CN112151446B - 晶圆切割固定方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

一种晶圆切割固定装置，通过设置第一喷水器使晶圆在切割时能够受到往切割桌面方向的力，对所述晶圆按压，保持所述晶圆在切割时的稳定性，从而减少切割刀片切割时所产生的震动，降低碎裂的现象。

Description

晶圆切割固定方法及其装置
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆切割固定方法及其装置。
背景技术
在半导体制程中，为了将晶圆(wafer)切割成多个芯片(die)以做成不同的半导体封装结构，晶圆切割(wafer saw)是个极为关键的工艺环节。在晶圆切割的过程中，需要在保证每个芯片不受到损害的情况下将多个芯片分开，才能确保每个芯片的功能正常，但随着半导体工艺的发展，晶圆中的电路层变得更加精细与复杂，因此对于晶圆切割的切割质量也更加的要求。然而，由于在切割晶圆的过程中会产生许多切割应力，造成被切割的晶圆容易在其正面及背面产生碎裂(chipping)的现象。因此，有必要提供一种晶圆切割固定方法及其装置，以解决上述的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶圆切割固定方法及其装置。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种晶圆切割固定方法，包括以下步骤：
提供待切割晶圆于切割桌面，所述晶圆具有面向所述切割桌面的第一表面,以及背离所述第一表面的第二表面；
使用切割刀片对所述晶圆从所述第二表面进行切割，且所述切割刀片具有垂直于所述第二表面的两侧面；以及
在进行切割的同时，在所述切割刀片的所述两侧面旁，使用第一喷水器对所述晶圆的所述第二表面冲喷高压水柱，使所述晶圆往所述切割桌面方向被按压。
进一步地，在提供所述待切割晶圆于所述切割桌面之前还包括下述步骤：
提供切割胶膜，包括基底层与设置于所述基底层上的黏合层，所述基底层设置于所述切割桌面上，并且所述黏合层与所述晶圆黏合。
进一步地，所述方法还包括下述步骤：
自所述切割桌面，藉由真空吸附将所述晶圆吸附固定在所述切割桌面上。
进一步地，所述高压水柱的压力为300至500千帕。
进一步地，所述第一喷水器喷出的所述高压水柱，相对于所述第二表面，呈非直交的倾斜角度。
进一步地，所述第一喷水器包括多个第一喷水口，所述多个第一喷水口喷出的所述高压水柱相对于所述第二表面的角度各有不同。
进一步地，在进行切割的同时还包括以下步骤：
使用第二喷水器对所述切割刀片的所述两侧面喷出水帘，用以降低所述切割刀片的所述两侧面温度；以及
使用第三喷水器对所述切割刀片与所述第二表面相接触的部位喷水。
本发明第二方面提供一种晶圆切割装置，包括：
切割桌面，用以放置待切割的晶圆，并且所述晶圆具有面向所述切割桌面的第一表面,以及背离所述第一表面的第二表面；
切割刀片，用以对所述晶圆从所述第二表面进行切割，且所述切割刀片具有垂直于所述第二表面的两侧面；以及
第一喷水器，设置于所述切割刀片的所述两侧面，在进行切割的同时，对所述晶圆的所述第二表面冲喷高压水柱，使所述晶圆往所述切割桌面方向被按压。
进一步地，所述的晶圆切割固定装置还包括：
切割胶膜，所述切割胶膜包括基底层与设置于所述基底层上的黏合层，所述基底层设置于所述切割桌面上，并且所述黏合层与所述晶圆黏合。
进一步地，所述切割桌面具有多个吸附所述晶圆的吸附孔洞，用以自所述切割桌面，藉由真空吸附将所述晶圆吸附固定在所述切割桌面上。
进一步地，所述高压水柱的压力为300至500千帕。
进一步地，所述第一喷水器喷出的所述高压水柱，相对于所述第二表面，呈非直交的倾斜角度。
进一步地，所述第一喷水器包括多个第一喷水口，所述多个第一喷水口喷出的所述高压水柱相对于所述第二表面的角度各有不同。
进一步地，所述晶圆切割装置还包括：
第二喷水器，设置于所述切割刀片的所述两侧面，用以对所述切割刀片的所述两侧面喷出水帘，用以降低所述切割刀片的所述两侧面温度；以及
第三喷水器，设置于所述切割刀片的一端，用以对所述切割刀片与所述第二表面相接触的部位喷水。
进一步地，所述第一喷水器与所述第二喷水器分别包括多个第一喷水口与第二喷水口，且所述多个第一喷水口间隔地设置于所述多个第二喷水口之间。
本发明通过设置所述第一喷水器使所述晶圆在切割的同时能够受到往所述切割桌面方向的力，对所述晶圆按压，保持所述晶圆在切割时的稳定性，从而减少所述切割刀片切割时所产生的震动，降低碎裂的现象。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为根据本发明第一实施例提供的晶圆切割固定装置的正视图。
图2为根据本发明第一实施例提供的晶圆切割固定装置的俯视图。
图3为根据本发明第一实施例提供的晶圆切割固定装置的侧视图。
图4为根据本发明第二实施例提供的晶圆切割固定方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，本发明说明书所使用的词语“实施例”意指用作实例、示例或例证，并不用于限定本发明。
术语“第一”、“第二”、以及“第三”仅用来描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。限定有“第一”、“第二”、以及“第三”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个的该特征。请参考图1，其为根据本发明第一实施例提供的晶圆切割固定装置的正视图。
所述晶圆切割固定装置包括切割桌面10、切割刀片11、以及第一喷水器12。所述切割桌面10用以放置待切割的晶圆20，并且所述晶圆20具有面向所述切割桌面的第一表面，以及背离所述第一表面的第二表面；所述切割刀片11，用以对所述晶圆20从所述第二表面进行切割，且所述切割刀片11具有垂直于所述第二表面的两侧面；所述第一喷水器12设置于所述切割刀片11的所述两侧面，在进行切割的同时，对所述晶圆20的所述第二表面冲喷高压水柱，使所述晶圆20往所述切割桌面10方向被按压。
在本实施例中，所述晶圆20为进行过晶圆薄化工艺(wafer griding)的晶圆，因此所述晶圆20的厚度约为100微米。具体地，所述晶圆薄化工艺用以使晶圆薄形化，以利后续晶圆切割及封装等，其目的包括：(1)增加芯片之柔软性；(2)容许更高热膨胀系数的不匹配性；(3)降低芯片的热阻抗以加快芯片的散热；(4)将多个芯片整合在一个构装体内，进而应用于三维积体电路(3DIC)的芯片堆栈之系统级构装(System In Package，SIP)，例如3维NAND存储器。
在本实施例中，所述切割桌面10具有多个能够吸附所述晶圆20的吸附孔洞101，用以自所述切割桌面10，藉由真空吸附将所述晶圆20固定在所述切割桌面10上。
在本实施例中，所述晶圆切割固定装置还包括切割胶膜30，所述切割胶膜30包括基底层31与设置于所述基底层31上的黏合层32，所述基底层31设置于所述切割桌面10上，其材料可以为聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride，PVC)，并且厚度约为110微米；所述黏合层32与所述晶圆20黏合，用以在对所述晶圆20切割的期间暂时固定所述晶圆20，避免位移或是断片等现象发生，使切割制程能更稳定地进行以提高切割的精准度，其厚度约为20至80微米。
在本实施例中，虽然使用所述切割桌面10以及所述切割胶膜30来分别对所述晶圆20进行吸附与黏合，固定所述晶圆20在切割时保持不动，但由于在使用所述切割刀片11进行切割时，所述晶圆20仍然会随着所述切割刀片11的震动而导致在所述切割刀片11和所述晶圆20的接触点产生碎裂的现象。为了解决上述问题，本发明提出一种包括第一喷水器12的晶圆切割固定装置。
结合图2与图3所示，图2为根据本发明第一实施例提供的晶圆切割固定装置的俯视图，图3为根据本发明第一实施例提供的晶圆切割固定装置的侧视图。
具体地，所述第一喷水器12可以设置于所述切割刀片11的所述两侧面，当使用所述切割刀片11对所述晶圆20进行切割时，同时使用所述第一喷水器12对所述晶圆20冲喷高压水柱，使所述晶圆20在切割时能够受到往所述切割桌面10方向的力(如图1箭头所示)，对所述晶圆20按压，保持所述晶圆20在切割时的稳定性，从而减少切割时所产生的震动，降低碎裂的现象。需要说明的是，按压所述晶圆20的所述第一喷水器12所冲喷高压水柱的角度可以为直交或非直交于所述晶圆20，本发明并未对此作限制。
进一步地，所述第一喷水器12包括多个第一喷水口121，所述多个第一喷水口121喷出的所述高压水柱相对于所述第二表面的角度各有不同，即可以使用不同的角度对所述晶圆20冲喷所述高压水柱，并且当所述第一喷水器12喷出的所述高压水柱相对于所述第二表面呈非直交的倾斜角度时，有利于清除所述晶圆20被切割时产生的废弃物以及使所述切割刀片11自锐，提高切割品质。
优选地，高压水柱的喷冲压力为300至500千帕。
在本实施例中，所述晶圆切割装置还包括第二喷水器13，设置于所述切割刀片11的所述两侧面，由于所述切割刀片11在进行切割时会因切割面的摩擦而生热，造成所述切割刀片11的所述两侧面的温度升高，为了避免高温对所述晶圆20的功能造成影响，使用所述第二喷水器13对所述切割刀片11的所述两侧面喷出水帘(如图1中的虚线)以进行降温。
在本实施例中，由于所述第一喷水器12与所述第二喷水器13都是设置于所述切割桌面10的所述两侧面，为了避免两者相互影响，所述第一喷水器12的所述多个第一喷水口121可以与所述第二喷水器13的多个第二喷水口131间隔设置，即所述多个第一喷水口121所喷出的所述高压水柱间隔地设置于所述多个第二喷水口131所喷出的所述水帘之间，如图2所示。
在该步骤中，所述晶圆切割装置还包括第三喷水器14，设置于所述切割刀片11的一端，由于所述切割刀片11在进行切割时会因切割面摩擦而生热，造成所述切割刀片11的切割面温度升高，为了避免高温对所述晶圆20的功能造成影响，使用所述第三喷水器14对所述切割刀片11的切割面喷水(如图3中的虚线)，即对所述切割刀片11与所述第二表面相接触的部位喷水来进行降温。
请参照图4并结合图1至图3所示，图4为根据本发明第二实施例提供的晶圆切割固定方法的流程图，所述方法包括以下步骤：
步骤S10：提供待切割的晶圆20于切割桌面10，所述晶圆20具有面向所述切割桌面10的第一表面,以及背离所述第一表面的第二表面。
在该步骤中，所述晶圆20为进行过晶圆薄化工艺(wafer griding)的晶圆。
在该步骤中，所述晶圆20自所述切割桌面10，藉由真空吸附将所述晶圆20固定在所述切割桌面10上。
在本实施例中，提供所述待切割的晶圆20于所述切割桌面10前还包括下述步骤：提供切割胶膜30。
所述切割胶膜30包括基底层31与设置于所述基底层31上的黏合层32，所述黏合层32与所述晶圆20黏合，用以在对所述晶圆20切割的期间暂时固定所述晶圆20，避免位移或是断片等现象发生，使切割制程能更稳定地进行以提高切割的精准度。
步骤S20：使用切割刀片11对所述晶圆20从所述第二表面进行切割，且所述切割刀片11具有垂直于所述第二表面的两侧面。
在该步骤中，所述切割刀片11以垂直于所述第二表面的方向从所述晶圆20的所述第二表面进行切割。
步骤S30：在进行切割的同时，在所述切割刀片11的所述两侧面旁，使用第一喷水器12对所述晶圆20的所述第二表面冲喷高压水柱，使所述晶圆20往所述切割桌面10方向被按压。
在该步骤中，当使用所述切割刀片11对所述晶圆20进行切割时，同时使用在所述切割刀片11的所述两侧面旁的所述第一喷水器12对所述晶圆20的所述第二表面冲喷高压水柱，使所述晶圆20在切割时能够受到往所述切割桌面10方向的力(如图1箭头所示)，对所述晶圆20按压，保持所述晶圆20在切割时的稳定性，从而减少切割时所产生的震动，降低碎裂的现象。
进一步地，所述第一喷水器12包括多个第一喷水口121，所述多个第一喷水口121喷出的所述高压水柱相对于所述第二表面的角度各有不同，即可以使用不同的角度对所述晶圆20冲喷所述高压水柱，并且当所述第一喷水器12喷出的所述高压水柱相对于所述第二表面呈非直交的倾斜角度时，有利于清除所述晶圆20被切割时产生的废弃物以及使所述切割刀片11自锐，提高切割品质。
优选地，高压水柱的喷冲压力为300至500千帕。
在该步骤中，在进行切割的同时还包括以下步骤：
使用第二喷水器13对所述切割刀片11的所述两侧面喷出水帘，用以降低所述切割刀片11的所述两侧面温度；以及
使用第三喷水器14对所述切割刀片11与所述第二表面相接触的部位喷水。
在该步骤中，由于所述切割刀片11在进行切割时会因切割面的摩擦而生热，造成所述切割刀片11的所述两侧面的温度升高，为了避免高温对所述晶圆20的功能造成影响，使用所述第二喷水器13对所述切割刀片11的所述两侧面喷出水帘(如图1中的虚线)以进行降温。
在该步骤中，由于所述切割刀片11在进行切割时会因切割面摩擦而生热，造成所述切割刀片11的切割面温度升高，为了避免高温对所述晶圆20的功能造成影响，使用所述第三喷水器14对所述切割刀片11的切割面喷水(如图3中的虚线)，即对所述切割刀片11与所述第二表面相接触的部位喷水来进行降温。
在该步骤后，所述方法还包括：剥离所述切割胶膜30。
进一步地，所述切割胶膜240可以为电子级胶膜(blue tape)、紫外线胶膜(UVtape)、或是热脱胶膜等，其在经过特殊处理(如加热、照UV光等)后能够消除所述黏合层32的黏性，以利将切割后形成的芯片取下。
可以理解的是，本发明第一实施例与第二实施例的细节可以相互采用解释。本发明通过设置所述第一喷水器12使所述晶圆20在切割的同时能够受到往所述切割桌面10方向的力，对所述晶圆20按压，保持所述晶圆20在切割时的稳定性，从而减少切割刀片11切割时所产生的震动，降低碎裂的现象。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (15)

1.一种晶圆切割固定方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供待切割晶圆于切割桌面，所述晶圆具有面向所述切割桌面的第一表面,以及背离所述第一表面的第二表面；
使用切割刀片对所述晶圆从所述第二表面进行切割，且所述切割刀片具有垂直于所述第二表面的两侧面；以及
在进行切割的同时，在所述切割刀片的所述两侧面旁，使用第一喷水器的多个第一喷水口对所述晶圆的所述第二表面冲喷高压水柱，所述多个第一喷水口喷出的所述高压水柱相对于所述第二表面的角度各有不同，使所述晶圆往所述切割桌面方向被按压。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在提供所述待切割晶圆于所述切割桌面之前还包括下述步骤：
提供切割胶膜，包括基底层与设置于所述基底层上的黏合层，所述基底层设置于所述切割桌面上，并且所述黏合层与所述晶圆黏合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括下述步骤：
自所述切割桌面，藉由真空吸附将所述晶圆吸附固定在所述切割桌面上。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述高压水柱的压力为300至500千帕。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一喷水器喷出的所述高压水柱，相对于所述第二表面，呈非直交的倾斜角度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在进行切割的同时还包括以下步骤：
使用第二喷水器对所述切割刀片的所述两侧面喷出水帘，且所述多个第一喷水口所喷出的所述高压水柱间隔地设置于所述第二喷水器的多个第二喷水口所喷出的所述水帘之间。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行切割的同时还包括以下步骤：
使用第三喷水器对所述切割刀片与所述第二表面相接触的部位喷水。
8.一种晶圆切割固定装置，其特征在于，包括：
切割桌面，用以放置待切割的晶圆，并且所述晶圆具有面向所述切割桌面的第一表面,以及背离所述第一表面的第二表面；
切割刀片，用以对所述晶圆从所述第二表面进行切割，且所述切割刀片具有垂直于所述第二表面的两侧面；以及
第一喷水器，设置于所述切割刀片的所述两侧面，在进行切割的同时，对所述晶圆的所述第二表面冲喷高压水柱，使所述晶圆往所述切割桌面方向被按压。
9.根据权利要求8所述的晶圆切割固定装置，其特征在于，还包括：
切割胶膜，所述切割胶膜包括基底层与设置于所述基底层上的黏合层，所述基底层设置于所述切割桌面上，并且所述黏合层与所述晶圆黏合。
10.根据权利要求8所述的晶圆切割固定装置，其特征在于：所述切割桌面具有多个吸附所述晶圆的吸附孔洞，用以自所述切割桌面，藉由真空吸附将所述晶圆吸附固定在所述切割桌面上。
11.根据权利要求8所述的晶圆切割固定装置，其特征在于：所述高压水柱的压力为300至500千帕。
12.根据权利要求8所述的晶圆切割固定装置，其特征在于：所述第一喷水器喷出的所述高压水柱，相对于所述第二表面，呈非直交的倾斜角度。
13.根据权利要求8所述的晶圆切割固定装置，其特征在于：所述第一喷水器包括多个第一喷水口，所述多个第一喷水口喷出的所述高压水柱相对于所述第二表面的角度各有不同。
14.根据权利要求8所述的晶圆切割固定装置，其特征在于，还包括：
第二喷水器，设置于所述切割刀片的所述两侧面，用以对所述切割刀片的所述两侧面喷出水帘，用以降低所述切割刀片的所述两侧面温度；以及
第三喷水器，设置于所述切割刀片的一端，用以对所述切割刀片与所述第二表面相接触的部位喷水。
15.根据权利要求14所述的晶圆切割固定装置，其特征在于：所述第一喷水器与所述第二喷水器分别包括多个第一喷水口与第二喷水口,且所述多个第一喷水口间隔地设置于所述多个第二喷水口之间。
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