[發(fā)明專利]晶圓的切割方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011355128.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN112447591B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖酉;蘇亞青;譚秀文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華虹半導(dǎo)體（無錫）有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/78
• 分類號(hào): H01L21/78;H01L21/67;H01L21/66
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 焦健

本發(fā)明公開了一種晶圓的切割方法，在切割單元對(duì)晶圓進(jìn)行環(huán)切時(shí)，在晶圓下方設(shè)置熱感模塊，熱感模塊與切割頭在晶圓兩面分別放置；熱感模塊在切割時(shí)，能實(shí)時(shí)感應(yīng)到切割過程中切割區(qū)域的溫度的變化，并將信號(hào)傳輸給信號(hào)處理單元，信號(hào)處理單元將熱感信號(hào)傳送至數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元通過反饋信號(hào)回路對(duì)切割頭進(jìn)行控制，精確控制切割量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域，特別是指一種晶圓的切割方法。

背景技術(shù)

隨著IC技術(shù)的進(jìn)步日新月異的發(fā)展，對(duì)芯片的集成度、速度和可靠性的要求越來越高，這便要求芯片要更小更薄。同時(shí)為了降低單顆芯片的生產(chǎn)成本及更好的產(chǎn)品性能控制考慮，越來越多的芯片類型開始采用12寸的硅片進(jìn)行生產(chǎn)。

12寸晶圓背面減薄技術(shù)在功率器件領(lǐng)域的典型流程為TAIKO磨削、背面濕法刻蝕、背面金屬化、切環(huán)和取環(huán)。TAIKO工藝在對(duì)晶片進(jìn)行研削時(shí)，將保留晶片外圍的邊緣部分（約3mm左右），只對(duì)圓內(nèi)進(jìn)行研削薄型化。TAIKO工藝的優(yōu)點(diǎn)是通過在晶片外圍留邊來減少晶片翹曲，提高晶片強(qiáng)度。通過導(dǎo)入這項(xiàng)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)降低薄型晶片的搬運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)和減少翹曲的作用。這個(gè)工藝流程通過引入TAIKO環(huán)，使得減薄后的晶圓在TAIKO環(huán)的支撐作用下，在后續(xù)工序的作業(yè)過程中的翹曲在可接受的范圍內(nèi)，增加了后續(xù)工序的可作業(yè)性，降低了晶圓破片的風(fēng)險(xiǎn)。近些年，由于激光環(huán)切工藝的產(chǎn)出上面的優(yōu)勢(shì)，激光環(huán)切工藝已在生產(chǎn)中得到了應(yīng)用，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，我們發(fā)現(xiàn)由于晶圓自身厚度的變化，激光能量的變化，切割材料的變化，導(dǎo)致激光環(huán)切過程中的工藝精確控制變得艱難，容易出現(xiàn)局部灼傷或者切割不足的現(xiàn)象出現(xiàn)。其工藝過程中的精確控制，便愈來愈是一個(gè)必須要去解決的問題。

采用TAIKO減薄方式的晶圓，在研磨過程中，離邊一定距離區(qū)域不進(jìn)行磨削，以便留下一定寬度的支撐環(huán)（TAIKO Ring），增強(qiáng)后續(xù)站點(diǎn)工藝作業(yè)的能力。

目前的激光環(huán)切工藝采用固定時(shí)間的方式進(jìn)行環(huán)切工藝，這個(gè)固定的時(shí)間是基于以往工藝過程中積累的經(jīng)驗(yàn)值，通過切割的時(shí)長(zhǎng)來粗略估計(jì)切割效果，這個(gè)時(shí)長(zhǎng)很難根據(jù)實(shí)際情況實(shí)施調(diào)整，存在切割時(shí)間不足或者過長(zhǎng)的問題，切割時(shí)間不足，會(huì)導(dǎo)致支撐環(huán)與有效die區(qū)域還有連接，取環(huán)過程中，會(huì)導(dǎo)致造成裂紋，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致產(chǎn)生裂片；切割時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致，WPH（每小時(shí)晶圓流片數(shù)）過低，并且灼傷支撐晶圓的UV膜，造成晶圓外觀上的損傷缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種晶圓的切割方法，實(shí)現(xiàn)晶圓環(huán)切的精確切割，克服切割不足或者切割過度的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明所述的一種晶圓的切割方法，在切割單元對(duì)晶圓進(jìn)行環(huán)切時(shí)，在晶圓下方設(shè)置熱感模塊，熱感模塊與切割頭在晶圓兩面分別放置；熱感模塊在切割時(shí)，能實(shí)時(shí)感應(yīng)到切割過程中切割區(qū)域的溫度的變化，并將溫度信號(hào)傳輸給信號(hào)處理單元，信號(hào)處理單元將溫度信號(hào)傳送至數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元通過反饋信號(hào)回路對(duì)切割頭進(jìn)行控制，精確控制切割量。

進(jìn)一步地改進(jìn)是，所述的切割頭在對(duì)晶圓進(jìn)行切割時(shí)，由于切割時(shí)間及切割量的不同，導(dǎo)致切割點(diǎn)的溫度發(fā)生變化，在切割過程中溫度會(huì)不斷上升，而當(dāng)將晶圓切透時(shí)，溫度會(huì)出現(xiàn)突變，因此基于對(duì)切割區(qū)域的溫度監(jiān)控來抓取切割的停止點(diǎn)。

進(jìn)一步地改進(jìn)是，所述的熱感模塊的數(shù)量為1～10個(gè)。

進(jìn)一步地改進(jìn)是，在晶圓吸附于切割臺(tái)面上之后，所述的熱感模塊安裝在晶圓半徑130～150mm區(qū)域的正下方位置。

進(jìn)一步地改進(jìn)是，所述的熱感模塊將晶圓切割過程中的溫度信息經(jīng)信號(hào)處理單元傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元內(nèi)置一個(gè)閾值，當(dāng)晶圓切割位置的溫度達(dá)到所述閾值時(shí)，數(shù)據(jù)處理單元通過反饋信號(hào)電路對(duì)切割頭的切割狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。

進(jìn)一步地改進(jìn)是，通過所述的反饋信號(hào)電路，實(shí)現(xiàn)熱感模塊與切割頭之間的反饋與聯(lián)動(dòng)。

進(jìn)一步地改進(jìn)是，根據(jù)晶圓切割區(qū)域切透前與切透后的溫度的突變，及時(shí)偵測(cè)到切透的時(shí)間點(diǎn)，達(dá)到對(duì)激光環(huán)切工藝的精確控制。