CN107369611A - 新型晶圆减薄背面金属化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种新型晶圆减薄背面金属化工艺，包括在晶圆正面进行涂胶，然后进行深槽刻蚀，以形成划片道；在划片道中添加塑封料，使塑封料填满划片道；塑封料固化后在其表面贴膜；通过减薄工艺对晶圆背面进行减薄处理；对背面晶圆及塑封料进行刻蚀；在晶圆背面进行金属化处理，使晶圆背面和塑封料表面涂覆金属；最后通过物理或化学方法将塑封料从晶圆中剥离。本发明通过首先在晶圆表面进行深槽刻蚀形成划片道的方法，解决了传统工艺中通过砂轮进行划片导致划片道宽度较宽，晶圆使用面积低的技术问题。该种方法不仅可以减小划片道的宽度，提高晶圆使用率，而且不会受管芯形状控制，适用范围广。

Description

新型晶圆减薄背面金属化工艺
技术领域
本发明属于集成电路制造工艺技术领域，具体涉及一种新型晶圆减薄背面金属化工艺。
背景技术
集成电路制造技术的进步来源于市场以及竞争的要求。在集成电路制造中，半导体硅材料由于其资源丰富，制造成本低，工艺性好，是集成电路重要的基体材料。从集成电路断面结构来看，大部分集成电路是在硅基体材料的浅表面层上制造。由于制造工艺的要求，对晶片的尺寸精度、几何精度、表面洁净度以及表面微晶格结构提出很高要求。因此在几百道工艺流程中，不可采用较薄的晶片，只能采用一定厚度的晶片在工艺过程中传递、流片。通常在集成电路封装前，需要对晶片背面多余的基体材料去除一定的厚度。这一工艺过程称之为晶片背面减薄工艺。通过减薄的方式对晶片衬底进行减薄，不仅改善芯片散热效果，而且减薄到一定厚度有利于后期封装工艺。
现有技术中，将晶圆分离成单个芯片通常在晶圆减薄工艺完成之后，通过划片机在晶圆上划片形成划片道，由于划片道宽度比较宽，特别是对于本身管芯尺寸较小的产品，划片道占据的晶圆面积太大，从而减小晶圆的使用面积；利用光刻结合刻蚀的方法可以解决划片道过宽的问题，但是这种工艺形成的晶圆表面不能进行背面金属化处理；此外如果管芯本身不是方形的，比如是六边形或者圆形，用传统的砂轮划片方式并不适用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种新型晶圆减薄背面金属化工艺，解决划片道占据晶圆的面积大的技术问题，该种工艺特别适用于管芯尺寸小的产品或者管芯不是方形结构的产品。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：一种新型晶圆减薄背面金属化工艺，其特征在于，包括：
步骤S1：首先在晶圆正面进行涂胶，然后在晶圆正面进行深槽刻蚀，以形成划片道；
步骤S2：在划片道中添加塑封料，使塑封料填满划片道，并且塑封料在晶圆正面形成一定厚度；
步骤S3：塑封料固化后在其表面贴膜；
步骤S4：通过减薄工艺对晶圆背面进行减薄处理；
步骤S5：对背面晶圆及塑封料进行刻蚀，且刻蚀处理过程中对晶圆的刻蚀速率高于对塑封料的刻蚀速率，在晶圆背面形成塑封料的凸起；
步骤S6：在晶圆背面进行金属化处理，使晶圆背面和塑封料表面涂覆金属，且晶圆背面的金属层同塑封料上的金属层不相连；
步骤S7：最后将塑封料从晶圆中剥离。
进一步地，步骤S1中所述深槽刻蚀采用光刻和刻蚀相结合的方法。
进一步地，所述塑封料为环氧树脂。
进一步地，步骤S4中所述减薄工艺包括研磨工艺。
进一步地，步骤S6中所述金属化处理方法为蒸发或溅射方法。
进一步地，步骤S7中所述剥离的方法包括高低温循环法。
本发明的有益效果：本发明所述一种新型晶圆减薄背面金属化工艺，通过首先在晶圆表面进行深槽刻蚀形成划片道的方法，解决了传统工艺中通过砂轮进行划片导致划片道宽度较宽，晶圆使用面积低的技术问题。该种方法不仅可以减小划片道的宽度，提高晶圆使用率，而且不会受管芯形状控制，适用范围广。
附图说明
图1为刻蚀后的晶圆结构示意图；
图2为填有塑封料的晶圆结构示意图；
图3为研磨后的晶圆结构示意图；
图4为蒸发金属后的晶圆结构示意图；
图5为去除塑封料的晶圆结构示意图；
具体实施方式
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，显然，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
一种新型晶圆减薄背面金属化工艺，具体的步骤包括：
步骤S1：首先在晶圆正面1.1进行涂胶，然后在晶圆正面1.1进行深槽刻蚀，以形成划片道2，如图1所示；
需要说明的是，晶圆正面进行深槽刻蚀的方法包括光刻和刻蚀两种工艺相结合的方法。首先通过光刻机刻出一定宽度的条，然后再通过刻蚀的方法形成所需宽度的划片道2。不同于传统砂轮划片工艺，该种深槽刻蚀工艺可以在晶圆正面1.1形成所需的划片道宽度，而不会由砂轮决定划片道的宽度，因此划片道2的宽度可调节，该种工艺特别适用于管芯尺寸较小的产品；此外，传统砂轮划片由于砂轮形状固定，因此管芯形状只能是方形，针对管芯本身不是方形的晶圆来讲，比如管芯为六边形或者圆形，传统工艺不能实现，而本发明中的深槽刻蚀工艺不受管芯形状约束，根据实际需求，可以形成不同管芯形状的划片道，适用范围更广。
步骤S2：在划片道2中添加塑封料3，使塑封料3填满划片道2，并且塑封料3在晶圆正面1.1形成一定厚度，如图2所示；
需要说明的是，为了方便晶圆背面1.2金属化处理，需要将划片道2用塑封料3填满，并且在晶圆正面1.1形成一定厚度。本实施例中，塑封料3为环氧树脂。环氧树脂料将划片道2封埋，同时交联固化成型。封埋后的晶圆背面1.2有利于后期金属化工艺的处理。
步骤S3：塑封料3固化后在其表面贴膜；
步骤S4：通过减薄工艺对晶圆背面1.2进行减薄处理，如图3所示；
需要说明的是，通常晶圆1制作成芯片进行封装前，需要对晶圆背面1.2多余的基材去除一定的厚度。本实施例中，步骤S4中所述减薄工艺包括研磨工艺。由于刻蚀工艺去除晶圆1的速度要比研磨工艺去除晶圆1的速度慢，且刻蚀工艺去除晶圆的成本相较于研磨工艺的成本高，因此，在进行刻蚀前，首先进行研磨处理，减薄晶圆背面1.2的厚度，使其研磨至晶圆1与划片道2的高度齐平，或者研磨至塑封料3露出晶圆背面1.2。这是为了方便后期的刻蚀，降低刻蚀成本。为了减小研磨后晶圆1表面的粗糙度，通常还可以在研磨后进行抛光处理。
步骤S5：对晶圆背面1.2及塑封料3进行刻蚀，且刻蚀处理过程中对晶圆1的刻蚀速率高于对塑封料3的刻蚀速率；
需要说明的是，对晶圆背面1.2及塑封料3进行刻蚀时，对晶圆的刻蚀速率高于对塑封料的刻蚀速率。刻蚀完毕后，在晶圆背面1.2形成塑封料的凸起，即塑封料3露出晶圆背面1.2，从而使晶圆背面金属化处理后，晶圆背面1.2以及塑封料3表面的金属4不会连续分布。
步骤S6：在晶圆背面1.2进行金属化处理，使晶圆背面1.2和塑封料3表面涂覆金属4，如图4所示；
需要说明的是，步骤S6中所述金属化处理方法为蒸发或溅射方法。通过蒸发或溅射的方法将金属4沉积到晶圆背面1.2以及塑封料3的表面上，最后将涂覆有金属的表面贴划片用膜5，如图5所示。
步骤S7：最后通过物理或化学方法将塑封料3从晶圆1中剥离。其中物理方法包括高低温循环法，即先采用深冷方法对材料进行处理，然后再在高于室温环境下进行处理，通过高低温循环降低塑封料3与晶圆1的粘结性，从而使塑封料3从晶圆1中剥离。
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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种新型晶圆减薄背面金属化工艺，其特征在于，包括：
步骤S1：首先在晶圆正面进行涂胶，然后在晶圆正面进行深槽刻蚀，以形成划片道；
步骤S2：在划片道中添加塑封料，使塑封料填满划片道，并且塑封料在晶圆正面形成一定厚度；
步骤S3：塑封料固化后在其表面贴膜；
步骤S4：通过减薄工艺对晶圆背面进行减薄处理；
步骤S5：对背面晶圆及塑封料进行刻蚀，且刻蚀处理过程中对晶圆的刻蚀速率高于对塑封料的刻蚀速率；
步骤S6：在晶圆背面进行金属化处理，使晶圆背面和塑封料表面涂覆金属，且晶圆背面的金属层同塑封料上的金属层不相连；
步骤S7：最后将塑封料从晶圆中剥离。
2.根据权利要求1所述一种新型晶圆减薄背面金属化工艺，其特征在于：步骤S1中所述深槽刻蚀采用光刻和刻蚀相结合的方法。
3.根据权利要求1所述一种新型晶圆减薄背面金属化工艺，其特征在于：所述塑封料为环氧树脂。
4.根据权利要求1所述一种新型晶圆减薄背面金属化工艺，其特征在于：步骤S4中所述减薄工艺包括研磨工艺。
5.根据权利要求1所述一种新型晶圆减薄背面金属化工艺，其特征在于：步骤S6中所述金属化处理方法为蒸发或溅射方法。
6.根据权利要求1所述一种新型晶圆减薄背面金属化工艺，其特征在于：步骤S7中所述剥离的方法包括高低温循环法。
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