的技术效果。

说明书

技术领域

本发明涉及半导体晶圆加工技术领域，尤其是涉及一种晶圆的切割工艺及晶圆的生产方法。

背景技术

近年来，随着光电产业的迅猛发展，高集成和高性能的半导体晶圆需求也越来越大，为了大幅度节约成本和提高制造效率，在大批量生产中往往在晶圆上沉积集成电路芯片或电路元件结构，然后再分割成各个晶粒，最后再进行封装和焊接，因此，晶圆切割工艺对提高成品率和封装效率有着重要影响。

现有的晶圆切割工艺是将晶圆粘附于固定在固定环上的底膜后再进行切割，之后再进行扩膜，以将晶粒取出，进行后续的封装工序。在进行扩膜时，需要通过其它的附属工具将底膜固定在扩膜机上，才能进行扩膜生产，过程繁琐，耗费了大量的人力和物力，导致晶圆的生产效率很低，生产成本很高。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种晶圆的切割工艺，以缓解现有的晶圆切割工艺中，在进行扩膜时，需要通过其它的附属工具将底膜固定在扩膜机上才能进行扩膜生产，过程繁琐，耗费了大量的人力和物力，导致晶圆的生产效率很低，生产成本很高的技术问题。

本发明提供的晶圆的切割工艺，包括如下步骤：

(a)提供晶圆，所述晶圆包括正面和与正面相对应的背面；

(b)提供底膜，所述底膜粘附于固定环上，且所述底膜的边缘大于所述固定环的外缘；

(c)贴膜，将所述晶圆的背面粘附于所述底膜上；

(d)切割，自晶圆的正面向其背面切割粘附有底膜的所述晶圆，以将所述晶圆切割成多个晶粒，且多个晶粒分别粘附于底膜上。

进一步的，所述晶圆的切割工艺还包括设置于步骤(d)之后的步骤(e)扩膜，以将多个晶粒之间的距离拉大，将晶粒取出。

进一步的，在步骤(e)中，将粘附有晶粒的底膜固定于扩膜机载台上进行扩膜。

进一步的，在步骤(d)中，采用刀片或激光对所述晶圆进行切割。

进一步的，所述晶圆的正面设置有切割道，所述刀片或激光沿所述切割道进行切割。

进一步的，在步骤(c)中，所述晶圆与所述固定环共圆心，且所述固定环的外缘大于所述晶圆的边缘。

进一步的，所述晶圆的切割工艺还包括设置于步骤(d)和步骤(e)之间的步骤(s)针测，将多个所述晶粒分别进行电性能测试，将不合格的晶粒进行标记。

进一步的，所述底膜的厚度为0.08～0.12mm，所述底膜为切割胶带、蓝膜或白膜。

进一步的，所述固定环的材质为不锈钢。

本发明的目的之二在于还提供了一种晶圆的生产方法，以缓解现有的晶圆切割工艺中，在进行扩膜时，需要通过其它的附属工具将底膜固定在扩膜机上才能进行扩膜生产，过程繁琐，耗费了大量的人力和物力，导致晶圆的生产效率很低，生产成本很高的技术问题。

本发明提供的晶圆的生产方法，包括本发明提供的晶圆的切割工艺。

本发明提供的晶圆的切割工艺，通过采用边缘大于固定环外缘的底膜作为晶圆的承载物，使其切割后进行扩膜时，不需要其它附属工具即可直接将底膜固定于扩膜机的载台上，操作方便快捷，节约了大量的人力物力，提高了晶圆的生产效率，降低了生产成本。

本发明提供的晶圆的生产方法，通过采用本发明提供的切割工艺，使用边缘大于固定环外缘的底膜作为晶圆的承载物，使其切割后进行扩膜时，不需要其它附属工具即可直接将底膜固定于扩膜机的载台上，操作方便快捷，节约了大量的人力物力，提高了晶圆的生产效率，降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的晶圆的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的晶圆粘附于底膜上的横截面结构示意图。

图标：100-晶圆；101-正面；102-背面；103-切割道；200-底膜；300-固定环。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种晶圆的切割工艺，包括如下步骤：

(a)提供晶圆，所述晶圆包括正面和与正面相对应的背面；

(b)提供底膜，所述底膜粘附于固定环上，且所述底膜的边缘大于固定环的外缘；

(c)贴膜，将晶圆的背面粘附于底膜上；

(d)切割，自晶圆的正面向其背面切割粘附有底膜的晶圆，以将晶圆切割成多个晶粒，且多个晶粒分别粘附于底膜上。

在本发明中，底膜为晶圆提供支撑和保护，保持晶圆在切割时位置的稳定性，同时底膜还能作为后续扩膜工艺中晶粒的承载物，通过扩膜机将底膜拉伸，以使得晶粒之间的间隙增大，便于将晶粒取出。

在步骤(b)中，通过将底膜粘附于固定环上，以避免底膜发生褶皱，造成切割后晶粒之间的相互碰撞，形成晶粒的崩边等损害，导致晶粒的良品率降低。

在本发明中，固定环为环形元件，且固定环的外缘大于晶圆的边缘，从而为晶圆提供保护，避免晶圆被划伤或蹭伤。

现有的晶圆切割工艺中，底膜的边缘的与固定环的外缘重合，底膜无任何容差，导致在将粘附有晶粒的底膜进行扩膜时需要在底膜的边缘通过附属工具如胶带等固定后，才能进行扩膜操作，耗费了大量的人力和物力，严重影响了晶圆的生产效率，使晶圆的生产成本居高不下。

本发明提供的晶圆的切割工艺，通过采用边缘大于固定环外缘的底膜作为晶圆的承载物，使其切割后进行扩膜时，不需要其它附属工具即可直接将底膜固定于扩膜机的载台上，操作方便快捷，节约了大量的人力物力，提高了晶圆的生产效率，降低了生产成本。

在本发明的优选实施方式中，底膜为正方形或圆形，且底膜与固定环共中心，若底膜为正方形时，底膜的边长大于固定环外缘的直径，若底膜为圆形时，底膜的直径大于固定环外缘的直径；更优选的，底膜为圆形时，底膜的直径大于固定环外缘的直径20～40mm。

在本发明的优选实施方式中，晶圆的切割工艺还包括设置于步骤(d)之后的步骤(e)扩膜，以将多个晶粒之间的距离拉大，将晶粒取出。

晶圆在切割后，多个晶粒之间的间距很小，将晶粒取出时很容易与相邻晶粒发生碰撞造成崩边和划伤等缺陷，为了提高晶粒的良品率，在本发明提供的晶圆的切割工艺的优选实施方式中，可以通过扩膜工艺使晶粒之间的间距扩大，便于将晶粒取出，减少晶粒的损伤，提高晶粒的良品率。

在本发明的优选实施方式中，将粘附有晶粒的底膜固定于扩膜机载台上进行扩膜。

由于本发明提供的晶圆切割工艺中，所采用的底膜的边缘大于固定环的外缘，因此，底膜的边缘与固定环的外缘之间只有一定的容差，能够直接将粘附有晶粒的底膜的边缘固定于扩膜机的载台上进行扩膜操作，而无需使用其它辅助工具进行固定，方便快捷，能够显著提高晶圆的生产效率。

在本发明的优选实施方式中，采用刀片或激光对晶圆进行切割，优选采用激光对晶圆进行切割。

传统的晶圆加工中，采用刀片划片对晶圆进行切割，通过机械力直接作用在晶圆表面，在晶体的内部产生应力损伤，容易产生晶粒崩边及晶粒破损。

激光属于无接触式加工，不对晶圆产生机械应力的作用，对晶圆损伤较小。由于激光在聚焦上的优点，聚焦点可小到亚微米数量级，从而对晶圆的微处理更具优越性，即使在不高的脉冲能量水平下，也能得到较高的能量密度，有效地进行材料加工，将切割时晶圆所受的碳化影响降到最低限度。

采用激光切割晶圆具有如下优点：激光切割晶圆是非机械式的，能够有效避免出现芯片破碎和其它损坏现象；通过光纤激光器进行切割对晶粒的电性能影响较小，可以提供更高的晶粒良品率；同时能够加快切割速度，提高晶圆的切割效率。

在本发明的优选实施方式中，晶圆的正面设置有切割道，激光沿晶圆的切割道进行切割。

通过腐蚀法在晶圆上制备切割道，以便于进行切割时，激光能够沿切割道，从晶圆的正面向晶圆的背面切割，使晶圆分割成多个井然有序，排列于底膜上的晶粒。

在本发明的优选实施方式中，晶圆与固定环共圆心，且固定环的外缘大于晶圆的边缘。

通过设置固定环支撑底膜，以避免底膜褶皱，减少晶粒之间相互碰撞的发生率，提高晶粒的良品率。为了为晶圆提供更好的保护，在本发明的优选实施方式中，使晶圆与固定环共圆心，以便于在晶圆的切割工艺中，晶圆的位置更准确，对晶圆的损伤更小。

在本发明的优选实施方式中，晶圆的切割工艺还包括设置于步骤(d)和步骤(e)之间的步骤(s)针测，将多个所述晶粒分别进行电性能测试，将不合格的晶粒进行标记。

晶圆切割后形成多个晶粒，这些晶粒需要通过晶片允收测试，多个晶粒将一一经过针测仪器以测试其电气特性，本领域技术人员根据掌握的普通技术知识找出不合格晶粒，将不合格的晶粒标上记号，以便于后续在后续工序中，将不合格的晶粒剔除。

在本发明的优选实施方式中，采用黑色签字笔对不合格晶粒进行标记。

在本发明的优选实施方式中，底膜的厚度为0.08～0.12mm，底膜为切割胶带、蓝膜或白膜。

底膜为晶圆提供支撑，以保持晶圆在切割过程中保持位置的稳定性。经多次试验证明，底膜的厚度为0.08～0.12mm时，最便于晶圆的粘附和切割。

根据晶圆类型和切割工艺的要求，底膜可以选择切割胶带、蓝膜或白膜。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种晶圆的生产方法，包括本发明提供的晶圆的切割工艺。

本发明提供的晶圆的生产方法包括晶棒制造、晶棒切割、晶圆刻蚀、晶圆切割、芯片封装等工艺，通过采用本发明提供的晶圆的切割工艺，使用边缘大于固定环外缘的底膜作为晶圆的承载物，使其切割后进行扩膜时，不需要其它附属工具即可直接将底膜固定于扩膜机的载台上，操作方便快捷，节约了大量的人力物力，提高了晶圆的生产效率，降低了生产成本。

为了更好的理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

图1为本发明实施例1提供的晶圆的结构示意图；图2为本发明实施例1提供的晶圆粘附于底膜上的横截面结构示意图；如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种晶圆的切割工艺，包括如下步骤：

(a)提供晶圆100，晶圆100的规格为5.5英寸；晶圆100具有正面101和正面101相对的背面102，且晶圆100的正面101具有切割道103；

(b)提供底膜200，底膜200的厚度为0.10mm，底膜200为圆形，且底膜200的直径为230mm，将底膜200粘附在直径为210mm的固定环300上，且底膜200与固定环300共圆心；

(c)贴膜，将晶圆100的背面102粘附于底膜200上，且晶圆100与固定环300共圆心；

(d)切割，采用激光自晶圆100的正面101向其背面102，沿切割道103切割晶圆100，将晶圆100分割成多个晶粒，且多个晶粒分别粘附于底膜200上。

在本实施例中，底膜200为蓝膜。

实施例2

本发明实施例提供了一种晶圆的切割工艺，本实施例与实施例1的不同之处在于，在步骤(b)中，底膜为正方形，且底膜的边长为250mm，且底膜与固定环共中心。

在本实施例中，底膜为白膜。

除此之外，实施例1描述的技术方案，也属于本实施例，本实施例不再赘述。

实施例3

本发明实施例提供了一种晶圆的切割工艺，本实施例与实施例1的不同之处在于，还包括设置于步骤(d)之后的步骤(e)扩膜，利用底膜边缘与固定环外缘的容差，将粘附有晶粒的底膜固定在扩膜机的载台上，在温度50℃下进行扩膜操作，以使晶粒之间的间隙增大，以将晶粒取出，进行后续的封装操作。

除此之外，实施例1描述的技术方案，也属于本实施例，本实施例不再赘述。

实施例4

本发明实施例提供了一种晶圆的切割工艺，本实施例与实施例3的不同之处在于，还包括设置于步骤(d)和步骤(e)之间的步骤(s)针测，将多个晶粒一一经过针测仪器测试电气特性，将测试不合格的晶粒通过黑色签字笔标上记号，以使得在进行扩膜取粒操作时，能够将不合格的晶粒剔除。

除此之外，实施例3描述的技术方案，也属于本实施例，本实施例不再赘述。

本发明实施例1-4提供的晶圆的切割工艺，通过采用边缘大于固定环的外缘的底膜作为晶圆的承载物，使其切割后进行扩膜时，不需要其它附属工具即可直接将底膜固定于扩膜机的载台上，操作方便快捷，节约了大量的人力物力，提高了晶圆的生产效率，降低了生产成本。

实施例5

本发明实施例提供了一种晶圆的生产方法，包括晶棒制造、晶棒切割、晶圆刻蚀、晶圆切割、芯片封装工艺，其中晶圆切割采用本发明实施例1、实施例2、实施例3或实施例4所提供的晶圆的切割工艺，通过采用本发明实施例1-4中任一实施例提供的晶圆的切割工艺，使用边缘大于固定环外缘的底膜作为晶圆的承载物，使其切割后进行扩膜时，不需要其它附属工具即可直接将底膜固定于扩膜机的载台上，操作方便快捷，节约了大量的人力物力，提高了晶圆的生产效率，降低了生产成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。