CN106098624B - 一种晶圆切割方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种晶圆切割方法，包括如下步骤：提供待切割晶圆；在所述待切割晶圆上形成目标晶圆尺寸的掩模；将所述形成掩模后的待切割晶圆固定于承载盘上；对所述形成掩模后的待切割晶圆进行干法刻蚀，去除所述待切割晶圆中未被掩模覆盖的部分；去除所述目标晶圆上的掩模；以及，从所述承载盘上取下所述目标晶圆。根据本发明可以以较低成本实现将大晶圆切割为一个或多个小晶圆，解决目前机械切割只能将晶圆按照其特有的晶格方向切割为长方形或者方形的样品，以及激光完全切割耗时长，成本高、无商业化设备等的问题。满足半导体业界研发中，一部分工艺需要在大尺寸尖端设备上完成，另一部分工艺在小尺寸设备中完成的需求，降低研发成本。

Description

一种晶圆切割方法
技术领域
本发明涉及半导体领域，具体涉及一种晶圆切割方法。
背景技术
在现代半导体产业的研发过程中，特别是在实验室阶段，出于科研成本等因素的考虑，经常会遇到一个问题，即，前面的工艺需要在针对大尺寸(比如300毫米)晶圆的设备上完成，而后续的工艺却需要在针对小尺寸(比如150毫米或更小)晶圆的设备上完成。例如，一些最先进的工艺用深紫外光刻机进行细线条光刻及用最先进的工业化设备进行复杂成分的高精度镀膜等，均需要在针对大尺寸晶圆的最先进设备上完成。但是，这些最先进的工艺与小尺寸的晶圆不兼容，因此难以在小尺寸晶圆上实现这些需求。而后续工艺往往在针对小尺寸晶圆的设备上即可实现并能满足器件研发需要。这就需要将大尺寸的晶圆切割为小尺寸的晶圆，而切割后的小尺寸晶圆能够在相应设备上继续完成后续工艺。也就是说，切割后的小尺寸晶圆要与其相应的设备兼容。
目前市场拥有的晶圆切割方法主要是用锯条的机械切割及用激光的切割方式。机械切割的特点是只能将晶圆按照其特有的晶格方向切割为长方形或者方形的样品。此外，还可以通过激光辅助技术进行晶圆切割，称作隐形切割技术，但是，该技术也只能按照晶圆特有的晶格方向切割出长方形或者方形的样品。只有通过完全激光的方式才可以实现其他形状的晶圆切割。但是，激光完全切割耗时长，成本高，且市场上没有商业化的可以切割大晶圆为小晶圆的成型的激光切割设备。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种晶圆切割方法，包括如下步骤：
提供待切割晶圆；在所述待切割晶圆上形成目标晶圆尺寸的掩模；将所述形成掩模后的待切割晶圆固定于承载盘上；对所述形成掩模后的待切割晶圆进行干法刻蚀，去除待切割晶圆中未被掩模覆盖的部分；去除所述目标晶圆上的掩模；以及，从所述承载盘上取下所述目标晶圆。
其中，所述目标晶圆为一个或多个。
优选为，所述承载盘的尺寸大于等于待切割晶圆的尺寸。
优选为，所述承载盘为晶圆、高分子材料、金属或玻璃。
优选为，所述掩模为光刻胶。
优选为，通过黏合剂将所述形成掩模后的待切割晶圆的下表面黏贴在所述承载盘上，或者通过真空吸附将待切割晶圆的下表面吸附在所述承载盘上。
优选为，去除所述覆盖有掩模的目标晶圆下表面的黏合剂，使其与所述承载盘分离，或者解除真空吸附释放目标晶圆。
优选为，所述黏合剂为晶圆切割胶带。
优选为，所述为黏合剂为到达额定温度融化、或者特定光线照射下粘合力减小的聚合物材料、或者为可手工去除而不破坏晶圆的双面胶。
优选为，所述干法刻蚀为等离子体刻蚀。
根据本发明能够以较低成本实现将大晶圆切割为小晶圆，有利于进一步降低研发成本，满足半导体业界研发中，一部分工艺需要在大尺寸尖端设备上完成，另一部分工艺在小尺寸设备中完成的需求。
附图说明
图1是晶圆切割方法实施例一的流程图。
图2a)－c)表示直径200mm的待切割晶圆、在200mm待切割晶圆上形成直径150mm的掩模、以及直径150mm的目标晶圆。
图3是晶圆切割方法实施例二的流程图。
图4a)－c)表示直径300mm的待切割晶圆、在300mm待切割晶圆上形成两个直径50mm和两个直径100mm的掩模、以及两个直径50mm和两个直径100mm的目标晶圆。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"上"、"下"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，本发明提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。除非在下文中特别指出，器件的各部分均可采用本领域公知的工艺和材料实现。
实施例一
如图1所示，晶圆切割方法包括如下步骤：
步骤S11，提供待切割晶圆。在本实施例中待切割晶圆直径为200mm。如图2a所示。
步骤S12，在直径为200mm的待切割晶圆上形成150mm直径的掩模，掩模完整覆盖的部分是目标晶圆，如图2b所示。例如，可以在待切割晶圆上旋涂光刻胶作为掩模，也可以选择硬掩模等。
步骤S13，将形成掩模后的待切割晶圆固定于承载盘上。优选为，承载盘的尺寸大于等于150mm直径的目标晶圆尺寸，优选为承载盘的尺寸大于等于200mm直径的待切割晶圆的尺寸。承载盘可以为晶圆、高分子材料、金属、玻璃等。但是本发明不限定于此，承载盘的大小、材质等可以根据实际情况进行设定，只要能够支撑目标晶圆即可，并在晶圆切割方法的后续步骤中保持性质稳定即可。
此外，将待切割晶圆固定于承载盘上的方式可以有多种，例如吸附、卡、夹、黏贴等。优选为采用黏合剂的方式将所述待切割晶圆黏贴在承载盘上。其中，黏合剂为到达额定温度融化、或者特定光线照射下粘合力减小的聚合物材料，也可以是能够手工去除且不破坏晶圆的双面胶等例如可以是晶圆切割胶带、晶圆切割胶等。更具体地说，例如可以是uv晶圆切割胶等，可以根据具体的应用以及切割胶带的性质进行相应的选择。
步骤S14，对形成掩模后的待切割晶圆进行干法刻蚀，去除待切割晶圆中未被掩模覆盖的部分。干法刻蚀例如采用等离子体刻蚀。
步骤S15，去除目标晶圆上的掩模。例如掩模为光刻胶，则通过本领域常规工艺去除残留在晶圆上的光刻胶。
步骤S16，将目标晶圆与承载盘分离，取下目标晶圆，如图2c所示。至此完成了将直径200mm晶圆切割为直径150mm的全过程。
此外，在具体的一例中，在步骤S13中采用黏合剂的方式将形成掩模后的待切割晶圆下表面黏贴在承载盘上。可以粘接整个晶圆表面也可以选择晶圆表面内两个以上的点进行粘接。则在步骤S16中去除覆盖有掩模的目标晶圆下表面的黏合剂，使其与承载盘分离。
在另外一例中，在S13中采用真空吸附的方式将形成掩模后的待切割晶圆下表面固定在承载盘上。则在步骤S16中接触真空吸附，使覆盖有掩模的目标晶圆与承载盘分离。
实施例二
如图3所示，晶圆切割方法包括如下步骤：
步骤S21，提供待切割晶圆。在本实施例中待切割晶圆直径为300mm。如图4a所示。
步骤S22，在直径为300mm的待切割晶圆上形成两个100mm直径和两个50mm的掩模，掩模完整覆盖的部分是目标晶圆，如图4b所示。例如，可以在待切割晶圆上旋涂光刻胶作为掩模，也可以选择其他在干法刻蚀中能够阻挡刻蚀的掩模等。
步骤S23，将形成掩模后的待切割晶圆固定于承载盘上。优选为承载盘的尺寸大于等于300mm直径的待切割晶圆的尺寸。承载盘可以为晶圆、高分子材料、玻璃、金属等。但是本发明不限定于此，承载盘的大小、材质等可以根据实际情况进行设定，只要能够支撑目标晶圆即可，并在晶圆切割方法的后续步骤中保持性质稳定即可。
此外，将待切割晶圆固定于承载盘上的方式可以有多种，例如吸附、卡、夹、黏贴等。优选为采用黏合剂的方式将所述待切割晶圆黏贴在承载盘上。其中，黏合剂为到达额定温度融化、或者特定光线照射下粘合力减小的聚合物材料。例如可以是晶圆切割胶带、晶圆切割胶等。更具体地说，例如可以是uv晶圆切割胶，可以根据具体的应用以及切割胶带的性质进行相应的选择。
步骤S24，进行干法刻蚀，去除待切割晶圆中未被掩模覆盖的部分。干法刻蚀例如采用等离子体刻蚀。
步骤S25，去除目标晶圆上的掩模。例如掩模为光刻胶，则通过本领域常规工艺去除残留在晶圆上的光刻胶。
步骤S26，将目标晶圆与承载盘分离，取下目标晶圆，如图4c所示。至此完成了将直径300mm晶圆切割为两个直径50mm和两个直径100mm晶圆的全过程。
此外，在具体的一例中，在步骤S23中采用黏合剂的方式将形成掩模后的待切割晶圆下表面黏贴在承载盘上，可以粘接整个晶圆表面也可以选择晶圆表面内两个以上的点进行粘接，则在步骤S26中去除覆盖有掩模的目标晶圆下表面的黏合剂，使其与承载盘分离。
在另一例中，在S23中采用真空吸附的方式将形成掩模后的待切割晶圆下表面固定在承载盘上。则在步骤S26中接触真空吸附，使覆盖有掩模的目标晶圆与承载盘分离。
另外，待切割晶圆的尺寸，目标晶圆的尺寸、数量等不限于以上实施例，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。
根据本发明能够以较低成本实现将大晶圆切割为小晶圆，满足半导体业界研发中，一部分工艺需要在大尺寸尖端设备上完成，另一部分工艺在小尺寸设备中完成的需求，有利于进一步降低研发成本。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种晶圆切割方法，其特征在于，
包括如下步骤：
提供待切割晶圆；
在所述待切割晶圆上形成目标晶圆尺寸的掩模；
将所述形成掩模后的待切割晶圆固定于承载盘上；
对所述形成掩模后的待切割晶圆进行干法刻蚀，去除所述待切割晶圆中未被掩模覆盖的部分；
去除所述目标晶圆上的掩模；以及，
从所述承载盘上取下所述目标晶圆，
其中，所述干法刻蚀为等离子体刻蚀。
2.根据权利要求1所述的晶圆切割方法，其特征在于，
所述目标晶圆为一个或多个。
3.根据权利要求1所述的晶圆切割方法，其特征在于，
所述承载盘的尺寸大于等于所述待切割晶圆的尺寸。
4.根据权利要求1所述的晶圆切割方法，其特征在于，
所述承载盘为晶圆、高分子材料、金属或玻璃。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的晶圆切割方法，其特征在于，
所述掩模为光刻胶。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的晶圆切割方法，其特征在于，
通过黏合剂将所述形成掩模后的待切割晶圆的下表面黏贴在所述承载盘上，或者通过真空吸附将所述待切割晶圆的下表面吸附在所述承载盘上。
7.根据权利要求6所述的晶圆切割方法，其特征在于，
去除所述覆盖有掩模的目标晶圆下表面的黏合剂，使其与所述承载盘分离，或者解除真空吸附释放所述目标晶圆。
8.根据权利要求6所述的晶圆切割方法，其特征在于，
所述黏合剂为晶圆切割胶带。
9.根据权利要求6所述的晶圆切割方法，其特征在于，
所述黏合剂为到达额定温度融化、或者特定光线照射下粘合力减小的聚合物材料、或者为可手工去除而不破坏晶圆的双面胶。
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