TWI493613B - 晶圓切割方法 - Google Patents

Description

晶圓切割方法

本發明與一種晶圓切割方法有關。更特定言之，其係關於一種可避免切割所產生的髒污沾染到晶圓內部結構的晶圓切割方法。

在一般的晶圓製程完成後，晶圓會需要進行一晶圓切割(wafer dicing)步驟來將製作於其上的各種電路或結構切割成一個個各別獨立的單元，如晶粒(die)或結構模組，之後才進行封裝或組裝動作。就晶圓的切割而言，其通常會藉由切割機具沿著所定義的各單元之間的切割道切斷整個晶圓以將各單元分離。在切割的過程中，無可避免地，一定會有碎屑、髒污等雜質粒子飛濺到晶圓表面上。要清洗或擦拭該些落在晶圓表面的雜質粒子係十分不易，特別是對於那些表面未覆蓋有保護層或是裸露有特殊結構的晶圓而言(如一佈滿鏡頭單元的鏡頭晶圓wafer lens)，表面雜質粒子的存在會影響到外觀或是元件的功能性運作，必須進行一清洗製程來加以清除，其無疑增加了製作成本，且有傷害或劣化晶圓上製作完成的元件之虞。

現在請參照第1圖與第2圖所示，其以具體的截面圖來表示出一般習知技術中的鏡頭晶圓切割方法。如第1圖所示，鏡頭晶圓100在進行切割前會先黏附在一切割膠膜(dicing tape)101上，以提供切割後的各鏡頭模組單元結構性支撐。接著，如第2圖所示，一切割步驟會從鏡頭晶圓100未黏有膠膜101的另一面來施行，該切割動作會將鏡頭晶圓100切割成個別的鏡頭模組單元103，該每一鏡頭模組單元103皆具有裸露出的透鏡結構105。在切割過程中，碎屑、髒污、或雜質粒子107等會沾污到鏡頭模組單元103中的透鏡結構105，要將其從容置透鏡結構105的凹槽中移除係十分不易。

故此，現今業界仍須對現有習知的晶圓切割技術加以改良，以期能夠以最簡單、有效的方式來避免切割後的殘屑或髒污沾染到製作完成的元件，解決先前技術中存在已久的問題。

為了解決上述先前技術中晶圓切割後切割殘屑或髒污易污染晶圓表面結構的問題，本案發明人遂特以提出了一種晶圓切割方法，其作法有別於一般習知作法，特點整個步驟流程中係特別採用三個性質不同的切割膠膜，並以此達到隔絕切割殘屑與晶圓本體結構之功效。

本發明的目的之一即在於提供一種晶圓切割方法，其步驟包含提供一晶圓、在該晶圓的第一表面黏上一第一膠膜、在該晶圓的第二表面黏上一第二膠膜、從該第一表面對該第一膠膜與該晶圓進行切割但不切斷該第二膠膜、在切割後的該第一膠膜上黏上一層第三膠膜、以及將該第三膠膜連同黏附的切割後第一膠膜自該晶圓上移除。

無疑地，本發明的這類目的與其他目的在閱者讀過下文以多種圖示與繪圖來描述的較佳實施例細節說明後將變得更為顯見。

在下文的細節描述中，元件符號會標示在隨附的圖示中成為其中的一部份，並且以可實行該實施例之特例描述方式來表示。這類實施例會說明足夠的細節俾使該領域之一般技藝人士得以具以實施。閱者須瞭解到本發明中亦可利用其他的實施例或是在不悖離所述實施例的前提下作出結構性、邏輯性、及電性上的改變。因此，下文之細節描述將不欲被視為是一種限定，反之，其中所包含的實施例將由隨附的申請專利範圍來加以界定。

本發明通篇說明書與隨附申請專利範圍中會使用某些詞彙來指稱特定的組成元件。該領域的技藝人士將理解到，電子設備製造商可能會以不同的名稱來指稱一相同的元件。再者，在下文說明與申請專利範圍中，「第一」、「第二」...「第N」等先行詞彙係用來賦予相同或類似的元件一可彼此區別的代表指稱，其非意欲限定該些所指稱的元件或是具備任何特殊專利特徵上之意義。

現在請依序參照第3～8圖，其以一系列的截面圖來表示本發明晶圓切割方法的步驟流程。本發明切割方法的對象物主要為晶圓，特別係針對正反兩面皆設置有結構單元的晶圓種類，如一鏡頭晶圓(wafer lens)。在下述實施例中將以正反兩面皆具有透鏡結構的晶圓級(wafer level)切割方法流程，然須注意本發明方法並不以此為限，其亦可應用在其他種類的晶圓切割上，如各種採用晶圓級製程的晶圓。

首先，如第3圖所示，本發明方法中會先提供一晶圓300。該晶圓300係以一基底301作為結構基材。晶圓300具有一第一表面303與一與第一表面303相對的第二表面305。在本實施例中，晶圓300包括複數個第一間隔體309a、複數個第二間隔體309b以及複數個透鏡結構313。各第一間隔體309a設於基底301面對第一表面之一側上，且各第二間隔體309b設於基底301面對第二表面之一側上，並對應各第一間隔體309a設置，使任二相鄰之第一間隔體309a與任二相鄰之第二間隔體309b定義出一結構單元307。任二相鄰之第一間隔體309a之間具有一凹槽311，且任二相鄰之第二間隔體309a之間具有另一凹槽311。各透鏡結構313分別設於各凹槽311底部的基底301上。並且，本實施例之各透鏡結構313可為一半圓透鏡，且半圓透鏡之球面係朝基底301之外側設置，使位於基底301上下兩側之透鏡結構313彼此對應，並構成一晶圓級鏡頭模組。或者，其可與其他組件構成一完整的晶圓級鏡頭模組。須注意在其他實施例中，晶圓300亦可能僅有單面設有間隔體與透鏡結構，另一面僅為一平面。晶圓300上的結構單元307可能未以間隔體309來彼此區隔，僅為突出於基底301外的透鏡結構。或者，晶圓300的各結構單元307上可能已覆蓋有一層保護玻璃(cover glass)。

接著請參照第4圖，在進行晶圓切割之前，晶圓300的第一表面303與第二表面305會先分別黏上一層膠膜，該些膠膜在後續步驟中會發揮其功效，詳見後述說明。如圖所示，晶圓300的第一表面303上會黏附一層第一膠膜315，而晶圓300的第二表面305上則會黏附一第二膠膜317。第一膠膜315係黏附在第一間隔體309a上，第二膠膜317係黏附在第二間隔體309b上，使得各凹槽311中的透鏡結構313與外界隔絕。在本發明中，第一膠膜315可為UV膠片或熱解膠片，其可貼附整個晶圓面以提供結構支撐，且可在經過特殊的去黏性處理(如照射UV光或加熱)後消除其黏性，使其易於從晶圓300上移除。並且，第二膠膜317可為UV膠片或熱解膠片，但值得注意的是，第一膠膜315與第二膠膜317係以不同材質構成或是具有不同的去黏性特性，例如其一者為UV膠片而另一者為熱解膠片，使得兩者必須透過不同的去黏性方式來去除其黏性。在本發明其他的實施例中，例如各結構單元307僅為透鏡結構313而未具有分隔的間隔體309的例子中，第一膠膜315或第二膠膜317亦可採膠狀物型態直接塗佈在突出的透鏡結構313上而凝固形成，而非藉由膠片方式貼覆在晶圓面上。

請參照第5圖，在晶圓300的兩面貼上膠膜後，接著即可對晶圓進行切割步驟。如圖所示，其表示出晶圓300被切割成一塊塊具有第一膠膜315之個別的結構單元307態樣。該切割步驟係可藉由一刀具(如一輪鋸，未圖示)沿著設在第一間隔體309上的切割道來切割而達成。更具體言之，在本發明一具體實施例中，切割動作會從晶圓300的第一表面303進行，該切割動作會依序切過第一表面303上的第一膠膜315、基底301上側的第一間隔體309a、基底301下側的第二間隔體309b，而停在基底下側的第二膠膜317上。須注意該切割動作並不會切穿第二膠膜317，使得第二膠膜317可維持支撐切割後各結構單元307的功能。

在上述切割過程中，不可避免地，一定會有部分切削下來的碎屑、髒污、或雜質粒子321等飛濺在晶圓面上，或是晶圓在進行切割時會同時沖水來降低切割所產生的高熱，該沖水動作亦可能將雜質粒子321帶到晶圓面上。對此現象而言，前述密封住各凹槽311的第一膠膜315則可起到屏蔽效果，如第5圖所示，使得雜質粒子321會落在第一膠膜315的膜面上，而不會污染到凹槽311內部的透鏡結構313。

在完成上述切割動作後，如第6圖所示，接下來切割後的第一膠膜315上會貼覆一層第三膠膜323。該第三膠膜323的貼覆將使位在第一膠膜315表面、因切割產生的髒污或雜質粒子321黏固在第一膠膜315與第三膠膜323之間。在本發明一較佳實施例中，第三膠膜323為不具有任何去黏性特性的膠片(如具有黏性的普通膠片)。如此，該第三膠膜323不會因為後續任何的處理而失去黏性，進而無法黏附切割後的第一膠膜315。或者，該第三膠膜323的去黏性特性可不同於第一膠膜315及第二膠膜317兩者，使其不會受到後續針對該第一膠膜315及第二膠膜317的去黏性處理影響。

在貼上第三膠膜323後，在晶圓300的第一表面303上進行一第一去黏性製程C1(如照射UV光或是加熱)，使得第一膠膜315失去黏性。須注意第一去黏性製程C1係針對第一膠膜315所施行者，其不會對不同去黏性性質的第二膠膜317或第三膠膜323產生效果。如此，在經過第一去黏性製程C1後，第一膠膜315會失去其固有的黏性而不再黏固在晶圓300的第一表面303(或第一間隔體309a)上，但未去黏性的第三膠膜323仍可黏附著切割後的第一膠膜315，而未去黏性的第二膠膜317仍可黏附著切割後個別的結構單元307。

在第一去黏性製程C1完成後，如第7圖所示，由於第一膠膜315已失去其黏性，使用者可以直接將第三膠膜323連同其上所黏附切割後的第一膠膜315自晶圓300的第一表面上303剝離，露出各凹槽311中未受到雜質粒子或髒污污染的透鏡結構313。於此階段中，各切割後的結構單元307係黏附在未受到切割且未失去黏性的第二膠膜317上。在此階段，晶圓300的第二表面305上會進行一不同於前述第一去黏性製程C1的第二去黏性製程C2(如照射UV光或是加熱)來使第二膠膜317失去黏性。

在最後的步驟中，如第8圖所示，由於第二膠膜317經過第二去黏性製程C2而失去黏性，第二膠膜317實質上僅能支承住其上個別的結構單元307或是提供微弱的黏附力，此時使用者可利用一撿放機具(pick and place tool，如夾取裝置者)來個別撿取第二膠膜317上的結構單元307，如此，即可獲得表面乾淨的各結構單元307。

在本發明其他實施例中，第二膠膜317亦可能不會經過任何的去黏性製程。在此類實施例中，已移除第一膠膜315與第三膠膜323的晶圓300會直接進行一擴晶步驟，該擴晶步驟可為直接對仍黏附著晶圓300的第二膠膜317作與晶圓300平面平行徑向向外拉伸動作來達成。對第二膠膜317的拉伸動作將會使其黏性降低，並且使已切割成的結構單元307分隔，之後黏附在第二膠膜317上的各結構單元307可藉由一吸頭裝置來加以吸取。如此，即可獲得表面乾淨的各結構單元307。

綜合上述第3～8圖的截面圖示說明，第9圖總結出本發明晶圓切割方法的步驟流程900概要。首先，在步驟901，提供一待切割晶圓；在步驟902，在待切割晶圓的第一表面與第二表面上分別黏上一第一膠膜與一第二膠膜；在步驟903，從第一表面對晶圓進行切割以將該晶圓切割成複數個單元，但不切斷第二膠膜；在步驟904，在受切割後的第一膠膜上黏上一第三膠膜；在步驟905，將第三膠膜連同所黏附的第一膠膜自該些單元上移除；以及，在步驟906，將切割出的該些單元自第二膠膜上取下。

須注意，本領域之技藝人士將可輕易瞭解到，在維持本發明教示之前提下，本發明之元件與方法可加以修改或變形成多種態樣。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100．．．透鏡晶圓

101．．．膠膜

103．．．透鏡模組單元

105．．．透鏡結構

107．．．雜質粒子

300．．．晶圓

301．．．基底

303．．．第一表面

305．．．第二表面

307．．．結構單元

309a．．．第一間隔體

309b．．．第二間隔體

311．．．凹槽

313．．．透鏡結構

315．．．第一膠膜

317．．．第二膠膜

321．．．雜質粒子

323‧‧‧第三膠膜

900‧‧‧步驟流程

901~906‧‧‧步驟

C1‧‧‧第一去黏性製程

C2‧‧‧第二去黏性製程

本說明書含有附圖併於文中構成了本說明書之一部分，俾使閱者對本發明實施例有進一步的瞭解。該些圖示係描繪了本發明一些實施例並連同本文描述一起說明了其原理。在該些圖示中：

第1～2圖為一先前技術中的鏡頭晶圓切割方法之截面示意圖；

第3～8圖為根據本發明實施例一晶圓切割方法一系列的截面示意圖；以及

第9圖為根據本發明實施例一晶圓切割方法的步驟流程。

須注意本說明書中的所有圖示皆為圖例性質。為了清楚與方便圖示說明之故，圖示中的各部件在尺寸與比例上可能會被誇大或縮小地呈現。圖中相同的參考符號一般而言會用來標示修改後或不同實施例中對應或類似的特徵。

900．．．步驟流程

901～906．．．步驟

Claims (4)

1. 一種晶圓切割方法，其包含下列步驟：提供一晶圓，該晶圓具有一第一表面與一與該第一表面相對的第二表面；在該晶圓的該第一表面黏上一第一膠膜；在該晶圓的該第二表面黏上一第二膠膜；從該第一表面對該晶圓進行一切割步驟，該切割步驟會切斷該第一膠膜並將該晶圓切割成複數個單元，但未切斷該第二膠膜；在該切割步驟後的該第一膠膜上黏上一第三膠膜，其中該第一膠膜與該第二膠膜具有不同的去黏性特性，該第三膠膜不具有任何去黏性特性；進行一第一去黏性製程去除該第一膠膜之黏性而不去除該第二膠膜與該第三膠膜之黏性；以及將該第三膠膜連同所附的該第一膠膜自該等單元上移除。
2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓切割方法，其中該第一去黏性製程包含加熱或照紫外光。
3. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓切割方法，更包含在移除該第一膠膜與該第三膠膜之後進行一第二去黏性製程去除該第二膠膜之黏性，並從該第二膠膜上撿取該等單元 之至少一者。
4. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓切割方法，其中該晶圓包含鏡頭晶圓或感測器晶圓。