一种金刚刀晶圆划片加工的方法及晶圆

技术领域

本发明属于半导体集成电路封装测试领域，涉及一种金刚刀晶圆划片加工的方法及晶圆。

背景技术

晶圆划片是将整片晶圆切割分离成一颗颗芯片，目前行业内常见的划片技术有金刚刀划片技术、激光划片技术。激光划片技术采用的是高能量激光，将晶圆划片道进行隐形切割改性或者是高能量灼烧气化，使得芯片与芯片之间相互分离。激光划片技术由于设备昂贵，设备激光寿命有限，激光划片的成本要远远高于金刚刀划片，仅适用于某些特殊材质的晶圆。对于一般集成电路晶圆，金刚刀划片技术是最为主要的划片技术。

目前行业内主要的金刚刀划片方法，具体技术为：(1)使用蓝膜或者UV膜将晶圆正面贴保护膜，保护晶圆正面；(2)采用减薄机，将晶圆正面吸附在减薄机载台上，并对晶圆背面进行减薄，直至目标厚度；(3)采用贴片机，对减薄后的晶圆背面进行贴片，晶圆贴片在贴片膜上，贴片膜边缘贴在晶圆环上；(4)采用揭膜机，揭除晶圆正面的保护膜，露出晶圆正面；(5)采用金刚刀划片机，按照晶圆正面的划片道进行划片，将晶圆分割成一颗颗小芯片，划片过程中需要大量的清洗液和纯水，以冲洗干净金刚刀划片产生的硅粉；(6)采用清洗机，对划片后的芯片再次清洗、甩干，确保芯片表面无残余硅粉和水迹。

采用上述技术方法，存在的主要问题为：(1)金刚刀划片过程中产生的硅粉，不可避免地要对芯片表面产生残留影响，残留的硅粉会降低芯片焊盘键合强度、键合良率等；(2)金刚刀划片过程中需要消耗掉大量的清洗液和纯水，不利于环境保护以及水资源节约；(3)金刚刀划片会产生一定程度的芯片正崩，造成部分芯片失效报废。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金刚刀晶圆划片加工的方法及晶圆，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种金刚刀晶圆划片加工的方法，包括：

在晶圆减薄前正面贴膜时，采用透明的、可视晶圆划片道的保护膜贴膜；

划片过程中，金刚刀切割保护膜以及划片道，划片后，晶圆以及保护膜被切割成一颗颗独立部分；

对切割后的芯片和保护膜进行UV光照射处理；

最后在整个晶圆保护膜的上方贴粘接膜，粘接膜粘住保护膜，通过揭除粘接膜实现保护膜与芯片表面的分离。

进一步的，保护膜贴膜为透明的UV保护膜，使用贴膜机，将透明的UV保护膜贴在晶圆的正面。

进一步的，减薄采用减薄机，将晶圆正面吸附在减薄机载台上，并对晶圆背面进行减薄。

进一步的，金刚刀切割保护膜以及划片道：

金刚刀晶圆划片前，不揭除保护膜，保护膜保留在晶圆的正面；将减薄后附有保护膜的晶圆贴在贴片膜上，晶圆正面及保护膜朝上，晶圆背面与贴片膜相粘；贴片膜外围为晶圆环，对贴片膜起支撑作用；将前述组成的结构安置于划片机载盘上，划片机的金刚刀按照划片道的路径对保护膜、晶圆同时划片切割，对晶圆底部的贴片膜不进行划片切割。

进一步的，划片后，UV保护膜和晶圆被切割成分立的单元，每个单元由芯片和其表面的UV保护膜构成。

进一步的，对切割后的芯片和保护膜进行UV光照射处理：

金刚刀晶圆划片后，取出晶圆环、贴片膜、切割后的晶圆、切割后的保护膜所组成的结构，去除保护膜上方的水渍，然后放置于UV光照机设备中，对保护膜进行UV照射，解除保护膜与晶圆正面的黏性。

进一步的，再将上述结构放置于防静电工作台上，使用粘接膜覆盖在保护膜的上方，保证粘接膜与保护膜的粘接，揭除粘接膜，同时粘接膜将保护膜从芯片正面揭除，芯片正面裸露。

进一步的，去除保护膜上方的水渍采用吹气枪或者甩干机。

进一步的，一种晶圆，采用一种金刚刀晶圆划片加工的方法加工而成。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

本发明提供一种金刚刀晶圆划片加工的方法。在晶圆减薄前正面贴膜时，采用透明的、可视晶圆划片道的保护膜贴膜，晶圆减薄后不对保护膜进行揭膜处理，保护膜一直保留直至划片以后。划片过程中，金刚刀切割保护膜以及划片道。划片后，晶圆以及保护膜被切割成一颗颗独立部分，切割后的保护膜贴在切割后的芯片表面。对切割后的芯片和保护膜进行UV光照射处理，解除保护膜对芯片表面的黏性。最后在整个晶圆保护膜的上方贴粘接膜，粘接膜粘住保护膜，通过揭除粘接膜实现保护膜与芯片表面的分离。通过在划片过程中保留UV保护膜，实现保护膜对芯片正面的保护，防止芯片受到划片硅粉污染的影响，并降低划片刀对芯片的正面应力，防范芯片正面边缘崩裂问题，同时减少划片清洗液及纯水以保护环境。对划片后的UV保护膜进行紫外光照射，解除UV保护膜对芯片表面的黏性，并通过粘接膜快速将UV保护膜从芯片表面揭除，确保芯片表面干净，减少后续键合工艺中的不粘、键合强度低等异常问题。

附图说明

图1为本发明为正面贴UV保护膜晶圆示意图。

图2为金刚刀划片后UV保护膜和晶圆示意图。

图3为粘接膜揭除芯片上方UV保护膜示意图。

其中：

1-晶圆，2-晶圆划片道，3-UV保护膜，4-贴片膜，5-晶圆环，6-粘接膜。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步说明：

请参阅图1至图3，本发明提供一种金刚刀晶圆划片加工的方法。在晶圆减薄前正面贴膜时，采用透明的、可视晶圆划片道的保护膜贴膜，晶圆减薄后不对保护膜进行揭膜处理，保护膜一直保留直至划片以后。划片过程中，金刚刀切割保护膜以及划片道。划片后，晶圆以及保护膜被切割成一颗颗独立部分，切割后的保护膜贴在切割后的芯片表面。对切割后的芯片和保护膜进行UV光照射处理，解除保护膜对芯片表面的黏性。最后在整个晶圆保护膜的上方贴粘接膜，粘接膜粘住保护膜，通过揭除粘接膜实现保护膜与芯片表面的分离。

具体步骤为：

在晶圆减薄前正面贴膜时，采用透明的、可视晶圆划片道的保护膜贴膜；

划片过程中，金刚刀切割保护膜以及划片道，划片后，晶圆以及保护膜被切割成一颗颗独立部分；

对切割后的芯片和保护膜进行UV光照射处理；

最后在整个晶圆保护膜的上方贴粘接膜，粘接膜粘住保护膜，通过揭除粘接膜实现保护膜与芯片表面的分离。

本发明，针对金刚刀晶圆划片过程中发生的硅粉污染芯片表面、大量消耗清洗液和纯水、芯片正崩风险等问题，在划片过程中引入晶圆正面贴膜划片环节，从而对晶圆表面起到一定的保护作用，减少或避免前述提到的金刚刀晶圆划片问题，提高晶圆划片质量和良品率，节约水资源、保护环境。

具体的：

(1)晶圆减薄保护膜的选取方法

晶圆减薄前贴保护膜，一般为蓝颜色的保护膜，贴膜后看不见晶圆正面的划片道，也不需要看见划片道。本发明选择的晶圆减薄保护膜，考虑后续划片时透过保护膜对划片道可视，需要选择透明的保护膜，贴保护膜后对晶圆划片道可视，见附图1。同时，考虑划片后保护膜的揭除，保护膜需要为UV保护膜，通过紫外光照射即可降低保护膜与芯片正面的黏性。

图1为正面贴UV保护膜晶圆示意图。

使用贴膜机，将透明的UV保护膜贴在晶圆的正面。贴UV保护膜后，可以透过UV保护膜看到晶圆划片道。

(2)金刚刀晶圆划片过程中保护膜的处理方法

金刚刀晶圆划片前，不揭除保护膜，保护膜保留在晶圆的正面。将减薄后附有保护膜的晶圆贴在贴片膜上，晶圆正面及保护膜朝上，晶圆背面与贴片膜相粘。贴片膜外围为的晶圆环，对贴片膜起支撑作用。将前述组成的结构安置于划片机载盘上，划片机的金刚刀按照划片道的路径对保护膜、晶圆同时划片切割，对晶圆底部的贴片膜不进行划片切割。划片后，晶圆和保护膜被分割成一颗颗分离的芯片和芯片上方的保护膜，见附图2。

图2为金刚刀划片后UV保护膜和晶圆示意图。

使用划片机对正面留有UV保护膜的晶圆按照划片道路径进行金刚刀划片。划片后，UV保护膜和晶圆被切割成一个个分立的单元，每个单元由芯片和其表面的UV保护膜构成。

(3)保护膜的揭除方法

金刚刀晶圆划片后，取出晶圆环、贴片膜、切割后的晶圆、切割后的保护膜所组成的结构，使用气枪吹除保护膜上方的水渍。将前述结构放置于UV光照机设备中，对保护膜进行UV照射，解除保护膜与晶圆正面的黏性。之后，再将前述结构放置于防静电工作台上，使用粘接膜覆盖在保护膜的上方，保证粘接膜与保护膜的粘接。之后，揭除粘接膜，同时粘接膜将保护膜从芯片正面揭除，芯片正面裸露，见附图3。

图3为粘接膜揭除芯片上方UV保护膜示意图。

采用手动方式，在金刚刀划片后且经紫外光照射后的晶圆正面贴粘接膜，粘接膜粘在UV保护膜上方。揭开粘接膜，粘接膜同时揭除晶圆正面的UV保护膜，芯片正面裸露出来。

实施例1：

针对8英寸晶圆金刚刀划片加工，晶圆初始厚度700um，芯片尺寸1.8mm×1.8mm，划片道宽度67um，具体实施步骤如下：

步骤1：采用贴膜机，在8英寸晶圆的正面贴透明的UV保护膜，使得通过UV保护膜可以看见晶圆划片道；

步骤2：采用晶圆减薄机，对8英寸晶圆背面减薄至150um；

步骤3：采用贴片机，将减薄后的8英寸晶圆背面贴片至贴片膜上，晶圆正面的UV保护膜保留；

步骤4：采用划片机，对8英寸晶圆进行划片，按照晶圆正面的划片道，金刚刀划透晶圆及UV保护膜。划片过程中，无需清洁液清洗，划片水流量从2.5L/min调节至1.5L/min，水流量减少40％；

步骤5：采用甩干机对划片后的8英寸晶圆进行甩干处理，确保UV保护膜正面干燥；

步骤6：对8英寸晶圆的正面UV保护膜进行紫外光照射，照射剂量4300mj/cm

步骤7：采用手动贴膜的方式，将粘接膜粘接在紫外光照射后的UV保护膜表面，并进行轻轻擀压，实现粘接膜与UV保护膜的有效接触；

步骤8：手动揭除粘接膜，粘接膜与UV保护膜的结合力大于UV保护膜与芯片的结合力，在揭除粘接膜的同时，将芯片上方的UV保护膜也一并揭除，实现芯片上方零硅粉沾污；

步骤9：对划片后的芯片进行检验，并转下工序加工。

实施例2：

针对12英寸晶圆金刚刀划片加工，晶圆初始厚度670um，芯片尺寸2.4mm×2.4mm，划片道宽度63um，具体实施步骤如下：

步骤1：采用贴膜机，在12英寸晶圆的正面贴透明的UV保护膜，使得通过UV保护膜可以看见晶圆划片道；

步骤2：采用晶圆减薄机，对12英寸晶圆背面减薄至125um；

步骤3：采用贴片机，将减薄后的2英寸晶圆背面贴片至贴片膜上，晶圆正面的UV保护膜保留；

步骤4：采用划片机，对12英寸晶圆进行划片，按照晶圆正面的划片道，金刚刀划透晶圆及UV保护膜。划片过程中，无需清洁液清洗，划片水流量从2.5L/min调节至1.5L/min，水流量减少40％；

步骤5：采用甩干机对划片后的12英寸晶圆进行甩干处理，确保UV保护膜正面干燥；

步骤6：采用手动贴膜的方式，将透明的粘接膜粘接在UV保护膜表面，并进行轻轻擀压，实现粘接膜与UV保护膜的有效接触；

步骤7：对12英寸晶圆的正面UV保护膜、粘接膜进行紫外光照射，照射剂量4300mj/cm

步骤8：手动揭除UV保护膜上方的透明粘接膜，透明粘接膜与UV保护膜的结合力大于UV保护膜与芯片的结合力，在揭除透明粘接膜的同时，将芯片上方的UV保护膜也一并揭除，实现芯片上方零硅粉沾污；

步骤9：对划片后的芯片进行检验，并转下工序加工。

本发明一种金刚刀晶圆划片加工的方法，通过在划片过程中保留UV保护膜，实现保护膜对芯片正面的保护，防止芯片受到划片硅粉污染的影响，并降低划片刀对芯片的正面应力，防范芯片正面边缘崩裂问题，同时减少划片清洗液及纯水以保护环境。对划片后的UV保护膜进行紫外光照射，解除UV保护膜对芯片表面的黏性，并通过粘接膜快速将UV保护膜从芯片表面揭除，确保芯片表面干净，减少后续键合工艺中的不粘、键合强度低等异常问题。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。