CN118136582A - 一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了半导体加工技术领域的一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程，包括如下步骤：(1)晶圆接收；(2)贴BG膜；(3)磨片；(4)UV解胶；(5)清洗甩干；(6)贴PESi膜；(7)等离子切割。为了解决晶圆切割速度慢、产能低的问题，本发明采用高能离子束来蚀刻轰击切割道，实现芯片快速分离，并且具备小尺寸芯片分离的目的。本发明采用高能离子束来蚀刻轰击切割道，来实现芯片快速分离，并且具备小尺寸芯片分离的目的，本发明提供的工艺制程高效、低成本、高良率，最低可实现5μm宽度的分割。
Description
技术领域
本发明属于半导体加工技术领域，尤其涉及一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程。
背景技术
半导体行业中，无论是哪种器件，在前道的生产加工制程中，均是采用200mm/300mm的晶圆来实施规模加工生产的，一片晶圆上少则上百颗晶粒(chip/die)，多则数十万颗晶粒(chip/die)，大大的提高了生产效率，降低了生产成本。在前道制程的芯片器件功能加工制作完成后，晶圆就会流入后道封装厂进行切割分离，逐个晶粒进行封装，测试功能OK后，则该晶粒则成为一颗合格的芯片，可以出货进行PCB板等电子产品的使用。在晶粒分离的工序，传统的方式是采用金属切割刀，高速旋转切割晶圆的切割道，来完成晶粒分离，但由于切割刀是金属材质，先天的物理特性导致无法完成小尺寸的芯片分割，速度很慢，产能很低。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程。为了解决晶圆切割速度慢、产能低的问题，本发明采用高能离子束来蚀刻轰击切割道，实现芯片快速分离，并且具备小尺寸芯片分离的目的。
为了实现上述目的，采用了如下技术方案：本发明提供了一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程，所述工艺制程包括如下步骤：
(1)晶圆接收：将未加工硅晶圆进行接收审查，检查晶圆的尺寸、材质、表面纯净度等，确保无显著缺陷，以适应后续过程需求；
(2)贴BG膜：在晶圆的背面贴上一层特殊的保护膜，目的是在磨片阶段保护晶圆，防止其受到意外的损害或污染；
(3)磨片：使用研磨机械将晶圆厚度降低到规定范围，晶圆变得更薄，有助于后续芯片的剪切与封装；
(4)UV解胶：对已完成磨片的晶圆进行紫外线照射，使得背磨膜的粘性降低，便于剥离；
(5)清洗甩干：背磨膜去除后，对晶圆进行清洗，清洗后，使用甩干机将晶圆旋转，利用离心力去除液体，达到干燥效果；
(6)贴PESi膜：在晶圆背面贴上一层PESi膜，用于保护晶圆在离子束切割过程中不被损伤；
(7)等离子切割：使用离子束对晶圆进行切割。
进一步地，所述贴PESi膜前可对晶圆表面涂光刻胶。
进一步地，所述涂光刻胶操作后应对光刻胶进行曝光、显影、烘烤。
进一步地，所述涂光刻胶前可进行激光刻槽。
进一步地，所述激光刻槽前应对晶圆涂开槽液。
进一步地，所述对晶圆涂开槽液后的晶圆在激光刻槽后应使用去离子水对晶圆进行清洗。
进一步地，所述表面涂光刻胶的晶圆应进行光刻胶除胶。
进一步地，所述光刻胶除去包括干法除胶和湿法除胶。
进一步地，所述干法除胶为氧气等离子体蚀刻除光刻胶。
进一步地，所述湿法除胶为采用强碱性的溶液溶解去除光刻胶。
本发明的有益效果是：
本发明采用高能离子束来蚀刻轰击切割道，来实现芯片快速分离，并且具备小尺寸芯片分离的目的，本发明提供的工艺制程高效、低成本、高良率，最低可实现5μm宽度的分割。
附图说明
图1为本发明一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程的实施例1的工艺流程示意图；
图2为本发明一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程的实施例2的工艺流程示意图；
图3为本发明一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程的实施例3的工艺流程示意图；
图4为芯片及切割道结构示意图；
图5为经过离子束分离后的芯片的示意图；
图6为离子束切割作业示意图；
图7为传统金属刀切割作业示意图。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
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。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用，但不能限制本申请的内容。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法、下述实施例中所用的试验材料如无特殊说明，均为从商业渠道购买得到的。
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步描述。
实施例1
一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程
结合图1，所述工艺制程包括如下步骤：
(1)晶圆接收：将未加工硅晶圆进行接收审查，检查晶圆的尺寸、材质、表面纯净度等，确保无显著缺陷，以适应后续过程需求；
(2)贴BG膜：在晶圆的背面贴上一层特殊的保护膜，目的是在磨片阶段保护晶圆，防止其受到意外的损害或污染；
(3)磨片：使用研磨机械将晶圆厚度降低到规定范围，晶圆变得更薄，有助于后续芯片的剪切与封装；
(4)UV解胶：对已完成磨片的晶圆进行紫外线照射，使得背磨膜的粘性降低，便于剥离；
(5)清洗甩干：背磨膜去除后，对晶圆进行清洗，清洗后，使用甩干机将晶圆旋转，利用离心力去除液体，达到干燥效果；
(6)涂光刻胶：在晶圆表明涂覆一层光刻胶，覆盖整个晶圆表面；
(7)曝光，显影，烘烤：将经过光刻胶涂覆的晶圆进行曝光，遮罩的图案会在曝光过程中转移到光刻胶上，未经紫外线照射的部分保持原有性能，而曝光部分的溶解性增加，去除已曝光的光刻胶，留下所需图案，最后进行烘烤步骤强化光刻胶的图案；
(8)贴PESi膜：在晶圆背面贴上一层PESi膜，用于保护晶圆在离子束切割过程中不被损伤；
(9)等离子切割：使用离子束对晶圆进行切割；
(10)光刻胶除去：在切割完成后，使用氧气等离子体蚀刻除的方法去除晶圆表面的光刻胶。
实施例2
一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程
结合图2，所述工艺制程包括如下步骤：
(1)晶圆接收：将未加工硅晶圆进行接收审查，检查晶圆的尺寸、材质、表面纯净度等，确保无显著缺陷，以适应后续过程需求；
(2)贴BG膜：在晶圆的背面贴上一层特殊的保护膜，目的是在磨片阶段保护晶圆，防止其受到意外的损害或污染；
(3)磨片：使用研磨机械将晶圆厚度降低到规定范围，晶圆变得更薄，有助于后续芯片的剪切与封装；
(4)UV解胶：对已完成磨片的晶圆进行紫外线照射，使得背磨膜的粘性降低，便于剥离；
(5)清洗甩干：背磨膜去除后，对晶圆进行清洗，清洗后，使用甩干机将晶圆旋转，利用离心力去除液体，达到干燥效果；
(6)贴PESi膜：在晶圆背面贴上一层PESi膜，用于保护晶圆在离子束切割过程中不被损伤；
(7)涂开槽液：在晶圆上涂覆一层开槽液；
(8)激光刻槽：在晶圆表面使用激光刻蚀技术，准确刻槽；
(9)等离子切割：使用离子束对晶圆进行切割；
(10)清洗：使用去离子水清洗去除晶圆表面的开槽液。
实施例3
一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程
结合图3，所述工艺制程包括如下步骤：
(1)晶圆接收：将未加工硅晶圆进行接收审查，检查晶圆的尺寸、材质、表面纯净度等，确保无显著缺陷，以适应后续过程需求；
(2)贴BG膜：在晶圆的背面贴上一层特殊的保护膜，目的是在磨片阶段保护晶圆，防止其受到意外的损害或污染；
(3)磨片：使用研磨机械将晶圆厚度降低到规定范围，晶圆变得更薄，有助于后续芯片的剪切与封装；
(4)UV解胶：对已完成磨片的晶圆进行紫外线照射，使得背磨膜的粘性降低，便于剥离；
(5)清洗甩干：背磨膜去除后，对晶圆进行清洗，清洗后，使用甩干机将晶圆旋转，利用离心力去除液体，达到干燥效果；
(6)涂开槽液：在晶圆上涂覆一层开槽液；
(6)激光刻槽：在晶圆表面使用激光刻蚀技术，准确刻槽；
(7)涂光刻胶：在晶圆表明涂覆一层光刻胶，覆盖整个晶圆表面；
(8)曝光，显影，烘烤：将经过光刻胶涂覆的晶圆进行曝光，遮罩的图案会在曝光过程中转移到光刻胶上，未经紫外线照射的部分保持原有性能，而曝光部分的溶解性增加，去除已曝光的光刻胶，留下所需图案，最后进行烘烤步骤强化光刻胶的图案；
(9)贴PESi膜：在晶圆背面贴上一层PESi膜，用于保护晶圆在离子束切割过程中不被损伤；
(10)等离子切割：使用离子束对晶圆进行切割；
(11)光刻胶除去：在切割完成后，采用强碱性的溶液溶解去除晶圆表面的光刻胶。
结果分析
将传统金属刀切割方式与本发明提供的切割方式进行对比，结果见表1。
表1传统金属刀切割方式与离子束切割方式的对比
结合图4-7和表1可知，现有金属刀切割方式在效率、成本、制程良率上表现不够好，而且无法完成50μm以下的宽度切割，本发明利用离子束进行分离的可行性制程工艺，高效、低成本、高良率，最低可实现5μm宽度的分割。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的应用并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程，其特征在于：所述工艺制程包括如下步骤：
(1)晶圆接收：将未加工硅晶圆进行接收审查，检查晶圆的尺寸、材质、表面纯净度等，确保无显著缺陷，以适应后续过程需求；
(2)贴BG膜：在晶圆的背面贴上一层特殊的保护膜，目的是在磨片阶段保护晶圆，防止其受到意外的损害或污染；
(3)磨片：使用研磨机械将晶圆厚度降低到规定范围，晶圆变得更薄，有助于后续芯片的剪切与封装；
(4)UV解胶：对已完成磨片的晶圆进行紫外线照射，使得背磨膜的粘性降低，便于剥离；
(5)清洗甩干：背磨膜去除后，对晶圆进行清洗，清洗后，使用甩干机将晶圆旋转，利用离心力去除液体，达到干燥效果；
(6)贴PESi膜：在晶圆背面贴上一层PESi膜，用于保护晶圆在离子束切割过程中不被损伤；
(7)等离子切割：使用离子束对晶圆进行切割。
2.根据权利要求1所述的一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程，其特征在于：所述贴PESi膜前可对晶圆表面涂光刻胶。
3.根据权利要求2所述的一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程，其特征在于：所述涂光刻胶操作后应对光刻胶进行曝光、显影、烘烤。
4.根据权利要求3所述的一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程，其特征在于：所述涂光刻胶前可进行激光刻槽。
5.根据权利要求4所述的一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程，其特征在于：所述激光刻槽前应对晶圆涂开槽液。
6.根据权利要求5所述的一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程，其特征在于：所述对晶圆涂开槽液后的晶圆在激光刻槽后应使用去离子水对晶圆进行清洗。
7.根据权利要求6所述的一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程，其特征在于：所述表面涂光刻胶的晶圆应进行光刻胶除胶。
8.根据权利要求7所述的一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程，其特征在于：所述光刻胶除去包括干法除胶和湿法除胶。
9.根据权利要求8所述的一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程，其特征在于：所述干法除胶为氧气等离子体蚀刻除光刻胶。
10.根据权利要求9所述的一种采用离子束蚀刻分割硅基衬底芯片的工艺制程，其特征在于：所述湿法除胶为采用强碱性的溶液溶解去除光刻胶。
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN118136582A true CN118136582A (zh) | 2024-06-04 |
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