TW201308411A - 避免薄化晶圓破片之晶圓切割方法 - Google Patents

Abstract

揭示一種避免薄化晶圓破片之晶圓切割方法，首先，提供一晶圓，係包含複數個一體連接之晶粒。藉由一黏著層貼附晶圓之正面至一晶背研磨支撐盤。在晶背研磨支撐盤之支撐下，研磨晶圓之背面使該晶圓成為一薄化晶圓。在晶背研磨支撐盤之支撐下，由該背面之方向切割該薄化晶圓，以使晶粒相互分離並各具有一在該黏著層上之研磨後晶粒背面。轉貼該些晶粒之研磨後晶粒背面至一載膜。最後，由該些晶粒移除該晶背研磨支撐盤。

Description

避免薄化晶圓破片之晶圓切割方法

本發明係有關於半導體裝置中薄化晶圓之處理技術，特別係有關於一種避免薄化晶圓破片之晶圓切割方法。

按，半導體裝置內積體電路一般是製作在一晶圓上，再切割成個別的小晶粒。基於大量生產以降低成本的需求，晶圓的尺寸由早期的四吋、六吋逐漸往八吋、十二吋甚至於十六吋發展。又，完成積體電路之後，常需要作晶背研磨再切割成晶粒，晶粒之厚度得以降低以符合高密度或薄型封裝之規格要求。然而，在晶圓處理過程中，無論是晶背研磨之前與晶背研磨之後，都會有晶圓的破片與崩裂問題，導致後續大量的不良品與晶圓定位處理的困難。特別是晶圓級封裝製程中，晶圓尚需要配合晶圓承載系統(wafer support system)先貼上載片再進行晶背研磨，但這只能解決晶背研磨過程中發生的破片與崩裂問題，在晶背研磨之後取下載片時的外力常會造成薄化晶圓之破片與崩裂。

依據本國專利第I221006號「防止在晶背研磨後晶圓翹曲之方法」揭示，利用拉伸之硬質膠膜貼設在一半導體晶圓之正面，作為晶背研磨支撐件，之後再研磨半導體晶圓之背面，雖可降低在晶背研磨時晶圓的破片與崩裂問題。然而，在晶背研磨之後，薄化晶圓尚需要轉貼到一晶圓切割膠帶，之後撕離該硬質膠膜以進行晶圓切割。在該硬質膠膜之撕離過程與傳輸薄化晶圓至晶圓切割機台之過程中，因操作外力仍會有薄化晶圓的破片與崩裂的可能，特別是薄化晶圓尺寸越大時在晶圓轉貼與晶圓切割的傳輸過程越容易發生破片之問題。

有鑒於此，本發明之主要目的係在於提供一種避免薄化晶圓破片之晶圓切割方法，用以解決習知薄化晶圓尺寸越大越容易破片之問題，特別運用於防止在移除晶背研磨支撐結構之過程中薄化晶圓之破片或崩裂。

本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。本發明揭示一種避免薄化晶圓破片之晶圓切割方法。首先，提供一晶圓，係包含複數個一體連接之晶粒，該晶圓並具有一正面與一背面。藉由一黏著層貼附該晶圓之該正面至一晶背研磨支撐盤。在該晶背研磨支撐盤之支撐下，研磨該晶圓之該背面使該晶圓成為一薄化晶圓。在該晶背研磨支撐盤之支撐下，由該背面之方向切割該薄化晶圓，以使該些晶粒相互分離並各具有一在該黏著層上之研磨後晶粒背面。轉貼該些晶粒之研磨後晶粒背面至一載膜。最後，由該些晶粒移除該晶背研磨支撐盤。

本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。

在前述的晶圓切割方法中，在移除該晶背研磨支撐盤之後，另可包含之步驟為：去除在該些晶粒上之該黏著層。

在前述的晶圓切割方法中，該載膜係可為一晶圓切割膠帶，並且該載膜之周邊係可貼附有一支撐環。

在前述的晶圓切割方法中，上述切割該薄化晶圓之方式係可為雷射切割，並且不切穿該黏著層。

在前述的晶圓切割方法中，該黏著層係可包含對雷射光不反應之材料。

在前述的晶圓切割方法中，該晶背研磨支撐盤之貼附面尺寸係可與該晶圓之正面尺寸相同，並且該晶背研磨支撐盤之厚度係可大於該晶圓之厚度。

在前述的晶圓切割方法中，該晶背研磨支撐盤於相對於貼附該黏著層之另一表面係可形成有一定位標記。

在前述的晶圓切割方法中，該晶圓之正面直徑係可不小於12吋，並且該薄化晶圓之厚度係可不大於8密爾。

以下將配合所附圖示詳細說明本發明之實施例，然應注意的是，該些圖示均為簡化之示意圖，僅以示意方法來說明本發明之基本架構或實施方法，故僅顯示與本案有關之元件與組合關係，圖中所顯示之元件並非以實際實施之數目、形狀、尺寸做等比例繪製，某些尺寸比例與其他相關尺寸比例或已誇張或是簡化處理，以提供更清楚的描述。實際實施之數目、形狀及尺寸比例為一種選置性之設計，詳細之元件佈局可能更為複雜。

依據本發明之第一具體實施例，一種避免薄化晶圓破片之晶圓切割方法舉例說明於第1圖之流程方塊圖、第2A至2G圖之各步驟中之元件截面示意圖以及第3A至3G圖之各步驟中之元件立體示意圖。該晶圓切割方法主要包含：「提供一晶圓」之步驟1、「晶圓支撐強化」之步驟2、「晶背研磨」之步驟3、「薄化晶圓之切割」之步驟4、「晶粒轉貼」之步驟5、「支撐盤之移除」之步驟6以及「黏著層之去除」之步驟7，並配合第2A至2G圖與第3A至3G圖之圖例如後作更詳細的說明。其中，本發明之特徵表現特別在於「薄化晶圓之切割」之步驟4、「晶粒轉貼」之步驟5與「支撐盤之移除」之步驟6之技術手段與製程順序。而「黏著層之去除」之步驟7為非必要之較佳步驟，可合併在「支撐盤之移除」之步驟6中。

首先，關於步驟1可參閱第2A與3A圖。提供一晶圓10，係包含複數個一體連接之晶粒20，通常該些晶粒20在未切割之前以該晶圓10本身的半導體材料連接成一體。並且該晶圓10並具有一正面11與一背面12，其中該正面11係為積體電路之形成表面，每一晶粒20係具有複數個形成於該正面11之銲墊21。此外，該正面11係至少覆蓋有一保護層13，以保護內部積體電路。

之後，關於步驟2可參閱第2B與3B圖。藉由一黏著層40貼附該晶圓10之該正面11至一晶背研磨支撐盤30。該黏著層40可預先塗施在該晶背研磨支撐盤30之貼附面上，再壓合該晶圓40。該晶背研磨支撐盤30之硬度應不小於該晶圓10之硬度，例如：無積體電路之虛晶圓、不合格之報廢晶圓、玻璃片、陶瓷片、或金屬板…等等。而該黏著層40之黏性為非永久，在加熱或UV照射下等特定條件下可改變該黏著層40之黏性至可分離。此外，在一變化實施例中，該些銲墊21上可設有凸塊(圖中未繪出)，該黏著層40應具有大於凸塊高度之厚度。

之後，關於步驟3可參閱第2C與3C圖。在該晶背研磨支撐盤30之支撐下，利用一研磨輪50研磨該晶圓10之該背面12使該晶圓10成為一薄化晶圓10A，該薄化晶圓10A由該正面11至一研磨後背面12A之厚度必須小於研磨前該晶圓10之厚度。

之後，關於步驟4可參閱第2D與3D圖。在該晶背研磨支撐盤30之支撐下，由該研磨後背面12A之方向切割該薄化晶圓10A，以使該些晶粒20相互分離並各具有一在該黏著層40上之研磨後晶粒背面22，為研磨後背面12A之一小部分，以多個分離之研磨後晶粒背面22取代習知轉貼時整片薄化晶圓之背面，可以承受較大的外來機械應力。較佳地，上述切割該薄化晶圓10A之裝置係可為一雷射切割裝置60，即上述切割該薄化晶圓10A之方式係可為雷射切割，並且不切穿該黏著層40，便不會損傷該晶背研磨支撐盤30，該晶背研磨支撐盤30可重覆使用，並且可以減少該黏著層40被切削的濺出量，以達到不污染該些晶粒20之效果。其中，該黏著層40係可包含對雷射光不反應之材料。

之後，關於步驟5可參閱第2E與3E圖。連同該晶背研磨支撐盤30，轉貼該些晶粒20之研磨後晶粒背面22至一載膜70。該些晶粒20之正面仍以該黏著層40貼附在該晶背研磨支撐盤30，故該些晶粒20轉貼於該載膜70之位置亦相當準確。在一具體實施例中，該載膜70係可為一晶圓切割膠帶，並且該載膜70之周邊係可貼附有一支撐環80，以方便沿用既有的晶圓承載系統進行取放分類。

最後，關於步驟6可參閱第2F與3F圖。由該些晶粒20移除該晶背研磨支撐盤30。因此，在晶粒轉貼步驟中，不是以整片的薄化晶圓10A作轉貼動作，而是以複數個切好的晶粒20在該晶背研磨支撐盤30之固定下轉貼至該載膜70，之後再移除該晶背研磨支撐盤30。因為分開的晶粒20可承受較大的外來機械應力，所以在移除該晶背研磨支撐盤30之前，先將該薄化晶圓10A做切割，可使原本該晶背研磨支撐盤30或/與該黏著層40去除時產生機械力不作用於該薄化晶圓10A而是分散於已切好的複數個晶粒20以降低可能的破壞，故晶圓的尺寸大小都不會影響在轉貼與支撐盤移除時預先切好的晶粒20，故無薄化晶圓碎片與崩裂的風險，徹底解決習知薄化晶圓在轉貼操作時尺寸越大越容易破片的問題。在本實施例中，該晶圓10之正面直徑係可不小於12吋，並且該薄化晶圓10A之厚度係可不大於8密爾，以彰顯本發明可以應用於大尺寸晶圓且不會有晶圓破片之問題。

此外，前述的晶圓切割方法另可包含「黏著層之去除」步驟7，在移除該晶背研磨支撐盤30之後。如第2G與3G圖所示，去除在該些晶粒20上之該黏著層40。可利用撕離或溶劑溶解的方式移除該黏著層40，當該黏著層40為熱塑性，可輔以加熱方式以方便撕離。

再如第3B至3F圖所示，在本發明的晶圓切割方法中，該晶背研磨支撐盤30之貼附面尺寸係可與該晶圓10之正面11之尺寸相同，並且該晶背研磨支撐盤30之厚度係可大於該晶圓10之厚度，故可有效發揮對該薄化晶圓10A在晶背研磨與晶圓切割過程中之結構支撐效果，並且該晶背研磨支撐盤30與該薄化晶圓10A之組合結構僅比一般常規晶圓10略厚並且兩者盤面積尺寸相同或接近，可利用既有晶圓處理設備進行傳輸與處理，即在晶圓切割之後晶圓處理設備所處理之物件不是習知的薄化晶圓，而尺寸對應之該晶背研磨支撐盤30與該些薄化後晶粒20之組合結構。較佳地，該晶背研磨支撐盤30於相對於貼附該黏著層40之另一表面係可形成有一定位標記31(如第3E與3F圖所示)，即在晶粒轉貼步驟中便能精準確定該些晶粒20在該載膜70上之位置與方位。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本項技術者，在不脫離本發明之技術範圍內，所作的任何簡單修改、等效性變化與修飾，均仍屬於本發明的技術範圍內。

1．．．提供一晶圓

2．．．晶圓支撐強化

3．．．晶背研磨

4．．．薄化晶圓之切割

5．．．晶粒轉貼

6．．．支撐盤之移除

7．．．黏著層之去除

10．．．晶圓

11．．．正面

12．．．背面

13．．．保護層

10A．．．薄化晶圓

12A．．．研磨後背面

20．．．晶粒

21．．．銲墊

22．．．研磨後晶粒背面

30．．．晶背研磨支撐盤

31．．．定位標記

40．．．黏著層

50．．．研磨輪

60．．．雷射切割裝置

70．．．載膜

80．．．支撐環

第1圖：依據本發明之較佳實施例，一種避免薄化晶圓破片之晶圓切割方法之流程方塊圖。

第2A至2G圖：依據本發明之較佳實施例，一種避免薄化晶圓破片之晶圓切割方法於各步驟中之元件截面示意圖。

第3A至3G圖：依據本發明之較佳實施例，對照第2A至2G圖之元件立體示意圖。

20．．．晶粒

30．．．晶背研磨支撐盤

31．．．定位標記

40．．．黏著層

70．．．載膜

80．．．支撐環

Claims (8)

1. 一種避免薄化晶圓破片之晶圓切割方法，包含：提供一晶圓，係包含複數個一體連接之晶粒，該晶圓並具有一正面與一背面；藉由一黏著層貼附該晶圓之該正面至一晶背研磨支撐盤；在該晶背研磨支撐盤之支撐下，研磨該晶圓之該背面使該晶圓成為一薄化晶圓；在該晶背研磨支撐盤之支撐下，由該背面之方向切割該薄化晶圓，以使該些晶粒相互分離並各具有一在該黏著層上之研磨後晶粒背面；轉貼該些晶粒之研磨後晶粒背面至一載膜；以及由該些晶粒移除該晶背研磨支撐盤。
2. 根據申請專利範圍第1項之避免薄化晶圓破片之晶圓切割方法，在移除該晶背研磨支撐盤之後，另包含之步驟為：去除在該些晶粒上之該黏著層。
3. 根據申請專利範圍第1項之避免薄化晶圓破片之晶圓切割方法，其中該載膜係為一晶圓切割膠帶，並且該載膜之周邊係貼附有一支撐環。
4. 根據申請專利範圍第1項之避免薄化晶圓破片之晶圓切割方法，其中上述切割該薄化晶圓之方式係為雷射切割，並且不切穿該黏著層。
5. 根據申請專利範圍第4項之避免薄化晶圓破片之晶圓切割方法，其中該黏著層係包含對雷射光不反應之材料。
6. 根據申請專利範圍第1項之避免薄化晶圓破片之晶圓切割方法，其中該晶背研磨支撐盤之貼附面尺寸係與該晶圓之正面尺寸相同，並且該晶背研磨支撐盤之厚度係大於該晶圓之厚度。
7. 根據申請專利範圍第1項之避免薄化晶圓破片之晶圓切割方法，其中該晶背研磨支撐盤於相對於貼附該黏著層之另一表面係形成有一定位標記。
8. 根據申請專利範圍第1項之避免薄化晶圓破片之晶圓切割方法，其中該晶圓之正面直徑係不小於12吋，並且該薄化晶圓之厚度係不大於8密爾。