[發明專利]一種超薄晶圓的劃切方法

在審

• 申請號: 202110369726.2
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113172781A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 張迪;邵俊永;王戰;閆賀亮;陳月濤
• 申請（專利權）人: 鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司
• 主分類號: B28D5/02
• 分類號: B28D5/02;H01L21/78
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 程世芳

一種超薄晶圓的劃切方法，利用跳步劃切的方式，首先將晶圓劃切為較大芯片顆粒，將晶圓內應力進行釋放，然后再將較大芯片顆粒劃切為更小顆粒，直至劃切為目標尺寸，該方法適用于30～200μm厚度晶圓的劃切，完美解決了超薄晶圓容易發生裂片、崩邊的問題，降低劃切過程中飛晶發生概率，降低超薄晶圓劃切正面、背面崩邊不良率，提高超薄晶圓劃切效率。

技術領域

本發明屬于涉及半導體芯片制造技術領域，特別涉及一種超薄晶圓的劃切方法。

背景技術

隨著半導體晶圓制程對縮小特征尺寸和引入全尺寸3D集成的需求提升，晶圓厚度向越來越薄的趨勢發展，逐步進入50μm以內厚度的范疇。但獲得更薄晶圓的代價卻是令它們變得極度脆弱，因為深度的減薄工藝和后端的金屬化工藝會給超薄晶圓施加額外應力，給晶圓劃片加工帶來了較大的風險，稍有不慎就會導致晶圓裂片、崩邊等現象，造成芯片不良甚至報廢。

申請號為201310408770.5的中國發明專利公開了一種50μm超薄芯片生產方法，該生產方法對晶圓進行減薄處理后，采用的是階梯模式對晶圓進行切割，即第一劃片刀在晶圓上形成第一刀痕，然后采用第二劃片刀在第一刀痕的底部向下切割到晶圓底部而完成晶圓切割。該方法使用的兩種劃片刀厚度不同，只能在雙軸劃片機上進行實施，而市場上大量存在的單軸劃片機卻無法實現。

申請號為201811115104.1的中國發明專利公開了一種多光源激光開槽工藝，該工藝使用四窄光束激光對晶圓切割道內的低介電材料進行切割，形成開槽，再沿著所述開槽使用劃片刀對晶圓切割道內的硅襯底進行切割。該工藝采用先激光開槽，再劃片刀機械切割切透的方法，但需要激光劃片機的配合，激光劃片機價格昂貴，并不是所有代工廠都能夠使用，具有一定局限性。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術的不足，提供一種超薄晶圓的劃切方法，解決現有技術中超薄晶圓容易發生裂片、崩邊的問題。

為解決以上技術問題，本發明采用的技術方案是：

該超薄晶圓的劃切方法，包括以下步驟：

（1）將晶圓背面貼上膠膜，放入60℃～80℃烘箱中烘烤10～30min；

（2）取出烘烤后的晶圓并自然冷卻至室溫，隨后將貼有膠膜的晶圓放置在劃片機的陶瓷工作盤上，并開啟真空；

（3）將劃片刀安裝在劃片機主軸上并完成修刀和測高程序；

（4）使用主軸轉速20000～40000r/min，進刀速度20～40mm/s的工藝參數對晶圓沿橫向即CH1方向進行劃切，步進間距為N*b，其中b表示晶粒寬度，N=2、3、4……；

（5）使用主軸轉速20000～40000r/min，進刀速度40～80mm/s的工藝參數對晶圓沿縱向即CH2方向進行劃切，步進間距為N*a，其中a表示晶粒長度，N=2、3、4……；

（6）使用主軸轉速20000～40000r/min，進刀速度20～40mm/s的工藝參數對晶圓CH3方向進行劃切，步進間距為（N-1）*b，其中b表示晶粒寬度，N=2、3、4……；

（7）使用主軸轉速20000～40000r/min，進刀速度40～80mm/s的工藝參數對晶圓CH4方向進行劃切，步進間距為（N-1）*a，其中a表示晶粒長度，N=2、3、4……；

（8）重復執行步驟4）和步驟5），直至晶圓劃切為芯粒目標尺寸a x b。

所述步驟1）中的膠膜采用藍膜、白膜或UV膜。

步驟4）和步驟5）切過程中使用冷卻水對晶圓及劃片刀進行沖洗。

所述CH1與CH3相互平行，CH2與CH4相互平行。

步驟4）、5）、6）、7）中進行劃切時，劃切深度為晶圓的實際厚度+0.03～0.04mm。

本發明的有益效果是：