CN103441103B - 晶圆切割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种晶圆切割方法，其包括：提供晶圆，该晶圆包括正面和与该正面相对应的背面；依次通过镭射切割工艺和机械切割工艺自所述晶圆的正面向其背面进行切割，以在所述晶圆的正面侧形成多个切割道；在形成有所述切割道的晶圆的正面上贴附研磨胶膜；对贴附有研磨胶膜的晶圆进行背面研磨，以使所述切割道贯穿研磨后的晶圆，从而形成多个分离的芯片。与现有技术相比，本发明中的晶圆切割方法，由于采用了先依次镭射切割和机械切割，后研磨工艺，并且镭射切割不会产生切割应力，因此，本发明中的晶圆切割方法可以避免或改善晶圆因切割而产生的正面碎片及金属层间分层现象，尤其适用于切割低介电常数晶圆。
Description
【技术领域】
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种晶圆切割方法。
【背景技术】
在半导体制程中，需要将晶圆(wafer)切割成一个个芯片(die)，然后将这些芯片做成不同的半导体封装结构。请参考图1所示，其为一个晶圆100的俯视图。所述晶圆100包括正面110和与该正面110相对应的背面，其中所述正面110上设置有若干个纵向及横向的切割道（Cuttingstreet）120，以界定出晶圆100中的若干个芯片130。其中，晶圆100的正面110是指在半导体衬底上形成元件、叠层、互连线以及焊垫等的表面。
现有技术中的晶圆切割方法通常包括：首先利用研磨机的磨轮对晶圆100进行背面减薄（backsidegrinding），接着利用切割刀具（比如，金刚石刀）沿着芯片130间的切割道120自晶圆100的正面110向背面进行切割，使一个个芯片130分离，从而形成独立的芯片。
但是，使用传统工艺切割晶圆，尤其是低介电常数的晶圆时，由于使用金刚石刀切割（即常用的机械切割工艺）会产生切割应力，因此，容易产生正面碎片及金属层间分层现象。
因此，有必要提供一种改进的技术方案来克服上述问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种晶圆切割方法，其可以避免或改善晶圆因切割而产生的正面碎片及金属层间分层现象，尤其适用于切割低介电常数晶圆。
为了解决上述问题，本发明提供一种晶圆切割方法，其包括：提供晶圆，该晶圆包括正面和与该正面相对应的背面；依次通过镭射切割工艺和机械切割工艺自所述晶圆的正面向其背面进行切割，以在所述晶圆的正面侧形成多个切割道；在形成有所述切割道的晶圆的正面上贴附研磨胶膜；对贴附有研磨胶膜的晶圆进行背面研磨，以使所述切割道贯穿研磨后的晶圆，从而形成多个分离的芯片。
进一步的，提供的所述晶圆还包括半导体层和形成于所述半导体层上的金属层，所述金属层位于所述晶圆的正面。
进一步的，依次通过镭射切割工艺和机械切割工艺自所述晶圆的正面向其背面进行切割包括：首先通过所述镭射切割工艺形成贯穿所述金属层的多个预切割道；然后通过所述机械切割工艺于所述预切割道中继续切割所述半导体层，以形成所述切割道。
进一步的，所述预切割道自所述晶圆的正面贯穿所述金属层，其末端延伸入所述半导体层。
进一步的，所述晶圆切割方法其还包括：在形成有分离芯片的晶圆的背面贴附固定胶膜，并通过该固定胶膜将晶圆固定于晶圆架上；和去除固定于所述晶圆架上的晶圆的正面上的研磨胶膜。
进一步的，所述研磨胶膜为紫外线胶膜，去除固定于所述晶圆架上的晶圆的正面上的研磨胶膜包括：对该紫外线胶膜进行紫外线光照；和揭除所述紫外线胶膜。
进一步的，在形成有分离芯片的晶圆的背面贴附的固定胶膜为切割胶带或者蓝膜。
更进一步的，所述半导体层为硅片层。
与现有技术相比，本发明中的晶圆切割方法，先依次通过镭射切割(laser)和机械切割（Bladesaw）在晶圆的正面形成多个切割道，后通过研磨工艺对晶圆的背面进行减薄，从而形成多个彼此分离的芯片。由于采用了先依次镭射切割和机械切割，后研磨工艺，并且镭射切割不会产生切割应力，因此，本发明中的晶圆切割方法可以避免或改善晶圆因切割而产生的正面碎片及金属层间分层现象，尤其适用于切割低介电常数晶圆。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为一种晶圆的俯视图；
图2为本发明在一个实施例中的晶圆切割方法的流程示意图；
图3A-3F为在一个具体实施例中图2中的各个步骤得到的晶圆的剖面示意图。
【具体实施方式】
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明中的晶圆切割方法，先依次通过镭射切割(laser)和机械切割（Bladesaw）在晶圆的正面形成多个切割道，后通过研磨工艺对晶圆的背面进行减薄，从而形成多个彼此分离的芯片。由于采用了先依次镭射切割和机械切割，后研磨工艺，并且镭射切割不会产生切割应力，因此，本发明中的晶圆切割方法可以避免或改善晶圆因切割而产生的正面碎片及金属层间分层现象，尤其适用于切割低介电常数晶圆。
请参考图2所示，其为本发明在一个实施例中的晶圆切割方法200的流程示意图。图3A-3F为在一个具体实施例中与图2中的各个步骤得到的晶圆的剖面示意图。
步骤210，提供晶圆300，该晶圆300包括正面310和与该正面310相对应的背面320。结合参考图3A所示，所述晶圆300还包括半导体层（在本实施例中为硅片（si））330和形成于所述半导体层330上的金属层340，所述金属层340位于所述晶圆的正面。
步骤220，依次通过镭射切割工艺和机械切割工艺自所述晶圆300的正面310向其背面进行切割，以在所述晶圆300的正面侧形成多个切割道350。
在一个实施例中，所述步骤220具体包括：首先通过所述镭射切割工艺形成贯穿所述金属层340的多个预切割道3501，如图3B1所示；然后，通过所述机械切割工艺于所述预切割道3501中继续切割所述半导体层330，以形成所述切割道350，如图3B2所示。需要注意的是，在此步骤中，并未将晶圆300切割成多个分离的芯片，亦即切割道350并未贯穿整个晶圆300。
优选的，所述预切割道3501自所述晶圆300的正面310贯穿所述金属层340，其末端延伸入所述半导体层330内（如图3B1所示），并且由于镭射切割不会产生切割应力，因此，可以避免或改善由于机械切割产生的切割应力导致的晶圆正面碎片及金属层间分层现象。
步骤230，结合参考图3C所示，在形成有切割道350的晶圆的正面310上贴附研磨胶膜360，例如UV（Ultraviolet，紫外线）胶膜。
步骤240，结合参考图3D所示，对贴附有研磨胶膜360的晶圆进行背面研磨，使所述切割道350贯穿研磨后的晶圆，以形成多个分离的芯片370。
步骤250，在形成有分离芯片370的晶圆的背面贴附固定胶膜380（比如切割胶带或者蓝膜），并通过该固定胶膜380将晶圆固定于晶圆架390（比如铁环）上，请参考图3E所示。这样可以避免分离的芯片之间互相碰撞，同时也便于搬运。
步骤260，去除所述晶圆正面上的研磨胶膜360。请参考图3F所示，由于在本实施例中，研磨胶膜为UV胶膜，因此在去除该UV胶膜时，可以对该UV胶膜进行UV光照，消除其粘附力，然后再进行揭除。在其它实施例中，若研磨胶膜为非UV胶膜，则在去除晶圆正面上的研磨胶膜时，可以不进行UV光照。
综上所述，本发明中的晶圆切割方法，首先通过所述镭射切割工艺形成贯穿所述金属层340的多个预切割道3501；接着，通过所述机械切割工艺于所述预切割道3501中继续切割所述半导体层330，以形成所述切割道350；然后对形成有切割道350的晶圆进行背面研磨，使所述切割道350贯穿研磨后的晶圆，以形成多个分离的芯片370。由于首先通过所述镭射切割工艺形成贯穿所述金属层340的多个预切割道3501，从而可以避免由于机械切割产生的切割应力导致的正面碎片及金属层间分层现象，尤其适用于切割低介电常数晶圆。
需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。
Claims (3)
1.一种晶圆切割方法，其特征在于，其包括：
提供晶圆，该晶圆包括正面和与该正面相对应的背面；
依次通过镭射切割工艺和机械切割工艺自所述晶圆的正面向其背面进行切割，以在所述晶圆的正面侧形成多个切割道，所述切割道并未贯穿所述晶圆；
在形成有所述切割道的晶圆的正面上贴附研磨胶膜；
对贴附有研磨胶膜的晶圆进行背面研磨，以使所述切割道贯穿研磨后的晶圆，从而形成多个分离的芯片，
提供的所述晶圆还包括半导体层和形成于所述半导体层上的金属层，所述金属层位于所述晶圆的正面，
依次通过镭射切割工艺和机械切割工艺自所述晶圆的正面向其背面进行切割包括：
首先通过所述镭射切割工艺形成贯穿所述金属层的多个预切割道；
然后通过所述机械切割工艺于每个预切割道中继续切割所述半导体层，以形成所述切割道，
所述预切割道自所述晶圆的正面贯穿所述金属层，其末端延伸入所述半导体层，
在形成有分离芯片的晶圆的背面贴附固定胶膜，并通过该固定胶膜将晶圆固定于晶圆架上；和
去除固定于所述晶圆架上的晶圆的正面上的研磨胶膜，
所述研磨胶膜为紫外线胶膜，
去除固定于所述晶圆架上的晶圆的正面上的研磨胶膜包括：
对该紫外线胶膜进行紫外线光照；和
揭除所述紫外线胶膜。
2.根据权利要求1所述的晶圆切割方法，其特征在于，在形成有分离芯片的晶圆的背面贴附的固定胶膜为切割胶带或者蓝膜。
3.根据权利要求2所述的晶圆切割方法，其特征在于，所述半导体层为硅片层。
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