CN107731726A - 一种玻璃钝化晶片背面切割方法 - Google Patents
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Abstract
一种玻璃钝化晶片背面切割方法，包括如下步骤：(1)一次双面匀胶，(2)单面光刻，(3)显定影，(4)一次蚀刻，(5)清洗，(6)玻璃钝化，(7)表面金属化，(8)晶圆测试，(9)激光打孔，(10)激光划切。晶片在制造过程中无需进行蚀刻制作切割线，使用激光划片设定特殊划切程序，晶片在一次光刻过程，无需进行背面匀胶曝光，同时在蚀刻时无需进行一次蚀刻再匀胶保护，在晶片制造过程中缩减生产流程，提高晶片流转效率，节省生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及的是半导体电子元器件制造技术领域，尤其是涉及一种玻璃钝化晶片背面切割方法。
背景技术
通常来说，晶片是由金刚石砂轮刀切割。随着激光器技术的不断完善发展，越来越多的晶片加工采用激光技术，激光器在硅晶圆加工领域的主要应用有切割、划刻和打标等。激光属于非接触式划片，通过光束空间传输，无接触机械接触的聚焦于硅片表面进行切割，避免芯片机械力作用，无砂轮旋转切割的机械力作用，适用于单台面刀刮法、电泳法、光阻法玻璃钝化二极管晶圆的划片，对于刀刮法晶片因其正面沟槽内部全部填充玻璃钝化保护层，激光正面无法对晶片进行划片，必须采用激光背面划片方式，而目前多数采用背面匀胶光刻并进行一次蚀刻将背面制作出切割线，便于在激光切割前进行对准划切，在晶片生产过程中需要经历双面曝光、二次蚀刻、背面二次匀胶保护等环节。因此发明一种仅在激光划切前进行对准操作，缩减晶片制造过程的方式十分必要。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供了一种玻璃钝化晶片背面切割方法，同时缩减晶片制造过程环节，并通过激光打孔定位方式实现背面切割。
本发明采用如下技术方案：
一种玻璃钝化晶片背面切割方法，包括如下步骤：
(1)一次双面匀胶：
在晶片表面涂覆光刻胶通过旋转速度及时间控制光刻胶厚度，使晶片表面涂覆一层均匀厚度的光刻胶，再经过坚膜烘烤使光刻胶牢固粘附在晶片表面；
(2)单面光刻：
择涂覆光刻胶的晶片单面，通过曝光机发出的紫外线将光刻板图案翻刻到晶片表面的光刻胶，利用光刻胶与紫外线的化学性质完成操作；
(3)显定影：
经过紫外线照射的光刻胶发生交联化学反应，按照光刻板设计图形由显影液进行溶解，并通过定影液进行冲洗清洁，晶片表面留下设计需求的图案；
(4)一次蚀刻：
利用混合酸的腐蚀作用，并通过光刻胶抗腐蚀作用，混合酸腐蚀未被光刻胶保护的晶片区域，最终形成单个晶胞；
(5)清洗：
使用标准RCA清洗方式，对晶片表面及沟槽内部PN结进行表面杂质去除；
(6)玻璃钝化：
将玻璃粉填充至已清洗干净的沟槽内部，再使用精密控温的玻璃烧结炉将玻璃粉熔化成致密的玻璃钝化层；
(7)表面金属化：
将已玻璃钝化后的晶片在专用镀槽内进行表面金属化处理，增加欧姆接触，便于封装焊接；
(8)晶圆测试：
将金属化处理的晶片进行100％测试，确保每颗芯片都符合电性标准；
(9)激光打孔：
在晶片正面边缘有沟槽区域设定激光打孔区域，通过程序控制设定激光划过长度及激光发射频率，最终将晶片正面划过的激光痕迹在晶片背面能够清晰可见，晶片背面出现清晰的对准标记；
(10)激光划切：
根据激光打孔进行两点一线定位，在晶片背面进行水平方向划切，做到晶片背面无对准标识激光划切。
所述步骤(1)中旋转速度通过电机控制系统，设定转速为1500-1800转/分，转动时间10-12秒。
所述步骤(1)中滴胶涂布采用自动滴胶系统，采用气压式和时间结合控制滴胶量。
所述步骤(8)中进行100％测试包括采用探针测试，对晶片上面的每颗芯片进行电性测试，不良芯片进行墨水标记。
所述步骤(9)中激光打孔关键控制为：晶片正面激光打孔处于同一条水平线，左右各打孔一处，晶片背面出现同一条水平线的标记，然后利用两点一线进行激光划切定位。
所述步骤(4)中混合酸包括硝酸、氢氟酸、冰乙酸及硫酸，其配比为9:9:12-15:4-7。
所述步骤(9)中所述激光打孔包括，在晶片边缘最外1圈芯片中心位置选取定位，设为待打孔区域，其选取位置依附于激光划片机显微镜行程，需将显微镜行程调成与晶片直径相同的数据，为100-102mm；晶片正面取四处打孔区域，每处区域选取位置相同，其实现方式通过吸片盘自动旋转90°，即分别在X方向与Y方向进行左右水平方向选取两处打孔区域。
所述步骤(9)中所述激光划过长度为0.5-1mm，激光发射频率为60-90HZ。
采用如上方案取得的有益技术效果为：
晶片在制造过程中无需进行蚀刻制作切割线，使用激光划片设定特殊划切程序，晶片在一次光刻过程，无需进行背面匀胶曝光，同时在蚀刻时无需进行一次蚀刻再匀胶保护，在晶片制造过程中缩减生产流程，提高晶片流转效率，节省生产成本。
附图说明
图1为现有技术的玻璃钝化晶片切割方式示意图。
图2为本发明的玻璃钝化晶片背面切割方法示意图。
图3为激光打孔定位示意图。
图4为玻璃钝化晶片切割方式流程图。
具体实施方式
结合附图1至4对本发明的具体的实施方式做进一步说明：
一种玻璃钝化晶片背面切割方法，包括如下步骤：
(1)一次双面匀胶：
在晶片表面涂覆光刻胶通过旋转速度及时间控制光刻胶厚度，使晶片表面涂覆一层均匀厚度的光刻胶，再经过坚膜烘烤使光刻胶牢固粘附在晶片表面。
旋转速度通过电机控制系统，设定转速为1500-1800转/分，转动时间10-12秒，滴胶涂布使用自动滴胶系统，采用气压式+时间控制滴胶量。
(2)单面光刻：
涂覆光刻胶的晶片通过曝光机发出的紫外线将光刻板图案翻刻到晶片表面的光刻胶，利用光刻胶与紫外线的化学性质完成操作；
(3)显定影：
经过紫外线照射的光刻胶发生交联化学反应，按照光刻板设计图形由显影液进行溶解，并通过定影液进行冲洗清洁，晶片表面留下设计需求的图案；
(4)一次蚀刻：
利用混合酸的腐蚀作用，并通过光刻胶抗腐蚀作用，混合酸腐蚀未被光刻胶保护的晶片区域，最终形成单个晶胞；
使用硝酸、氢氟酸、冰乙酸及硫酸的混合酸，配比为9:9:12-15:4-7。
(5)清洗：
使用标准RCA清洗方式，对晶片表面及沟槽内部PN结进行表面杂质去除；
(6)玻璃钝化：
首先使用既简单又适合批量作业的刮涂方式，将玻璃粉填充至已清洗干净的沟槽内部，再使用精密控温的玻璃烧结炉将玻璃粉熔化成致密的玻璃钝化层；
(7)表面金属化：
将已玻璃钝化后的晶片在专用镀槽内进行表面金属化处理，增加欧姆接触，便于封装焊接；
(8)晶圆测试：
将金属化处理的晶片进行100％测试，确保每颗芯片都符合电性标准。
100％测试包括采用探针测试，对晶片上面的每颗芯片进行电性测试，不良芯片进行墨水标记，便于后续将不良芯片剔除。
(9)激光打孔：
因晶片正面沟槽内全部被玻璃填充，无法使用激光器进行划切，且晶片背面没有与晶片正面对准划切的标记符号，所以研制出一种新型划切对准方式--激光打孔。
在晶片正面边缘有沟槽区域设定激光打孔区域，通过程序控制设定激光划过长度及激光发射频率，最终将晶片正面划过的激光痕迹在晶片背面能够清晰可见，如此这般，晶片背面会出现清晰的对准标记；
在晶片边缘最外1圈芯片中心位置选取定位，设为待打孔区域，其选取位置依附于激光划片机显微镜行程，需将显微镜行程调成与晶片直径相同的数据，为100-102mm。1片晶片正面取四处打孔区域，每处区域选取位置相同，其实现方式通过吸片盘自动旋转90°，即分别在X方向与Y方向进行左右水平方向选取两处打孔区域。
激光划过长度为0.5-1mm，激光发射频率为60-90HZ。
激光打孔关键控制为：晶片正面激光打孔处于同一条水平线，左右各打孔一处，晶片背面出现同一条水平线的标记，然后利用两点一线进行激光划切定位。
(10)激光划切：
根据激光打孔进行两点一线定位，在晶片背面进行水平方向划切，做到晶片背面无对准标识激光划切。
一种玻璃钝化晶片背面切割方法，包括玻璃钝化晶片背面无需进行蚀刻制作切割线，使用激光划片设定特殊划切程序。晶片在一次光刻过程，无需进行背面匀胶曝光，同时在蚀刻时无需进行一次蚀刻再匀胶保护，在晶片制造过程中缩减生产流程。晶片在制造过程中无需进行蚀刻制作切割线，使用激光划片设定特殊划切程序，晶片在一次光刻过程，无需进行背面匀胶曝光，同时在蚀刻时无需进行一次蚀刻再匀胶保护，在晶片制造过程中缩减生产流程，提高晶片流转效率，节省生产成本。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的指导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
Claims (8)
1.一种玻璃钝化晶片背面切割方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)一次双面匀胶：
在晶片表面涂覆光刻胶通过旋转速度及时间控制光刻胶厚度，使晶片表面涂覆一层均匀厚度的光刻胶，再经过坚膜烘烤使光刻胶牢固粘附在晶片表面；
(2)单面光刻：
择涂覆光刻胶的晶片单面，通过曝光机发出的紫外线将光刻板图案翻刻到晶片表面的光刻胶，利用光刻胶与紫外线的化学性质完成操作；
(3)显定影：
经过紫外线照射的光刻胶发生交联化学反应，按照光刻板设计图形由显影液进行溶解，并通过定影液进行冲洗清洁，晶片表面留下设计需求的图案；
(4)一次蚀刻：
利用混合酸的腐蚀作用，并通过光刻胶抗腐蚀作用，混合酸腐蚀未被光刻胶保护的晶片区域，最终形成单个晶胞；
(5)清洗：
使用标准RCA清洗方式，对晶片表面及沟槽内部PN结进行表面杂质去除；
(6)玻璃钝化：
将玻璃粉填充至已清洗干净的沟槽内部，再使用精密控温的玻璃烧结炉将玻璃粉熔化成致密的玻璃钝化层；
(7)表面金属化：
将已玻璃钝化后的晶片在专用镀槽内进行表面金属化处理，增加欧姆接触，便于封装焊接；
(8)晶圆测试：
将金属化处理的晶片进行100％测试，确保每颗芯片都符合电性标准；
(9)激光打孔：
在晶片正面边缘有沟槽区域设定激光打孔区域，通过程序控制设定激光划过长度及激光发射频率，最终将晶片正面划过的激光痕迹在晶片背面能够清晰可见，晶片背面出现清晰的对准标记；
(10)激光划切：
根据激光打孔进行两点一线定位，在晶片背面进行水平方向划切，做到晶片背面无对准标识激光划切。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃钝化晶片背面切割方法，其特征在于，所述步骤(1)中旋转速度通过电机控制系统，设定转速为1500-1800转/分，转动时间10-12秒。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃钝化晶片背面切割方法，其特征在于，所述步骤(1)中滴胶涂布采用自动滴胶系统，采用气压式和时间结合控制滴胶量。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃钝化晶片背面切割方法，其特征在于，所述步骤(8)中进行100％测试包括采用探针测试，对晶片上面的每颗芯片进行电性测试，不良芯片进行墨水标记。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃钝化晶片背面切割方法，其特征在于，所述步骤(9)中激光打孔关键控制为：晶片正面激光打孔处于同一条水平线，左右各打孔一处，晶片背面出现同一条水平线的标记，然后利用两点一线进行激光划切定位。
6.根据权利要求1所述的一种玻璃钝化晶片背面切割方法，其特征在于，所述步骤(4)中混合酸包括硝酸、氢氟酸、冰乙酸及硫酸，其配比为9:9:12-15:4-7。
7.根据权利要求1所述的一种玻璃钝化晶片背面切割方法，其特征在于，所述步骤(9)中所述激光打孔包括，在晶片边缘最外1圈芯片中心位置选取定位，设为待打孔区域，其选取位置依附于激光划片机显微镜行程，需将显微镜行程调成与晶片直径相同的数据，为100-102mm；晶片正面取四处打孔区域，每处区域选取位置相同，其实现方式通过吸片盘自动旋转90°，即分别在X方向与Y方向进行左右水平方向选取两处打孔区域。
8.根据权利要求1所述的一种玻璃钝化晶片背面切割方法，其特征在于，所述步骤(9)中所述激光划过长度为0.5-1mm，激光发射频率为60-90HZ。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of invention: A back cutting method of glass passivated wafer Effective date of registration: 20211222 Granted publication date: 20191213 Pledgee: Jining Yanzhou sub branch of laishang Bank Co.,Ltd. Pledgor: SHANDONG XINNUO ELECTRONIC TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2021980015709 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231117 Granted publication date: 20191213 Pledgee: Jining Yanzhou sub branch of laishang Bank Co.,Ltd. Pledgor: SHANDONG XINNUO ELECTRONIC TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2021980015709 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A method for cutting the back of glass passivated chips Effective date of registration: 20231213 Granted publication date: 20191213 Pledgee: Jining Yanzhou sub branch of laishang Bank Co.,Ltd. Pledgor: SHANDONG XINNUO ELECTRONIC TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023980071102 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |