CN100477162C - 切割晶片的方法 - Google Patents
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Abstract
提供晶片，并在该晶片的正面形成正面切割道图案。接着在该晶片的背面形成对应于该正面切割道图案的背面切割道图案。随后将该晶片贴附于可扩张膜上，并进行裂片工艺，利用拉撑该可扩张膜以使该晶片断裂而形成多个管芯。
Description
技术领域
本发明涉及一种切割晶片的方法，尤指一种可增加产率并可避免晶片正面的结构层受损的切割晶片的方法。
背景技术
微机电元件，例如压力感应元件(pressure sensor)或是微型麦克风元件(microphone)，由于与传统半导体元件比较具有更为复杂的机械设计结构，例如悬膜结构，因此往往必须利用双面工艺加以制作。然而双面工艺步骤繁杂，因此在制作时往往面临许多困难。举例来说，与半导体元件比较，微机电元件的悬膜结构由于结构脆弱，因此在进行切割工艺容易产生破裂等问题。另外，在进行背面工艺时晶片的正面结构亦容易受损。
一般而言，微机电元件的切割工艺是在正面工艺与背面工艺均完成后，利用切割刀具将晶片割切为多个管芯，然而利用切割刀具进行切割工艺会产生下列问题：
(1)切割刀具的切割宽度极限约为100微米，当元件尺寸缩小时切割道尺寸会成为晶片集成度无法提升的主因；
(2)当晶片集成度提升时，切割工艺的工艺时间亦会随之增加，而影响生产效率；
(3)使用切割刀具会产生大量碎屑，故需利用清洁溶液对晶片进行清洗工艺，而此举易使较脆弱的悬膜结构破裂。
在现有技术中除了利用切割刀具进行切割工艺之外，还有利用蚀刻方式进行切割工艺的方法。请参考图1至图3，图1至图3为公知的利用蚀刻方式进行切割工艺的方法示意图。如图1所示，提供晶片10，并在晶片10的正面形成牺牲层12与结构层14。接着在结构层14的表面形成光致抗蚀剂图案16，并利用光致抗蚀剂图案16作为硬掩模进行蚀刻工艺，以在晶片10的正面界定出正面切割道18。
如图2所示，去除光致抗蚀剂图案16，并翻转晶片10，再利用粘着层20将结构层14接合于承载晶片22上。随后在晶片10的背面形成另一光致抗蚀剂图案24，并利用先致抗蚀剂图案24作为硬掩模进行干式蚀刻工艺界定出背面切割道26与微机电元件的腔体28。如图3所示，去除光致抗蚀剂图案24，并进行湿式蚀刻工艺，去除牺牲层12以形成悬膜结构30。
由于现有技术是利用湿式蚀刻去除牺牲层12，因此在蚀刻过程中蚀刻液容易经由背面切割道26侵蚀结构层14的正面造成悬膜结构30受损。另一方面，悬膜结构30也可能因堆叠于上方的粘着层20所产生的应力作用而发生破裂的问题。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种切割晶片的方法，以避免伤害晶片正面的结构层。
为达上述目的，本发明提供一种切割晶片的方法。首先提供晶片，并在该晶片的正面形成正面切割道图案。接着在该晶片的背面形成对应于该正面切割道图案的背面切割道图案。随后将该晶片贴附于可扩张膜上，并进行裂片工艺，利用拉撑该可扩张膜以使该晶片断裂而形成多个管芯。
为了能更近一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。然而附图仅供参考与辅助说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1至图3为公知利用蚀刻方式进行切割工艺的方法示意图。
图4至图10为本发明的优选实施例切割晶片的方法示意图。
附图标记说明
10晶片 12牺牲层
14结构层 16光致抗蚀剂图案
18正面切割道 20粘着层
22承载晶片 24光致抗蚀剂图案
26背面切割道 28腔体
30悬膜结构 50晶片
52结构层 54正面掩模图案
56正面切割道图案 58背面掩模图案
60背面切割道图案 62腔体
64悬膜结构 66可扩张膜
68管芯
具体实施方式
请参考图4至图10。图4至图10为本发明的优选实施例切割晶片的方法示意图。如图4所示，首先提供晶片50，且晶片50的正面包含有结构层52。结构层52根据制作元件的不同而具有不同的结构，而本实施例是以制作具有悬膜结构的元件为例，同时结构层52与晶片50之间还可包含有牺牲层(图未示)。值得说明的是本发明的结构层52并不限于用作制作悬膜结构，因此也可为各种微机电结构层或半导体元件层等。随后，在结构层52的表面形成正面掩模图案54，且正面掩模图案54并具有多个开口，由此界定出正面切割道图案的位置，其中正面掩模图案54的材料可为各种介电材料如二氧化硅或氮化硅、有机材料或是光致抗蚀剂材料等。
如图5所示，接着经由正面掩模图案54的开口蚀刻结构层52，以在结构层52中形成正面切割道图案56，其中蚀刻方式可视效果使用干式蚀刻或湿式蚀刻。另外值得说明的是正面切割道图案56除贯穿结构层52外还深及晶片50，但并未贯穿晶片50，而正面切割道图案56在晶片50中的深度则视晶片50的厚度而定。
如图6所示，随后去除正面掩模图案54，并将晶片50翻转，再于晶片50的背面形成背面掩模图案58。背面掩模图案58的部分开口与正面掩模图案54的开口相对应，由此界定对应于正面切割道图案56的背面切割道图案的位置，而背面掩模图案58还包含有用以界定腔体的开口，以便在后续蚀刻工艺之后可暴露出结构层52。上述背面掩模图案54的材料可为各种介电材料如二氧化硅或氮化硅、有机材料或是光致抗蚀剂材料等。
如图7所示，接着进行蚀刻工艺，经由背面掩模图案58的开口蚀刻晶片50以在晶片50的背面形成对应于正面切割道图案56的背面切割道图案60，并一并在晶片50的背面形成暴露出结构层52的腔体62，由此形成悬膜结构64。值得说明的是本实施例是利用各向异性湿式蚀刻工艺，例如利用氢氧化钾(potassium hydroxide，KOH)溶液、乙二胺邻苯二酚(ethylenediamine-pyrocatechol-water，EDP)溶液或氢氧化四甲基铵(tetramethylammonium hydroxide，TMAH)溶液等蚀刻由硅材料构成的晶片50，因此会形成具有倾斜侧壁的背面切割道图案60与腔体62。然而，本发明的应用并不限于此，亦即形成背面切割道图案60与腔体62也可利用干式蚀刻，例如等离子体蚀刻加以达成。如图8所示，若使用干式蚀刻进行此步骤则可使背面切割道图案60与腔体62具有垂直侧壁，同时通过调整深宽比的作法可使背面切割道图案60的深度较浅而不蚀穿晶片50，而腔体62的深度则较深并列达结构层52。
如图9所示，随后去除背面掩模图案58，并将晶片50贴附于可扩张膜66上，其中本实施例是将晶片50的正面贴附于可扩张膜66的作法，但本发明的方法并不局限于此而也可选择将晶片50的背面贴附于可扩张膜66。如图10所示，旋即进行裂片工艺，利用拉撑可扩张膜66使晶片50沿正面切割道图案56与背面切割道图案60的位置断裂，由此形成多个管芯68，完成本发明切割晶片的方法。
由上述可知，本发明的方法是分别于晶片的正面与背面进行蚀刻，再利用裂片工艺进行晶片切割，因此不仅可提供高密度与自动化的晶片切割，由此增加单一晶片的管芯产率，同时在进行裂片工艺之前正面切割道图案与背面切割道图案并未贯通，因此可有效避免晶片正面的结构层受到背面湿蚀刻工艺的蚀刻液的侵蚀而受损。再者，界定背面切割道图案的步骤整合于界定腔体的步骤，因此不需另行增加成本。另外，由于晶片正面的结构层并无其他保护层覆盖，因此也不会产生因应力造成结构层损坏的问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明的权利要求所做的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (6)
1、一种切割晶片的方法，包含有：
提供晶片，且所述晶片的正面包含有结构层；
在所述结构层上形成正面切割道图案，且所述正面切割道图案深及所述晶片但未贯穿所述晶片；
进行蚀刻工艺以在所述晶片的背面形成对应于所述正面切割道图案的背面切割道图案，并一并在所述晶片的背面形成多个暴露出所述结构层的腔体，由此形成多个悬膜结构；以及
将所述晶片贴附于可扩张膜上，并进行裂片工艺，利用拉撑所述可扩张膜以使所述晶片断裂而形成多个管芯。
2、如权利要求1所述的方法，其中形成所述正面切割道图案的步骤包含有：
在所述结构层上形成正面掩模图案，且所述正面掩模图案包含有多个开口；
经由所述开口蚀刻所述结构层与所述晶片的正面以形成所述正面切割道图案；以及
去除所述正面掩模图案。
3、如权利要求1所述的方法，其中形成所述背面切割道图案与所述等悬膜结构的步骤包含有：
在所述晶片的背面形成背面掩模图案，且所述背面掩模图案包含有多个开口；
经由所述开口蚀刻所述晶片的背面以形成所述背面切割道图案以及所述悬膜结构；以及
去除所述背面掩模图案。
4、如权利要求3所述的方法，其中蚀刻所述晶片的背面是利用干式蚀刻工艺达成。
5、如权利要求3所述的方法，其中蚀刻所述晶片的背面是利用湿式蚀刻工艺达成。
6、如权利要求3所述的方法，其中在进行所述裂片工艺时，所述晶片的正面贴附于所述可扩张膜上。
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