CN103515250A - 一种75μm超薄芯片生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种75μm超薄芯片生产方法，晶圆图形表面贴覆胶膜，倾斜切膜刀进行切膜；经粗磨、精磨、抛光和腐蚀对晶圆进行减薄，粗磨时才有四个进给速度，抛光时用三种速度；减薄后的晶圆背面绷膜，揭去晶圆正面胶膜，自动上下料；采用双轴划片技术的阶梯模式和防裂片划片工艺进行划片，完成75μm超薄芯片的生产。该生产方法能随着芯片尺寸的增大，确保后制程的加工能力；降低划片过程中存在的芯片表面裂纹以及背面崩碎等质量异常；降低切割过程中划片刀所受到的阻力，有效地降低了芯片裂纹以及崩碎的质量问题；实现超薄芯片的加工，为IC封装产品高密度、高性能和轻薄短小的发展方向提供了技术准备。

Description

一种75μm超薄芯片生产方法
技术领域
本发明属于电子信息自动化元器件制造技术领域，涉及一种超薄芯片的生产方法，尤其涉及一种75μm超薄芯片生产方法。 
背景技术
随着更小、更轻和更有功效的各类手机市场需求增大和PDA级别电子器件的发展，促进了电子封装技术更小型化、更多功能的研发。叠层芯片封装的总生产量逐年线性增长，此类生产量中至少95％是受到移动电话和无线PDA的驱动，以及与叠层闪存存储器和SRAM的组合。
晶圆减薄技术是叠层式芯片封装的关键技术，因为它降低了封装贴装高度，并能够使芯片叠加而不增加叠层式芯片系统方面的总高度。智能卡和RFID是体现薄型圆片各项要求的重要部分的最薄的单芯片应用形式。典型的圆片厚度约为800μm，通过粗磨、细磨并减薄，常规减薄后的晶圆厚度为300μm左右，并有可安装于引线框架之中或安装于此厚度状况的PBGA等封装形式上。然而，为了维护1.2mm甚至1.0mm的总模塑封装高度，多个叠层芯片的应用要求更有效的减薄技术。集成电路芯片不断向高密度、高性能和轻薄短小方向发展，为满足IC 封装要求，芯片的厚度不断减小，需要将晶圆减薄到100μm及以下，而图形晶圆的背面减薄以及划片已成为半导体加工后半制程中的重要工序。晶圆和芯片尺寸变化所导致的晶圆加工量的增加以及对晶圆加工精度和表面质量具有更高的要求，使已有的晶圆加工技术面临严峻的挑战。 
发明内容
本发明的目的是提供一种75μm超薄芯片生产方法，用于生产超薄芯片，为超薄叠层芯片封装提供保障，满足IC封装产品高密度、高性能和轻薄短小的发展方向，解决现有晶圆加工技术在加工超薄芯片过程中面临的问题。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种75μm超薄芯片生产方法，其特征在于，该生产方法具体按以下步骤进行：
步骤1：晶圆正面贴膜、切膜
在晶圆图形表面贴覆胶膜；然后切膜，切膜时根据晶圆定位边形状，设置对应的刀片运行轨迹参数和切膜速度，确保切膜刀片的运行轨迹随胶膜定位边而发生变化；切膜刀在接触晶圆边缘时的下刀速度为10～30mm/sec，切膜时，切膜刀与晶圆平面之间的夹角为75°～90°；
步骤2：减薄
采用具备12吋尺寸超薄晶圆减薄能力的全自动减薄机，先自动上料、定位，而后进行减薄： 
粗磨范围：从原始晶圆厚度＋胶质层厚度+胶膜保护层厚度到最终晶圆厚度＋胶质层厚度＋胶膜保护层厚度＋60μm，轴向进给速度100～500μm/min，减薄轮转速2000rpm～2400rpm；
细磨范围：从最终晶圆厚度＋胶质层厚度＋胶膜保护层厚度＋60μm到最终晶圆厚度＋胶质层厚度＋胶膜保护层厚度＋25μm；
抛光范围：从最终晶圆厚度＋胶膜层厚度＋胶膜保护层厚度＋25μm到最终晶圆厚度＋胶质层厚度＋胶膜保护层厚度＋10μm；
腐蚀范围：从最终晶圆厚度＋胶膜层厚度＋胶膜保护层厚度＋10μm到最终晶圆厚度＋胶膜层厚度＋胶膜保护层厚度，腐蚀速度1μm/sec；腐蚀后进行清洗；
步骤3：减薄后的晶圆背面绷膜
对于芯片尺寸大于等于2.0mm×2.0mm的晶圆，用普通划片胶膜，先在减薄后的晶圆背面自动绷膜贴片，然后揭去晶圆正面胶膜，自动上下料；
对于芯片尺寸小于2.0mm×2.0mm的晶圆，选用UV胶膜，先在减薄后的晶圆背面自动绷膜贴片，然后揭去正面胶膜，自动下料；
步骤4：划片
在8吋及其以上尺寸超薄晶圆全自动划片机上采用双轴划片技术的阶梯模式和防裂片划片工艺进行划片，完成75μm超薄芯片的生产。
本发明生产方法能随着芯片尺寸的增大，确保后制程的加工能力，应用UV胶膜，来降低芯片与胶膜的粘合力。采用双轴阶梯切割技术，降低划片过程中存在的芯片表面裂纹以及背面崩碎等质量异常；根据划片刀颗粒度的不同，使用不同型号的划片刀，降低了切割过程中划片刀所受到的阻力，从而有效地降低了芯片裂纹以及崩碎的质量问题；实现超薄芯片的加工，为IC封装产品高密度、高性能和轻薄短小的发展方向提供了技术准备。
附图说明
图1是本发明生产方法中切除晶圆边缘残胶示意图。
图2是采用本发明生产方法生产75μm的超薄芯片时，晶圆减薄相关尺寸示意图。
图3是晶圆减薄后翘曲放大寸示意图。
图4是本发明生产方法中采用双刀划片的示意图。
图中：H.原始晶圆厚度，h1.胶膜保护层厚度，h2.胶质层厚度，h3.最终晶圆厚度，h4.化学腐蚀厚度，h5.机械抛光厚度，h6.细磨厚度，h7.粗磨厚度，θ.切膜刀角度，a.减薄后的晶圆翘曲度，Z1.宽刀切割槽，Z2.窄刀切割槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种厚度为75μm的超薄芯片的生产方法，通过重点控制贴膜、减薄、划片三个环节，从设备、材料选择和工艺优化三个方面实现该超薄芯片的生产：
其一，减薄之前，首先要求应用专用胶膜对晶圆图形面进行保护，目的是防止减薄过程中损伤晶圆表面的电路层。随着技术的发展，晶圆表面的贴膜技术也得到了技术性的突破，在原有垂直切割晶圆边缘胶膜技术的基础上，可以在一定的范围之内调节切膜刀的角度，有效去除晶圆边缘的残余胶膜，防止减薄过程中的渗水沾污晶圆表面的电路层，杜绝减薄过程中存在的裂片隐患；
其二，晶圆背面减薄一般分为两步：粗磨和精磨。传统加工中粗磨和精磨应用同一个减薄轮，在一个固定的速度范围之内进行加工，本发明生产方法在粗磨和精磨过程中，分别使用不同型号的减薄轮，并分为几段不同的进刀速度，主要是为了消除减薄过程中形成的损伤层，达到所要求的晶圆厚度，对于减薄最终厚度≤100μm的晶圆，为减少裂片几率，减薄后还需进行抛光处理，利用化学和机械复合作用有效去除晶圆背面的应力和损伤层，抛光后的晶圆背面损伤很小，降低了减薄后各制程加工过程中存在的裂片隐患。
其三，随着芯片尺寸的增大，为了确保后制程的加工能力，本发明生产方法中应用UV胶膜代替普通划片胶膜，以降低芯片与胶膜的粘合力；同时，由于芯片厚度较薄，划片时受刀刃阻力作用，易出现芯片表面裂纹以及背面崩碎等质量异常，本发明生产方法采用双轴阶梯切割技术，根据划片刀颗粒度的不同，使用不同型号的划片刀，降低了切割过程中划片刀所受到的阻力，有效地解决了芯片裂纹以及崩碎的质量问题。
本发明生产方法具体按以下步骤进行：
步骤1：贴膜
采用具备8寸及其以上尺寸晶圆全自动贴膜机进行贴膜，针对V形缺口和直边两种定位边，选择对应的贴膜参数，根据参数设置切膜刀片的运行轨迹随着晶圆外形轮廓的不同而发生变化，整片晶圆切膜后切膜轨迹与晶圆边缘形状相吻合。切膜刀在接触晶圆边缘时，为了保证刀片下刀时的准确性，下刀时的速度也是一个关键参数值，一般范围为10mm/sec～30mm/sec，并且设置刀片切割胶膜（晶圆）的数量上限（1000pcs），通过控制刀片的使用寿命，使刀片处于正常切削力范围内，保证切膜后胶膜边缘刀痕平整度。根据晶圆规格的不同，胶膜在运送过程中，依晶圆的直径、辊轮的行进速度、卷轴进给晶圆所需的胶膜量来控制每片晶圆所需胶膜的一致性。
由于生产过程中需对晶圆边缘倒角，以便于涂光刻胶时，胶体流出而不会积胶，因此晶圆边缘厚度低于中间晶圆，正常贴膜切膜刀垂直下刀切割，使晶圆边缘外围有一圈残胶，导致边缘胶膜与晶圆之间存在空隙，减薄时污水进入该空隙，轻者粘污晶圆表面，重则造成超薄晶圆减薄碎片。所以，切膜时，切膜刀与水平方向之间设置75°～90°的切膜刀角度θ，如图1所示，使晶圆周边无预留的胶膜，且贴膜后的质量需满足以下要求：胶膜表面平整、无孔洞、无皱折；胶膜与晶圆之间无气泡、无杂质；晶圆周边无残缺胶膜。尤其来料晶圆表面附有外来物或生产现场洁净度以及环境空气中的尘埃达不到要求时，贴膜后，晶圆与胶膜之间存在杂质，减薄后的晶圆存在很大的裂片风险。
步骤2：减薄
采用具备8寸及其以上尺寸超薄晶圆（75μm）减薄能力的全自动减薄机，上料、定位、粗磨、细磨、抛光、腐蚀在一机上进行，贴胶膜晶圆的厚度变化，如图2所示。先自动上料、定位，粗磨有两个轮，从快到慢；细磨一个轮，调整转速即是调整速度，设置0.9μm/sec、0.7μm/sec、0.5μm/sec、0.2μm/sec四个速度段；抛光设置200rpm、150rpm、100rpm三个速度段；腐蚀后直接清洗；
粗磨范围：从原始晶圆厚度H＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2到最终晶圆厚度h3＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2＋胶膜厚度＋60μm，磨去了粗磨厚度h7；粗磨时一般采用粒度46#～600# 的金刚石研磨轮，轴向进给速度为100μm/min～500μm/min，减薄轮转速2000rpm～2400rpm，磨削深度较大，一般为0.3mm～0.7mm，快速去除晶圆背面多余硅层；
细磨范围：从最终晶圆厚度h3＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2＋60μm到最终晶圆厚度h3＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2＋25μm，磨去了细磨厚度h6；细磨采用粒度2000#～4000#的金刚石研磨轮，主要是消除粗磨时形成的损伤层，达到所要求的厚度，在细磨阶段，材料以延性域模式去除，晶圆表面损伤明显减小；细磨过程中，研磨轮采用不同的速度段进给：从最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋60μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋50μm，进给速度为0.9μm/sec；从最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋50μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋40μm，进给速度0.7μm/sec；从最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋40μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋30μm，进给速度0.5μm/sec；从最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋30μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋25μm，进给速度0.2μm/sec。
抛光范围：从最终晶圆厚度h3＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2＋25μm到最终晶圆厚度h3＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2＋10μm，去除了机械抛光厚度h5，抛光处理后，晶圆背面损伤层和应力进一步减小，降低了晶圆翘曲度，晶圆具有一定的柔韧性，可以弯曲到一定程度而不断裂；抛光时：从最终晶圆厚度h3＋胶膜层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋25μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋18μm，转速为200rpm；从最终晶圆厚度h3＋胶膜层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋18μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋13μm，转速为150rpm；从最终晶圆厚度h3＋胶膜层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋13μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋10μm，转速为100rpm。
腐蚀范围：从最终晶圆厚度h3＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2＋10μm到最终晶圆厚度h3＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2，去掉了化学腐蚀厚度h4；腐蚀速度1μm/sec。使用化学腐蚀抛光处理后，晶圆背面损伤层＜1μm，在普通高倍显微镜下，几乎看不见损伤痕迹，晶圆翘曲度（去掉胶膜时）＜1mm，大大增加了晶圆的强度，降低后制程加工传递裂片风险；
采用加厚的胶膜保护层，能够增强胶膜对减薄后晶圆的保护作用，降低晶圆翘曲度。
步骤3：晶圆背面绷膜贴片、揭正面膜、下料   
    对于芯片尺寸大于等于2mm×2mm的晶圆，选用普通划片胶膜；对于芯片尺寸小于2mm×2mm的晶圆，选用UV划片胶膜先在减薄后的晶圆背面自动绷膜贴片，然后揭去正面胶膜，自动下料，在后续上芯前，先用UV机照射，可以降低粘接性，防止芯片缺角。
晶圆背面绷膜贴片后，需确保：晶圆与胶膜间无气泡、杂质、皱褶；胶膜与绷膜环接触良好，无气泡，胶膜边缘无起皮现象；胶膜平整，无松动、无胶膜丝、胶膜屑；绷膜环边缘的胶膜尺寸一致，无移位现象。所贴晶圆确保在胶膜正中央； 晶圆定位边与绷膜环的定位边要对应。
减薄后晶圆翘曲的放大尺寸示意图，如图3所示。由于减薄在晶圆的背面进行，晶圆背面受机械与化学力的作用，原始晶格受损，强度降低，晶圆正面未变化强度较强，使得晶圆向上弯曲，采用加厚的胶膜保护层使晶圆背面强度增强，翘曲度a可控制在3μm以内。
步骤4：划片
使用8吋及其以上尺寸超薄晶圆全自动划片机进行划片，划片时应用阶梯（STEP）模式，采用双轴划片技术和防裂片划片工艺，两个轴上装载不同型号的划片刀，第一划片刀Z1（刀刃厚度25μm～35μm）在晶圆的划片槽位置所在的晶圆表面开始向下只切到晶圆的一半厚度处，在晶圆上形成第一刀痕； 第二划片刀Z2（刀刃厚度15μm～25μm）从第一刀痕的最终位置开始切割晶圆一直切割到晶圆底部，形成第二刀痕，完成晶圆的最终切割工序，如图4所示， 第二刀片厚度比第一刀片厚度薄5μm以上，主要是为了减少切割中的应力；这样的切割方式与一步到位的单刀切割方法相比，既能减少切割中的应力对晶圆造成的破坏， 也能显著减小切割碎片的尺寸， 减少单颗晶片被破坏的概率。完成75μm超薄芯片的生产。
加工厚度≤100μm的薄片晶圆时，需要使用颗粒度较小的划片刀。但是颗粒度小的划片刀没有足够的切割能力，切割过程中容易引起硅屑堵塞，并且还会受到晶圆表面钝化层以及划道内铝垫的影响，加重晶圆背面崩裂现象。在这种情况下，以阶梯切割代替单主轴切割有望获得较好的改善效果。另外，使用具有自锐功能的划片刀进行切割时，为了能够长期稳定的加工，需要维持一定的加工负荷，以促进划片刀自锐。而加工薄型晶圆时，不能采用改变切削容积的方法增强加工负荷，所以需要将传统的单刀划切模式优化为双轴阶梯切割模式来提高加工负荷。
实施例1
采用具备8寸及其以上尺寸晶圆全自动贴膜机进行贴膜，设置切膜刀片的运行轨迹随着晶圆外形轮廓的不同而发生变化，整片晶圆切膜后切膜轨迹与晶圆边缘形状相吻合。切膜刀在接触晶圆边缘时的下刀速度为10mm/sec，当切膜刀切割胶膜的数量上限达到1000pcs时，更换切膜刀；切膜时，切膜刀与水平方向之间的夹角为75°。采用具备8寸及其以上尺寸超薄晶圆（75μm）减薄能力的全自动减薄机，先自动上料、定位，对贴膜后的晶圆进行粗磨、细磨、抛光和腐蚀；粗磨时采用粒度46#～600# 的金刚石研磨轮，轴向进给速度为100μm/min，粗磨范围：从原始晶圆厚度H＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2到最终晶圆厚度h3＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2＋胶膜厚度＋60μm，减薄轮转速2000rpm，磨削深度0.3mm；细磨采用粒度2000#～4000#的金刚石研磨轮，细磨范围：从最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋60μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋50μm，进给速度为0.9μm/sec；从最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋50μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋40μm，进给速度0.7μm/sec；从最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋40μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋30μm，进给速度0.5μm/sec；从最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋30μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋25μm，进给速度0.2μm/sec。抛光范围：从最终晶圆厚度h3＋胶膜层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋25μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋18μm，转速200rpm；从最终晶圆厚度h3＋胶膜层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋18μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋13μm，转速150rpm；从最终晶圆厚度h3＋胶膜层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋13μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋10μm，转速100rpm。腐蚀范围：从最终晶圆厚度h3＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2＋10μm到最终晶圆厚度h3＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2；腐蚀速度1μm/sec。腐蚀后直接清洗；芯片尺寸大于2mm×2mm的晶圆，选用普通划片胶膜在减薄后的晶圆背面自动绷膜贴片，然后揭去正面胶膜，自动下料，在后续上芯前，先用UV机照射，可以降低粘接性，防止芯片缺角。晶圆背面绷膜贴片后，需确保：晶圆与胶膜间无气泡、杂质、皱褶；胶膜与绷膜环接触良好，无气泡，胶膜边缘无起皮现象；胶膜平整，无松动、无胶膜丝、胶膜屑；绷膜环边缘的胶膜尺寸一致，无移位现象。所贴晶圆确保在胶膜正中央； 晶圆定位边与绷膜环的定位边要对应。使用8吋及其以上尺寸超薄晶圆全自动划片机进行划片，划片时应用阶梯模式，采用双轴划片技术和防裂片划片工艺，两个轴上装载不同型号的划片刀，第一划片刀刀刃厚度25μm，在晶圆的划片槽位置所在的晶圆表面开始向下只切到晶圆的一半厚度处，在晶圆上形成第一刀痕； 第二划片刀刀刃厚度15μm，从第一刀痕的最终位置开始切割晶圆一直切割到晶圆底部，形成第二刀痕，将芯片切割下来，完成75μm超薄芯片的生产。
实施例2
采用具备8寸及其以上尺寸晶圆全自动贴膜机进行贴膜，设置切膜刀片的运行轨迹随着晶圆外形轮廓的不同而发生变化，整片晶圆切膜后切膜轨迹与晶圆边缘形状相吻合。切膜刀在接触晶圆边缘时的下刀时速度为30mm/sec，当切膜刀切割胶膜的数量达到1000pcs时，更换切膜刀；切膜时，切膜刀与水平方向之间的夹角为90°。采用具备8寸及其以上尺寸超薄晶圆（75μm）减薄能力的全自动减薄机，先自动上料、定位，对贴膜后的晶圆进行粗磨、细磨、抛光和腐蚀；粗磨时采用粒度46#～600# 的金刚石研磨轮，轴向进给速度为500μm/min，减薄轮转速2400rpm，粗磨范围：从原始晶圆厚度H＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2到最终晶圆厚度h3＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2＋胶膜厚度＋60μm，磨削深度0.7mm；细磨采用粒度2000#～4000#的金刚石研磨轮，细磨范围：从最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋60μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋50μm，进给速度为0.9μm/sec；从最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋50μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋40μm，进给速度0.7μm/sec；从最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋40μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋30μm，进给速度0.5μm/sec；从最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋30μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋25μm，进给速度0.2μm/sec。抛光范围：从最终晶圆厚度h3＋胶膜层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋25μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋18μm，转速为200rpm；从最终晶圆厚度h3＋胶膜层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋18μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋13μm，转速为150rpm；从最终晶圆厚度h3＋胶膜层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋13μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋10μm，转速为100rpm。腐蚀范围：从最终晶圆厚度h3＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2＋10μm到最终晶圆厚度h3＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2，腐蚀速度1μm/sec。腐蚀后直接清洗；芯片尺寸等于2mm×2mm的晶圆，选用普通划片胶膜；先在减薄后的晶圆背面自动绷膜贴片，然后揭去正面胶膜，自动下料，在后续上芯前，先用UV机照射，可以降低粘接性，防止芯片缺角。晶圆背面绷膜贴片后，需确保：晶圆与胶膜间无气泡、杂质、皱褶；胶膜与绷膜环接触良好，无气泡，胶膜边缘无起皮现象；胶膜平整，无松动、无胶膜丝、胶膜屑；绷膜环边缘的胶膜尺寸一致，无移位现象。所贴晶圆确保在胶膜正中央； 晶圆定位边与绷膜环的定位边要对应。使用8吋及其以上尺寸超薄晶圆全自动划片机进行划片，划片时应用阶梯模式，采用双轴划片技术和防裂片划片工艺，两个轴上装载不同型号的划片刀，第一划片刀刀刃厚度35μm，在晶圆的划片槽位置所在的晶圆表面开始向下只切到晶圆的一半厚度处，在晶圆上形成第一刀痕； 第二划片刀刀刃厚度25μm，从第一刀痕的最终位置开始切割晶圆一直切割到晶圆底部，形成第二刀痕，将芯片切割下来，完成75μm超薄芯片的生产。
实施例3
采用具备8寸及其以上尺寸晶圆全自动贴膜机进行贴膜，设置切膜刀片的运行轨迹随着晶圆外形轮廓的不同而发生变化，整片晶圆切膜后切膜轨迹与晶圆边缘形状相吻合。切膜刀在接触晶圆边缘时的下刀时速度为20mm/sec，当切膜刀切割胶膜的数量达到1000pcs时，更换切膜刀；切膜时，切膜刀与水平方向之间的夹角为82.5°。采用具备8寸及其以上尺寸超薄晶圆减薄能力的全自动减薄机，先自动上料、定位，对贴膜后的晶圆进行粗磨、细磨、抛光和腐蚀；粗磨时采用粒度46#～600# 的金刚石研磨轮，轴向进给速度为300μm/min，减薄轮转速2200rpm；粗磨范围：从原始晶圆厚度H＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2到最终晶圆厚度h3＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2＋胶膜厚度＋60μm，磨削深度0.5mm；细磨采用粒度2000#～4000#的金刚石研磨轮，细磨范围：从最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋60μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋50μm，进给速度为0.9μm/sec；从最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋50μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋40μm，进给速度0.7μm/sec；从最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋40μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋30μm，进给速度0.5μm/sec；从最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋30μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋25μm，进给速度0.2μm/sec。抛光范围：从最终晶圆厚度h3＋胶膜层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋25μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋18μm，转速为200rpm；从最终晶圆厚度h3＋胶膜层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋18μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋13μm，转速为150rpm；从最终晶圆厚度h3＋胶膜层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋13μm到最终晶圆厚度h3＋胶质层厚度h1＋胶膜保护层厚度h2＋10μm，转速为100rpm。腐蚀范围：从最终晶圆厚度h3＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2＋10μm到最终晶圆厚度h3＋胶膜保护层厚度h1+胶质层厚度h2，腐蚀速度1μm/sec。腐蚀后直接清洗；
芯片尺寸小于2mm×2mm的晶圆，选用UV划片胶膜先在减薄后的晶圆背面自动绷膜贴片，然后揭去正面胶膜，自动下料，在后续上芯前，先用UV机照射，可以降低粘接性，防止芯片缺角。晶圆背面绷膜贴片后，需确保：晶圆与胶膜间无气泡、杂质、皱褶；胶膜与绷膜环接触良好，无气泡，胶膜边缘无起皮现象；胶膜平整，无松动、无胶膜丝、胶膜屑；绷膜环边缘的胶膜尺寸一致，无移位现象。所贴晶圆确保在胶膜正中央； 晶圆定位边与绷膜环的定位边要对应。使用8吋及其以上尺寸超薄晶圆全自动划片机进行划片，划片时应用阶梯模式，采用双轴划片技术和防裂片划片工艺，两个轴上装载不同型号的划片刀，第一划片刀刀刃厚度30μm，在晶圆的划片槽位置所在的晶圆表面开始向下只切到晶圆的一半厚度处，在晶圆上形成第一刀痕； 第二划片刀,刀刃厚度20μm，从第一刀痕的最终位置开始切割晶圆一直切割到晶圆底部，形成第二刀痕，将芯片切割下来，完成75μm超薄芯片的生产。 

Claims (9)

1. 一种75μm超薄芯片生产方法，其特征在于，该生产方法具体按以下步骤进行：
步骤1：晶圆正面贴膜、切膜
在晶圆图形表面贴覆胶膜；然后切膜，切膜时根据晶圆定位边形状，设置对应的刀片运行轨迹参数和切膜速度，确保切膜刀片的运行轨迹随胶膜定位边而发生变化；切膜刀在接触晶圆边缘时的下刀速度为10～30mm/sec，切膜时，切膜刀与晶圆平面之间的夹角为75°～90°；
步骤2：减薄
采用具备12吋尺寸超薄晶圆减薄能力的全自动减薄机，先自动上料、定位，而后进行减薄： 
粗磨范围：从原始晶圆厚度＋胶质层厚度+胶膜保护层厚度到最终晶圆厚度＋胶质层厚度＋胶膜保护层厚度＋60μm，轴向进给速度100～500μm/min，减薄轮转速2000rpm～2400rpm；
细磨范围：从最终晶圆厚度＋胶质层厚度＋胶膜保护层厚度＋60μm到最终晶圆厚度＋胶质层厚度＋胶膜保护层厚度＋25μm；
抛光范围：从最终晶圆厚度＋胶膜层厚度＋胶膜保护层厚度＋25μm到最终晶圆厚度＋胶质层厚度＋胶膜保护层厚度＋10μm；
腐蚀范围：从最终晶圆厚度＋胶膜层厚度＋胶膜保护层厚度＋10μm到最终晶圆厚度＋胶膜层厚度＋胶膜保护层厚度，腐蚀速度1μm/sec；腐蚀后进行清洗；
步骤3：减薄后的晶圆背面绷膜
对于芯片尺寸大于等于2.0mm×2.0mm的晶圆，用普通划片胶膜，先在减薄后的晶圆背面自动绷膜贴片，然后揭去晶圆正面胶膜，自动上下料；
对于芯片尺寸小于2.0mm×2.0mm的晶圆，选用UV胶膜，先在减薄后的晶圆背面自动绷膜贴片，然后揭去正面胶膜，自动下料；
步骤4：划片
在8吋及其以上尺寸超薄晶圆全自动划片机上采用双轴划片技术的阶梯模式和防裂片划片工艺进行划片，完成75μm超薄芯片的生产。
2. 根据权利要求1所述75μm超薄芯片生产方法，其特征在于，所述步骤1中在晶圆图形表面贴覆的胶膜采用半导体专用UV胶膜。
3. 根据权利要求1所述75μm超薄芯片生产方法，其特征在于，所述步骤1中，当一片切膜刀切割胶膜的数量达到1000pcs时，更换切膜刀。
4. 根据权利要求1所述75μm超薄芯片生产方法，其特征在于，所述步骤2中，粗磨时，采用粒度325#～600# 的金刚石研磨轮；细磨时，采用粒度2000#～4000#的金刚石研磨轮。
5. 根据权利要求1所述75μm超薄芯片生产方法，其特征在于，所述步骤2的细磨过程中，研磨轮采用不同的速度段进给：从最终晶圆厚度＋胶质层厚度＋胶膜保护层厚度＋60μm到最终晶圆厚度＋胶质层厚度＋胶膜保护层厚度＋50μm，进给速度0.9μm/sec；从最终晶圆厚度＋胶质层厚度＋胶膜保护层厚度＋50μm到最终晶圆厚度＋胶质层厚度＋胶膜保护层厚度＋40μm，进给速度0.7μm/sec；从最终晶圆厚度＋胶质层厚度＋胶膜保护层厚度＋40μm到最终晶圆厚度＋胶质层厚度＋胶膜保护层厚度＋30μm，进给速度0.5μm/sec；从最终晶圆厚度＋胶质层厚度＋胶膜保护层厚度＋30μm到最终晶圆厚度＋胶质层厚度＋胶膜保护层厚度＋25μm，进给速度0.2μm/sec。
6. 根据权利要求1所述75μm超薄芯片生产方法，其特征在于，所述步骤2的抛光过程中，从最终晶圆厚度＋胶膜层厚度＋胶膜保护层厚度＋25μm到最终晶圆厚度＋胶质层厚度＋胶膜保护层厚度＋18μm，转速为200rpm；从最终晶圆厚度＋胶膜层厚度＋胶膜保护层厚度＋18μm到最终晶圆厚度＋胶质层厚度＋胶膜保护层厚度＋13μm，转速为150rpm；从最终晶圆厚度＋胶膜层厚度＋胶膜保护层厚度＋13μm到最终晶圆厚度＋胶质层厚度＋胶膜保护层厚度h2＋10μm ，转速为100rpm。
7. 根据权利要求1所述75μm超薄芯片生产方法，其特征在于，所述步骤3中，晶圆背面绷膜贴片后，晶圆与胶膜间无气泡、杂质、皱褶；胶膜与绷膜环接触良好，胶膜边缘无起皮现象；胶膜边缘平整，无胶膜丝、胶膜屑；绷膜环边缘的胶膜尺寸一致，无移位现象；所贴晶圆确保在胶膜正中央； 晶圆定位边与绷膜环的定位边要对应。
8. 根据权利要求1所述75μm超薄芯片生产方法，其特征在于，所述步骤5中的阶梯模式：在刀刃厚度不同的两片划片刀分别安装在划片机的两个主轴上，划片时，先用刀刃厚度较大的划片刀从晶圆表面开始向下只切到晶圆的一半厚度处，然后再用刀刃厚度较小的划片刀从刀刃厚度较大的划片刀切割的最终位置开始切割晶圆一直切割到晶圆底部，完成晶圆的最终切割工序。
9. 根据权利要求6所述75μm超薄芯片生产方法，其特征在于，所述刀刃厚度较大划片刀的刀刃厚度为25～35μm，刀刃厚度较小划片刀的刀刃厚度为15～25μm。
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