[發明專利]一種晶圓劈裂裝置及其方法

在審

• 申請號: 201711221347.9
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN109849201A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 北京中科鐳特電子有限公司
• 主分類號: B28D5/00
• 分類號: B28D5/00;B28D7/04;H01L21/78
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明的一種晶圓劈裂裝置及其方法，該裝置包括一主體，所述主體上具有夾緊裝置，用于將晶圓固定在所述主體上；負壓系統，用于將所述晶圓吸附在主體上，并形成密閉空間；正壓系統，用于向所述晶圓與所述主體形成的密閉空間施加氣體，使所述晶圓按照預先形成的切割道斷開，將所述晶圓進行劈裂形成晶粒。本發明采用氣體瞬間施壓將晶圓劈裂為晶粒，成品率高，降低崩邊現象。

技術領域

本發明屬于半導體材料或高硬高脆材料技術領域，涉及一種半導體晶圓加工裝置及其方法，尤其適用于一種晶圓劈裂裝置及其方法。

背景技術

隨著科學技術的進步和發展，半導體或高硬高脆材料的切割工藝也在不斷創新。現有的晶圓劈裂工藝是把預先切割好的覆膜晶圓放在加工位，預先切割可以通過激光切割或是刀具切割方法。晶圓本身放在專用的薄膜上，這個是通過晶圓覆膜機實現的。覆膜晶圓放在砧板上，通過劈刀對已經切割的晶圓道施加外力，使晶圓沿切割道裂開。

現有的的晶圓劈裂工藝雖然可以配合CCD圖像定位系統對準切割道進行晶圓的劈裂而得到多個晶粒，卻仍具有以下缺點：在對位劈裂步驟中，對劈刀的直線度，劈刀和切割道的平行度，砧板的平面度等指標要求很高，如有偏差將使該劈刀無法完全對準切割道，而直接造成晶圓損壞；每次只能劈裂一個切割道，不能劈裂多尺寸芯片晶圓(只能劈裂貫穿道，非貫穿道需要倒膜)，生產效率非常低，工藝要求過高。

鑒于上述現有的晶圓劈裂工藝存在的缺陷，本發明基于現有晶圓產品的特殊性，例如MEMS的微結構傳感器晶圓，表面有高脆鍍層等晶圓，基于新的激光切割工藝，如激光隱形切割等，結合豐富的經驗和專業知識，發明一種新的晶粒劈裂工藝，能夠改進現有的晶圓劈裂工藝，使其更具有實用性。

激光已經作為一種工具應用在各行各業。由于激光的高亮度高強度的特性，且激光光斑的尺寸可以通過聚焦鏡聚焦到微米量級，因此激光加工技術在有著高精度加工要求的行業中備受青睞，尤其是對于陶瓷、單晶硅和藍寶石等高、硬、脆難以加工的切割技術中，激光加工技術尤為受歡迎。

以半導體行業為例，晶圓的切片工藝是后道裝配工藝中的第一步。該工藝將晶圓分成單個的芯片，用于隨后的芯片鍵合、引線鍵合和測試工藝。當芯片尺寸越來越小，集成度越來越高，傳統的機械切片技術產能下降，破片率上升，產生的廢品率增加。在這種情況下，激光切割技術得以顯現優勢。由于激光屬于無接觸式加工，不對晶圓產生機械應力的作用，對晶圓損傷較小。因此激光晶圓切片技術得到大力的發展。

雖然，激光技術的應用在很大程度上緩解了上述缺陷，然而在激光技術使用時，其熱影響區過大及熔渣噴濺污染的問題仍未妥善解決，這些缺點足以影響或破壞芯片的性能，特別是透明材料，對熔渣污染問題尤為明顯。特別是對高硬高脆材料進行傳統激光加工后，裂片崩邊問題尤為明顯。無論是市面上已經使用的線光斑激光內切還是點光斑多層切割，在裂片過程中，如果切割能量過大，切割直線度和表面崩邊數值會很大，直接影響芯片質量；如果切割能量過小，那么裂片工藝會變得復雜，會使用專用的設備，即使這樣也不能保證較高的直線度和崩邊指標，尤其是針對一個晶圓上有多種尺寸的芯片，傳統工藝要通過多次倒膜裂片才能實現晶圓擴片，使用此方法既保證切割質量精度要求，又可以方便快捷擴片。

發明內容

本發明的目的提供一種新的晶圓劈裂工藝，尤其是面對新的半導體材料和新的激光切割方法的晶圓(例如隱形切割)，提高晶圓劈裂良率，提高工藝指標，如裂片后的直線的、崩邊等指標。

本發明的晶圓劈裂裝置包括一主體，所述主體上具有夾緊裝置，用于將晶圓固定在所述主體上；負壓系統，用于將所述晶圓吸附在主體上，并形成密閉空間；正壓系統，用于向所述晶圓與所述主體形成的密閉空間施加氣體，使所述晶圓按照預先形成的切割道斷開，將所述晶圓進行劈裂形成晶粒。

作為本發明的一實施方式，所述晶圓底面具有膜，所述膜與固定晶圓的框體相連接，所述夾緊裝置夾緊所述框體，從而將所述晶圓固定在所述主體上。