CN109346398A - 一种超薄芯片生产方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种超薄芯片生产方法，其特征在于，包括晶圆贴膜、晶圆减薄、划片、封装和测试，先在晶圆图形表面贴覆一层粘结膜片,再采用机械研磨和湿法蚀刻交替对晶圆背面进行减薄，将晶圆减薄至厚度为5μm‑50μm，然后对减薄后的晶圆进行划片，沿晶圆上划片道划片，得到分离的芯片，对芯片进行封装再进行最后的测试，经测试后的芯片，依其电气特性划分为不同等级，测试合格的芯片包装入库，完成超薄芯片的生产。本发明的超薄芯片生产方法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。

Description

一种超薄芯片生产方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种超薄芯片生产方法。
背景技术
信息系统的微型化、多功能化和智能化是人们不断追求的目标。半导体集成电路技术的发展是这些变化的主要驱动力量。系统级芯片、系统级封装等技术的发展使得IC 器件的功能得到了空前的提高。特别是由于芯片堆叠与3D 封装等技术的使用使得某些电子产品领域表现出了超越摩尔定律的发展趋势。业界越来越认识到芯片堆叠与3D 封装技术在器件的系统级功能实现、存储容量增加等方面所具有的巨大优势。
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，在芯片的生产过程中，需要对晶圆背面减薄以及划片，而图形晶圆的背面减薄以及划片已成为半导体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，使已有的芯片生产工艺面临严峻的挑战。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于生产超薄芯片的生产方法，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。
本发明是这样实现的：
一种超薄芯片生产方法，其特征在于，包括晶圆贴膜、晶圆减薄、划片、封装和测试，过程如下：
（1）晶圆贴膜：在晶圆图形表面贴覆一层粘结膜片；
（2）晶圆减薄：采用机械研磨和湿法蚀刻交替对晶圆背面进行减薄，将晶圆减薄至厚度为5μm-50μm；
（3）划片：在晶圆自动划片机上对减薄后的晶圆进行划片，沿晶圆上划片道划片，得到分离的芯片；
（4）封装：将待封装芯片的背面贴装在载体的正面形成的粘合层上，在载体表面形成封料层，所述封料层包裹在待封装芯片的四周，然后剥离载体，露出待封装芯片的背面，在待封装芯片的背面通过再布线工艺完成封装；
（5）测试：将封装后的芯片置于测试装置的模拟环境下测试其电气特性，包括消耗功率、运行速度和耐压度，经测试后的芯片，依其电气特性划分为不同等级，测试合格的芯片包装入库，完成超薄芯片的生产。
作为本发明的一种优选技术方案，所述晶圆的减薄为：
S1：对晶圆背面进行第一次研磨，减薄晶圆体衬底的厚度，将基板固定在晶圆减薄机上，晶圆减薄机上的磨刀对晶圆背面进行减薄，将晶圆背面减薄至预定厚度，再进行光磨3-5s；
S2：对晶圆背面进行第一次湿法蚀刻，将晶圆放入蚀刻液中对晶圆背面进行湿法蚀刻，蚀刻液温度为60-70℃，湿法蚀刻时间为2分钟；
S3：对晶圆背面进行第二次研磨，减薄器件晶圆体衬底的厚度，将基板固定在晶圆减薄机上，晶圆减薄机上的磨刀对晶圆背面进行减薄，将晶圆背面减薄至预定厚度，再进行光磨3-5s；
S4：对晶圆背面进行第二次湿法蚀刻，将晶圆放入蚀刻液中对晶圆背面进行湿法蚀刻，将晶圆减薄至预定厚度，将晶圆与基板分离，即得减薄后的晶圆，蚀刻液温度为60-70℃，湿法蚀刻时间为2分钟。
作为本发明的一种优选技术方案，所述蚀刻液为硫酸、硝酸钾、氢氟酸和氟化氢铵的混合溶液，所述硫酸、硝酸钾、氢氟酸与氟化氢铵的质量比为7:2:0.5:0.5。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的磨刀向下进给速率为3μm/s-4μm/s，磨刀主轴转速为3000-5000r/min，晶圆每转磨削深度为700-900nm。
作为本发明的一种优选技术方案，所述封料层为感光干膜、非感光干膜或者塑封材料膜。
作为本发明的一种优选技术方案，所述封料层为利用半导体工艺将封料材料覆盖在贴装有待封装芯片的载体上，固化封料材料，形成封料层。
本发明突出的实质性特点和显著的进步是：
本发明用的超薄芯片的生产方法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，简化了工艺流程，降低了生产成本；晶圆的减薄通过对晶圆采用交叉采用机械研磨减薄和湿法蚀刻减薄，能够减少器件晶圆减薄过程中产生的内应力，并且减少破片几率，增加成片率，降低生产成本。
具体实施方式
实施例1
一种超薄芯片生产方法，其特征在于，包括晶圆贴膜、晶圆减薄、划片、封装和测试，过程如下：
（1）晶圆贴膜：在晶圆图形表面贴覆一层粘结膜片；
（2）晶圆减薄：采用机械研磨和湿法蚀刻交替对晶圆背面进行减薄，将晶圆减薄至厚度为5μm-50μm；
所述晶圆的减薄为：
S1：对晶圆背面进行第一次研磨，减薄晶圆体衬底的厚度，将基板固定在晶圆减薄机上，晶圆减薄机上的磨刀对晶圆背面进行减薄，将晶圆背面减薄至预定厚度，再进行光磨3-5s；
S2：对晶圆背面进行第一次湿法蚀刻，将晶圆放入蚀刻液中对晶圆背面进行湿法蚀刻，蚀刻液温度为60-70℃，湿法蚀刻时间为2分钟；
S3：对晶圆背面进行第二次研磨，减薄器件晶圆体衬底的厚度，将基板固定在晶圆减薄机上，晶圆减薄机上的磨刀对晶圆背面进行减薄，将晶圆背面减薄至预定厚度，再进行光磨3-5s；
S4：对晶圆背面进行第二次湿法蚀刻，将晶圆放入蚀刻液中对晶圆背面进行湿法蚀刻，将晶圆减薄至预定厚度，将晶圆与基板分离，即得减薄后的晶圆，蚀刻液温度为60-70℃，湿法蚀刻时间为2分钟。
所述蚀刻液为硫酸、硝酸钾、氢氟酸和氟化氢铵的混合溶液，所述硫酸、硝酸钾、氢氟酸与氟化氢铵的质量比为7:2:0.5:0.5。
所述的磨刀向下进给速率为3μm/s-4μm/s，磨刀主轴转速为3000-5000r/min，晶圆每转磨削深度为700-900nm。
（3）划片：在晶圆自动划片机上对减薄后的晶圆进行划片，沿晶圆上划片道划片，得到分离的芯片；
（4）封装：将待封装芯片的背面贴装在载体的正面形成的粘合层上，在载体表面形成封料层，所述封料层包裹在待封装芯片的四周，然后剥离载体，露出待封装芯片的背面，在待封装芯片的背面通过再布线工艺完成封装；
所述封料层为感光干膜、非感光干膜或者塑封材料膜。
所述封料层为利用半导体工艺将封料材料覆盖在贴装有待封装芯片的载体上，固化封料材料，形成封料层。
（5）测试：将封装后的芯片置于测试装置的模拟环境下测试其电气特性，包括消耗功率、运行速度和耐压度，经测试后的芯片，依其电气特性划分为不同等级，测试合格的芯片包装入库，完成超薄芯片的生产。

Claims (6)

1.一种超薄芯片生产方法，其特征在于，包括晶圆贴膜、晶圆减薄、划片、封装和测试，过程如下：
（1）晶圆贴膜：在晶圆图形表面贴覆一层粘结膜片；
（2）晶圆减薄：采用机械研磨和湿法蚀刻交替对晶圆背面进行减薄，将晶圆减薄至厚度为5μm-50μm；
（3）划片：在晶圆自动划片机上对减薄后的晶圆进行划片，沿晶圆上划片道划片，得到分离的芯片；
（4）封装：将待封装芯片的背面贴装在载体的正面形成的粘合层上，在载体表面形成封料层，所述封料层包裹在待封装芯片的四周，然后剥离载体，露出待封装芯片的背面，在待封装芯片的背面通过再布线工艺完成封装；
（5）测试：将封装后的芯片置于测试装置的模拟环境下测试其电气特性，包括消耗功率、运行速度和耐压度，经测试后的芯片，依其电气特性划分为不同等级，测试合格的芯片包装入库，完成超薄芯片的生产。
2.根据权利要求1所述的一种超薄芯片生产方法，其特征在于，所述晶圆的减薄为：
S1：对晶圆背面进行第一次研磨，减薄晶圆体衬底的厚度，将基板固定在晶圆减薄机上，晶圆减薄机上的磨刀对晶圆背面进行减薄，将晶圆背面减薄至预定厚度，再进行光磨3-5s；
S2：对晶圆背面进行第一次湿法蚀刻，将晶圆放入蚀刻液中对晶圆背面进行湿法蚀刻，蚀刻液温度为60-70℃，湿法蚀刻时间为2分钟；
S3：对晶圆背面进行第二次研磨，减薄器件晶圆体衬底的厚度，将基板固定在晶圆减薄机上，晶圆减薄机上的磨刀对晶圆背面进行减薄，将晶圆背面减薄至预定厚度，再进行光磨3-5s；
S4：对晶圆背面进行第二次湿法蚀刻，将晶圆放入蚀刻液中对晶圆背面进行湿法蚀刻，将晶圆减薄至预定厚度，将晶圆与基板分离，即得减薄后的晶圆，蚀刻液温度为60-70℃，湿法蚀刻时间为2分钟。
3.根据权利要求2所述的一种超薄芯片生产方法，其特征在于：所述蚀刻液为硫酸、硝酸钾、氢氟酸和氟化氢铵的混合溶液，所述硫酸、硝酸钾、氢氟酸与氟化氢铵的质量比为7:2:0.5:0.5。
4.根据权利要求2所述的一种超薄芯片生产方法，其特征在于：所述的磨刀向下进给速率为3μm/s-4μm/s，磨刀主轴转速为3000-5000r/min，晶圆每转磨削深度为700-900nm。
5.根据权利要求1所述的一种超薄芯片生产方法，其特征在于：所述封料层为感光干膜、非感光干膜或者塑封材料膜。
6.根据权利要求1所述的一种超薄芯片生产方法，其特征在于：所述封料层为利用半导体工艺将封料材料覆盖在贴装有待封装芯片的载体上，固化封料材料，形成封料层。
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