TW201903870A - 晶圓切割方法 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種晶圓切割方法，其包含下列步驟：在晶圓的第一表面貼附保護薄膜；研磨晶圓的第二表面；在晶圓的第二表面塗佈保護層；以雷射切割保護層以形成複數條裁切線；從裁切線，以電漿蝕刻晶圓以形成複數個晶片；去除該保護層；減薄晶圓以消除晶圓的研磨缺陷及應力；設置一固定框於該晶圓的外緣，並在該晶圓的該第二表面貼上一固定膠帶；去除該保護薄膜。應用雷射圖案化以及電漿蝕刻的方式切割該晶圓，並於電漿蝕刻之後，進行再次電漿蝕刻，減薄晶圓的背面厚度，消除在研磨時產生的裂痕與晶圓的應力，確保晶圓不會因應力而裂開與確保晶圓的品質，提升晶片的良率。

Description

晶圓切割方法

本創作係有關於一種晶圓切割方法，特別是有關於一種防止雷射切割時污染晶圓的問題產生的晶圓切割方法。

由於電子裝置的微小化，電子製造商需要將更多的電路設置於狹小的空間內，使半導體晶片越來越精密，也因此讓晶圓的製程日益繁複。

晶片微小化，晶圓的厚度也就變薄，導致晶圓在製程中易於破碎。再者，晶圓上的晶片密度越高，基板的可用空間也就變少，換句話說，可作為切割晶片的通道越來越窄。

晶片的製作方式是以摻雜、沉積或蝕刻等半導體製程方式形成多個晶片於一晶圓上，然後切割該晶圓以形成晶片，最後再進行後續的封裝測試等製程。在切割該晶圓的步驟中，從傳統的鑽石切割方式進步到現今的雷射或電漿蝕刻的切割方式。

然而，使用雷射切割該晶圓，其缺點是所形成之切割通道會沿著切割邊緣處顯示碎裂情況，導致晶圓切割的良率降低，可用的晶片數量減少。使用電漿蝕刻該晶圓，其缺點是對特殊的金屬(例如銅等)的切割效果不佳，且電漿蝕刻需要需較多額外的製程步驟(例如清洗以及形成保護薄膜等步驟)，造成切割成本提高。

因此需要針對現有的晶圓切割進行改良，提升晶片的良率。

本創作的目的在提供一種晶圓切割方法，提升晶圓切割的良率。

根據上述的目的，本創作提供一種晶圓切割方法，其包含下列步驟： 在一晶圓的一第一表面形成一保護薄膜； 研磨該晶圓的一第二表面； 在該晶圓的該第二表面塗佈一保護層； 以雷射切割該保護層以形成複數條裁切線； 從該複數條裁切線，以電漿蝕刻該晶圓以形成複數個晶片； 去除該保護層； 減薄該晶圓以消除晶圓的研磨缺陷及應力； 設置一固定框於該晶圓的外緣，以及在該晶圓的該第二表面貼上一固定膠帶； 去除該保護薄膜。

本創作的優點在於：應用雷射圖案化以及電漿蝕刻的方式切割該晶圓，並於電漿蝕刻之後，進行再次電漿蝕刻，減薄晶圓的背面厚度，消除在研磨時產生的研磨缺陷(例如裂痕)與晶圓的應力，確保晶圓不會因應力而裂開與確保晶圓的品質，提升晶片的良率。

請參閱圖1以及圖2A與圖2B，在本創作中，晶圓10包含一第一表面101與一第二表面102，並透過半導體製程在該晶圓10的該第一表面101上形成複數個晶片103。第一表面101為晶圓10的正面，第二表面102為晶圓10的背面。

如圖1所示，本創作的晶圓切割方法包含下列步驟。在步驟S101中，根據該複數個晶片103在該第一表面101的位置，定位與校正該複數個晶片103在該第二表面102的位置。因為該複數個晶片103的排列與位置僅能從該晶圓10的該第一表面101看見，若是要從該晶圓10的該第二表面102切割，需先從該晶圓10的該第一表面101確定該複數個晶片103的位置，再確認該複數個晶片103在該晶圓10之該第二表面102的對應位置。該複數個晶片103的位置確認可以透過一影像裝置擷取該晶圓10之該第一表面101與該第二表面102的一第一影像與一第二影像，比對與校正該第一影像與該第二影像，以確認該複數個晶片103在該第二表面102的位置。

如圖2A與圖2B所示，在步驟S102中，在該晶圓10的該第一表面101設置一保護薄膜11，本實施例中該保護薄膜11係貼附在該第一表面101。為了防止該晶圓10的該第一表面101在製程中受到損壞，因此在該晶圓10的該第一表面101設置該保護薄膜11，以保護該晶圓10的該第一表面101。當晶圓10越作越薄時，可選用較硬質的保護薄膜11，使貼附有該保護薄膜11的晶圓10的剛性增加。

如圖3A與圖3B所示，在步驟S103中，研磨該晶圓10的該第二表面102。可先將該晶圓10翻轉使該第一表面101朝下而該第二表面102朝上，並將該第二表面102進行研磨與拋光的製程，研磨以降低該晶圓10的厚度，並拋光提高晶圓的平坦度，使微粒不易附著，以利後續的切割製程。

如圖4A與圖4B所示，在步驟S104中，在該晶圓10的該第二表面102設置一保護層12。在本實施例中，該保護層12採塗佈方式形成，塗佈的方式可包含網版印刷、噴灑或旋轉塗佈等方式，將該保護層12塗佈於該晶圓10的該第二表面102上。而塗佈保護層102的目的在於進行後續的電漿蝕刻時，可依雷射切割道向下蝕刻。

如圖5A與5B所示，在步驟S105中，以雷射圖案化該保護層12以形成複數條裁切線13。利用雷射在該保護層12切割而形成複數個凹槽14以裸露晶圓10的部分該第二表面102，而在該晶圓10的外表上，該複數個凹槽14即作為該複數條裁切線13。另外，形成該複數條裁切線13的目的，是為了讓後續的晶圓切割製程可以根據該複數條裁切線13進行分割。

如圖6A與圖6B所示，在步驟S106中，用電漿去除質變的該保護層12。在進行雷射圖案化該保護層12以形成該複數條裁切線13的步驟中，雷射的高溫會導致在該凹槽14周圍的該保護層12發生質變。在該保護層12中的該複數個凹槽14的邊緣會因雷射而形成鋸齒狀的損壞，因此透過電漿清除方式，將質變的該保護層12去除。

如圖7A與7B所示，在步驟S107中，根據該複數條裁切線13，以電漿切割該晶圓10。根據雷射所形成的該複數條裁切線13，利用電漿從該第二表面102深層蝕刻該晶圓10，以分離該晶圓10上的複數個晶片103。進一步來說，應用電漿從該複數個凹槽14的位置蝕刻該晶圓10，進而蝕穿整個該晶圓10，而形成該複數個獨立的晶片103。

如圖8A與8B所示，在步驟S108中，去除剩餘的該保護層12。去除該保護層12的方式可採用電漿清洗的方式。或者，在不同實施例中，若該保護層12為水溶性材料所製成的保護薄膜，則可以水洗的方式將該保護層12去除，在此並不侷限。完成該晶圓10切割後，該保護層12就無存在的必要，因此透過電漿清洗或清水清洗的方式去除該保護層12。

如圖9A與9B所示，在步驟S109中，減薄該晶圓10並消除所產生的應力。在進行該晶圓10研磨時會產生應力(Stress)，應力會造成該晶圓10的該第二表面102產生裂痕，裂痕會使晶圓10裂開及損壞，因此再次進行電漿蝕刻將第二表面102減薄，消除如裂痕之類的研磨缺陷與應力，確保晶圓10的品質。

如圖10A與圖10B所示，在步驟S110中，在該晶圓10的第二表面102貼附一晶圓框架，其中該晶圓框架包含一固定框20及一層固定膠帶16。在該晶圓10的該第二表面102貼上固定膠帶16，是為了避免切割後的複數個晶片103在後續的製程中，因製程或移動過程而散開，在該晶圓10的該第二表面102貼上該固定膠帶16以固定該複數個晶片103。該固定框20較佳為鋁框，該固定框20的周長大於該晶圓10的周長，因此該固定框20可設置於該晶圓10的外緣，在該晶圓10的該第二表面102貼上該固定膠帶16，以防止在翻轉該晶圓10時該複數個晶片103掉落或分散。該固定框20與該固定膠帶16如同形成一底盤以撐托該複數個晶片103，除了可以防止該複數個晶片103散開，也可以讓該複數個晶片103在後續的製程步驟或移動過程中，應用機器手臂或人工托盤時，藉由托住該固定框20與該固定膠帶16，而無需直接接觸該複數個晶片103。

如圖11A與圖11B所示，在步驟S111中，去除該保護薄膜11。貼上該固定膠帶16後，即可將該晶圓10所形成之該複數個晶片103翻轉，以去除在該第一表面101上的該保護薄膜11，完成本創作之晶圓切割方法的步驟。完成晶圓切割後，即可進行後續的測試與封裝等製程，完成半導體晶片的製作。

透過本創作的晶圓切割方法係從晶圓的第二表面(背面)進行，並於電漿蝕刻之後，進行再次電漿蝕刻，減薄晶圓的背面厚度，消除在研磨時產生的裂痕與晶圓的應力，確保晶圓不會因應力而裂開與確保晶圓的品質，提升晶片的良率，且縮減製程步驟以降低成本。

10‧‧‧晶圓

101‧‧‧第一表面

102‧‧‧第二表面

103‧‧‧晶片

11‧‧‧保護薄膜

12‧‧‧保護層

13‧‧‧裁切線

14‧‧‧凹槽

16‧‧‧固定膠帶

20‧‧‧固定框

圖1為本創作之晶圓切割方法的步驟流程圖。 圖2A為貼附保護薄膜在晶圓上的立體示意圖。 圖2B為貼附該保護薄膜在該晶圓的剖面圖。 圖3A為研磨該晶圓的立體示意圖。 圖3B為研磨該晶圓的剖面圖。 圖4A為塗佈保護層在晶圓上的立體示意圖。 圖4B為圖不該保護層在該晶圓的剖面圖。 圖5A為形成複數條裁切線在該晶圓上的立體示意圖。 圖5B為形成該複數個裁切線在該晶圓的剖面圖。 圖6A為去除質變的該保護層的立體示意圖。 圖6B為去除質變的該保護層的剖面圖。 圖7A為電漿切割該晶圓的立體示意圖。 圖7B為電漿切割該晶圓的剖面圖。 圖8A為去除剩餘的該保護層的立體示意圖。 圖8B為去除剩餘的該保護層的剖面圖。 圖9A為減薄該晶圓以去除應力的立體示意圖。 圖9B為減薄該晶圓以去除應力的剖面圖。 圖10A為貼附保護薄膜在晶圓上的立體示意圖。 圖10B為貼附該保護薄膜在該晶圓的剖面圖。 圖11A為去除該保護薄膜的立體示意圖。 圖11B為去除該保護薄膜的剖面圖。

Claims (6)

1. 一種晶圓切割方法，包含步驟： 在一晶圓的一第一表面貼附一保護薄膜； 研磨該晶圓的一第二表面； 在該晶圓的該第二表面塗佈一保護層； 以雷射切割該保護層以形成複數條裁切線； 從該複數條裁切線，以電漿蝕刻該晶圓以形成複數個晶片； 去除該保護層 減薄該晶圓以消除晶圓的研磨缺陷及應力； 在該晶圓的該第二表面貼上一晶圓框架，該晶圓框架包含一固定框及一固定膠帶； 去除該保護薄膜。
2. 如請求項1所述之晶圓切割方法，其中在該晶圓的該第二表面塗佈該保護層的步驟中，係以網版印刷方式將該保護層塗佈於該晶圓的該第二表面上。
3. 如請求項1所述之晶圓切割方法，其中在該晶圓的該第二表面塗佈該保護層的步驟中，係以噴灑的方式將該保護層塗佈於該晶圓的該第二表面上。
4. 如請求項1所述之晶圓切割方法，其中在該晶圓的該第二表面塗佈該保護層的步驟中，係以旋轉塗佈的方式將該保護層塗佈於該晶圓的該第二表面上。
5. 如請求項1至4項中任一項所述之晶圓切割方法，其中該保護層係利用電漿去除。
6. 如請求項1至4項中任一項所述之晶圓切割方法，其中該保護層係以水洗去除。