專利名稱：一種mems硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種MEMS娃晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法,屬于微機(jī)電系統(tǒng)微細(xì)加工和晶圓劃片和切割方法。
背景技術(shù)：
微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS,Micro-electromechanical Systems)是一種基于微電子技術(shù)和微加工技術(shù)的一種高科技領(lǐng)域。MEMS技術(shù)可將機(jī)械構(gòu)件、驅(qū)動(dòng)部件、電控系統(tǒng)、數(shù)字處理系統(tǒng)等集成為一個(gè)整體的微型單元。MEMS器件具有微小、智能、可執(zhí)行、可集成、工藝兼容性好、成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。MEMS技術(shù)的發(fā)展開辟了一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)，采用MEMS技術(shù)制作的微傳感器、微執(zhí)行器、微型構(gòu)件、微機(jī)械光學(xué)器件、真空微電子器件、電力電子器件等在航空、航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事，物聯(lián)網(wǎng)以及其他領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。在MEMS器件的制造工藝中，很多復(fù)雜的三維或支撐結(jié)構(gòu)都采用犧牲層釋放工藝。即在形成微機(jī)械結(jié)構(gòu)的空腔或可活動(dòng)的微結(jié)構(gòu)過程中，先在下層薄膜上用結(jié)構(gòu)材料淀積所需的各種特殊結(jié)構(gòu)件，再用刻蝕劑或蝕刻工藝氣體將此層薄膜蝕刻掉，但不損傷微結(jié)構(gòu)件，然后得到上層薄膜結(jié)構(gòu)(空腔或微結(jié)構(gòu)件)。由于被去掉的下層薄膜只起分離層作用，故稱其為犧牲層(Sacrificial Layer)。常用的犧牲層材料有氧化娃、多晶娃、聚酰亞胺(Polyimide)等。利用犧牲層可制造出多種活動(dòng)的微結(jié)構(gòu)，如微型橋、懸臂梁、移動(dòng)部件和質(zhì)量塊等。所以，MEMS器件制作完成后，MEMS結(jié)構(gòu)釋放(Release)是MEMS器件制造工藝中關(guān)鍵的一道工序。MEMS晶圓需要在完成前道各種制造工序后進(jìn)行切割劃片，把圓片切割成單個(gè)的芯片(Die)，然后進(jìn)行測(cè)試封裝。結(jié)構(gòu)釋放可以選擇在劃片之前進(jìn)行，也可以選擇在劃片之后進(jìn)行。但是，由于晶圓的芯片具有MEMS結(jié)構(gòu)，所以在劃片和結(jié)構(gòu)釋放的先后順序上，二者存在矛盾，如果處理不好，會(huì)導(dǎo)致MEMS芯片損壞或全報(bào)廢。硅晶圓片劃片和MEMS結(jié)構(gòu)釋放先后順序的沖突問題:1)如果MEMS圓片先劃片，那么不利于后面進(jìn)行結(jié)構(gòu)釋放；2)如果MEMS圓片先進(jìn)行結(jié)構(gòu)釋放，那么不利于后面進(jìn)行劃片操作。原因在于:1)如果先劃片，圓片分離為單個(gè)的Die，單個(gè)Die在后面清洗，去膠，結(jié)構(gòu)釋放過程中，需要進(jìn)行反復(fù)的拾取，在拾取過程中，很容易損壞芯片的ASIC(Applicati0nSpecific Integrated Circuit)電路和MEMS結(jié)構(gòu)；或靜電防護(hù)不到位,ASIC芯片電路被靜電放電擊穿失效。2)如果先進(jìn)行結(jié)構(gòu)釋放，傳統(tǒng)的劃片有沖水和清洗工藝，會(huì)導(dǎo)致MEMS結(jié)構(gòu)破裂、橋損、甚至MEMS結(jié)構(gòu)整體從ASIC電路上剝離；且劃片過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的硅屑沾污MEMS結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致MEMS結(jié)構(gòu)無法進(jìn)行正常的工作。如果是大芯片或晶圓沒有經(jīng)過一定的減薄處理，劃片過程中很容易導(dǎo)致芯片崩邊，裂紋，硅屑等異常。且上述工藝在劃片過程中，對(duì)于厚大芯片容易產(chǎn)生的蹦邊，硅屑沾污，劃片導(dǎo)致芯片內(nèi)應(yīng)力大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法，克服現(xiàn)有技術(shù)中的劃片工藝對(duì)于較厚的大芯片容易產(chǎn)生的蹦邊，硅屑沾污，劃片導(dǎo)致芯片內(nèi)應(yīng)力大的缺陷問題；另外由于晶圓的芯片具有MEMS結(jié)構(gòu)，所以在劃片和結(jié)構(gòu)釋放的先后順序上，二者存在矛盾的缺陷。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法，包括以下步驟:步驟1:貼UV膜，在MEMS硅晶圓片背面貼UV膜；步驟2:第一次劃片，將貼UV膜的硅晶圓片正面朝上放置在劃片機(jī)的劃片臺(tái)上，根據(jù)硅晶圓片厚度，設(shè)置硅晶圓片的第一次劃片的厚度或劃片刀的刀高；第一次劃片的厚度為硅晶圓片厚度的40%至55% ;設(shè)置劃片刀的進(jìn)刀速度小于10毫米/秒；設(shè)置硅晶圓片的劃片參數(shù)，對(duì)硅晶圓片進(jìn)行對(duì)位操作，進(jìn)行第一次劃片；步驟3:第二次劃片，全劃透時(shí)，設(shè)置第二次劃片的厚度為所述硅晶圓片厚度或劃片刀的刀高為UV膜厚度；半劃透時(shí)，設(shè)置第二次劃片的刀高為所述硅晶圓片需要保留的殘留硅厚度加UV膜厚度，進(jìn)行第二次劃片；步驟4:劃片后，對(duì)硅晶圓片進(jìn)行劃片后的清洗和甩干。步驟5:消除UV粘性，對(duì)劃片后的硅晶圓片的背面的UV膜進(jìn)行照射2 10分鐘，消除UV膜粘性的80% 90% ；步驟6:濕法去膠，對(duì)半劃片處理的硅晶圓片，揭下硅晶圓片背面的UV膜后，放置在設(shè)有濾孔的托盤內(nèi)；對(duì)全劃透處理的硅晶圓片，在UV膜上拾取芯片放在設(shè)有濾孔的十字架內(nèi)；再將托盤放入去膠液中去膠；步驟7:脫液和脫水，將放置硅晶圓片或芯片的托盤浸入異丙醇(IPA)溶液中脫液和脫水；步驟8:結(jié)構(gòu)釋放，將放置硅晶圓片或芯片的托盤放在結(jié)構(gòu)釋放設(shè)備的工藝腔體(Chamber)中,進(jìn)行結(jié)構(gòu)釋放。本發(fā)明的有益效果是:采用了兩次劃片工藝，第一次劃圓片總厚度的45 55%或40 45%，第二次劃透或者殘留的一小部分硅厚度(在后期可以輕壓滾裂開的厚度)解決了厚大芯片的蹦邊，硅屑沾污，劃片導(dǎo)致芯片內(nèi)應(yīng)力大的問題，且由于采用了設(shè)有濾孔的托盤可以實(shí)現(xiàn)去膠、清洗、結(jié)構(gòu)釋放在同一托盤中進(jìn)行，多硅晶圓片和多芯片可同時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)釋放，作業(yè)效率聞；成本低；不反復(fù)拾取芯片，良率聞，降低了成本，提聞了生廣效率，更提聞了產(chǎn)品的良率，解決了劃片和結(jié)構(gòu)釋放的先后順序上二者之間的矛盾，會(huì)導(dǎo)致MEMS芯片損壞或全報(bào)廢問題。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可做如下改進(jìn)。進(jìn)一步,還包括步驟9:對(duì)半劃片處理的娃晶圓片，在結(jié)構(gòu)釋放后，對(duì)娃晶圓片的每個(gè)芯片進(jìn)行電學(xué)測(cè)試；步驟10:測(cè)試結(jié)束后，對(duì)于半劃片處理的硅晶圓片進(jìn)行背面第二次貼膜，在按照劃片痕跡X或Y方向用手從硅晶圓片背面貼膜處把硅晶圓片頂裂開，從背面用塑料滾輪輕滾，確保所有的芯片完全分開；步驟11:對(duì)步驟10處理后的硅晶圓片進(jìn)行擴(kuò)晶處理，使得芯片向四周擴(kuò)散開。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:對(duì)半劃片處理的硅晶圓片，可以在結(jié)構(gòu)釋放后，經(jīng)過第二次貼膜和擴(kuò)晶處理使得芯片散開，利于后面芯片的拾取。進(jìn)一步，所述步驟11得到擴(kuò)散開的芯片，每個(gè)芯片之間的間距大于120pm。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:圓片結(jié)構(gòu)釋放后，進(jìn)行擴(kuò)晶工藝，使每個(gè)芯片在UV膜或藍(lán)膜之間相對(duì)引申間距大于120 u m,便于去除UV膜粘性后的芯片拾取。進(jìn)一步，包括步驟12，在拾取芯片前，對(duì)第二次貼膜的UV膜進(jìn)行照射2 10分鐘，然后進(jìn)行芯片的篩選拾取，放置在設(shè)有濾孔的托盤內(nèi)。對(duì)放置在設(shè)有濾孔的托盤內(nèi)芯片進(jìn)行取用時(shí)，使用真空吸筆，吸住芯片背面，把芯片從濾孔向上頂出，再用另一支真空吸筆吸取芯片。進(jìn)一步，所述托盤上設(shè)置有放置芯片的格子和放置硅晶圓片的十字架；所述托盤底部通過十字架隔開形成多個(gè)格子，每個(gè)所述格子內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)相互平行的用來放置芯片的橫梁；所述濾孔設(shè)置在所述橫梁之間的托盤本體上。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:由于采用了該托盤，芯片或硅晶圓片可以實(shí)現(xiàn)去膠，清洗，釋放一體進(jìn)行。托盤用石英材料制成，可用做芯片的存儲(chǔ)。由于工藝中采用了該托盤，解決了劃片和MEMS芯片去膠，清洗和結(jié)構(gòu)釋放先后之間的矛盾問題，并且防止半劃透的硅晶圓片在劃片后揭膜、去膠、清洗和結(jié)構(gòu)釋放過程中裂開的問題。本發(fā)明還提供一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法中使用的托盤，包括托盤本體，所述托盤本體底部上設(shè)置有濾孔，所述托盤本體底部通過十字架隔開形成多個(gè)格子，所述格子內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)相互平行的用來放置芯片的橫梁，所述濾孔設(shè)置在所述橫梁之間的托盤本體上。進(jìn)一步，所述十字架的高度為4.0 6.0mm,寬度為2.5 3.5mm。進(jìn)一步，所述濾孔的直徑為0.5cm。進(jìn)一步，每個(gè)所述格子內(nèi)的兩個(gè)相互平行的橫梁之間的距離為0.8 1.2cm，長(zhǎng)度為0.8 1.2cm,高度為1.8 2.Ctam,寬度為1.8 2.0臟。


圖1為本發(fā)明一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法中使用的托盤結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法中使用的托盤結(jié)構(gòu)示意圖；圖3 —種MEMS娃晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法中使用的托盤另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:1、托盤本體，2、十字架，3、濾孔，4、橫梁，5、托盤把手，6、格子，7、蓋子，8、硅晶圓，
9、芯片。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法，包括以下步驟:步驟1:貼UV膜，在MEMS硅晶圓片背面貼UV膜；將硅晶圓片正面朝下，背面朝上，下面墊一層無塵濾紙，大小和圓片一致，放置在貼膜機(jī)的正中央。從貼膜機(jī)后卷筒中拉出UV膜，長(zhǎng)度超過貼片圓形鐵環(huán)10cm，如膜局部有皺，還需要進(jìn)一步拉緊，直到四周均勻、平整后，用滾輪輕攆使膜平整緊貼硅晶圓片背面及圓形鐵環(huán)上；將超出圓形鐵環(huán)上的UV膜切割掉。步驟2:第一次劃片，將貼UV膜的硅晶圓片正面朝上放置在劃片機(jī)的劃片臺(tái)上，根據(jù)劃片厚度設(shè)置硅晶圓片，根據(jù)硅晶圓片厚度，設(shè)置硅晶圓片的第一次劃片的厚度或劃片刀的刀高；全劃透時(shí)，第一次劃片的厚度為硅晶圓片厚度的50% ;如675 ii m的6英寸硅晶圓片，全劃透設(shè)置劃片厚度為350 u m,刀片厚度為35 u m,設(shè)置劃片刀的進(jìn)刀速度小于10毫米/秒，進(jìn)行低速劃片；設(shè)置硅晶圓片的Pitch (即芯片大小的X和Y方向的大小)大小及其它的劃片參數(shù)，對(duì)硅晶圓片進(jìn)行對(duì)位操作，對(duì)Chl，進(jìn)行0軸方向調(diào)整，左右移動(dòng)工作臺(tái)并調(diào)整劃片基準(zhǔn)線，確認(rèn)劃片槽與劃片基準(zhǔn)線一致后，進(jìn)一步進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)步進(jìn)設(shè)置是否正確。確認(rèn)OK后，進(jìn)行CH2的劃片道和步進(jìn)確認(rèn)。正式劃片:確認(rèn)好CH1，0，CH2后，開始進(jìn)行第一次劃片。步驟3:第一次劃片后通過再次設(shè)置劃片參數(shù)進(jìn)行第二次劃片。全劃透時(shí)，設(shè)置第二次劃片的厚度為所述硅晶圓片厚度或劃片刀的刀高厚度為UV膜厚度；如675 ii m的6英寸硅晶圓片，全劃透設(shè)置劃片厚度為675 ym;其它設(shè)置的參數(shù)不變。劃片完成后，關(guān)閉劃片機(jī)的真空，連同硅晶圓片小心取下貼片鐵環(huán)。步驟4:劃片后，對(duì)硅晶圓片進(jìn)行劃片后的清洗和甩干；步驟5:消除UV粘性，對(duì)劃片后使用UV照射機(jī)對(duì)硅晶圓片的背面的UV膜進(jìn)行照射2 10分鐘，消除UV膜粘性的80% 90%即可；步驟6:濕法去膠，對(duì)全劃透處理的硅晶圓片，可以使用鑷子小心從UV膜上拾取芯片放在設(shè)有濾孔的石英托盤內(nèi)；再將石英托盤放入去膠液中去膠，去膠完成后，把托盤從去膠液中提取出來，去膠液和沾污顆?？蓮耐斜P的濾孔流出；石英托盤可以根據(jù)需要和結(jié)構(gòu)釋放設(shè)備腔體的大小進(jìn)行延伸，可以設(shè)計(jì)大尺寸的托盤，盛放幾張圓片的芯片。步驟7:脫液和脫水，然后再把盛裝芯片的托盤浸入盛有異丙醇(IPA)溶液中脫液和脫水10分鐘；然后可以使用氮?dú)鈽審恼嫘⌒膶?duì)和芯片進(jìn)行吹干處理。步驟8:結(jié)構(gòu)釋放，將放置芯片的托盤放在結(jié)構(gòu)釋放設(shè)備的工藝腔體(Chamber)中，進(jìn)行結(jié)構(gòu)釋放。在釋放過程中，可以連托盤取出來，使用檢查設(shè)備確認(rèn)結(jié)構(gòu)釋放是否完成，否則，托盤放置調(diào)整60° 120°繼續(xù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)釋放，調(diào)整托盤方向，可以提高釋放的均勻性。在結(jié)構(gòu)釋放后，對(duì)硅晶圓片的每個(gè)芯片進(jìn)行電學(xué)測(cè)試。該方法中所使用的托盤可以采用本發(fā)明的一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法中使用的托盤。且該托盤為石英材料，可以存放結(jié)構(gòu)釋放后的芯片。實(shí)施例2一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法，包括以下步驟:步驟1:貼UV膜，在MEMS硅晶圓片背面貼UV膜；將硅晶圓片正面朝下，背面朝上，下面墊一層無塵濾紙，大小和圓片一致，放置在貼膜機(jī)的正中央。從貼膜機(jī)后卷筒中拉出UV膜，長(zhǎng)度超過貼片圓形鐵環(huán)10cm，如膜局部有皺，還需要進(jìn)一步拉緊，直到四周均勻、平整后，用滾輪輕攆使膜平整緊貼硅晶圓片背面及圓形鐵環(huán)上；將超出圓形鐵環(huán)上的UV膜切割掉。步驟2:第一次劃片，將貼UV膜的硅晶圓片正面朝上放置在劃片機(jī)的劃片臺(tái)上，根據(jù)劃片厚度設(shè)置硅晶圓片，根據(jù)硅晶圓片厚度，設(shè)置硅晶圓片的第一次劃片的厚度或劃片刀的刀高；半劃透時(shí)，第一次劃片的厚度或劃片刀的刀高為硅晶圓片厚度的40 45% ;如675的6英寸硅晶圓片，半劃透設(shè)置劃片厚度為270 u m,刀片厚度為35 u m,設(shè)置劃片刀的進(jìn)刀速度小于10毫米/秒，進(jìn)行低速劃片；設(shè)置硅晶圓片的pitch大小及其它的劃片參數(shù)，對(duì)硅晶圓片進(jìn)行對(duì)位操作，對(duì)CH1，進(jìn)行0軸方向調(diào)整，左右移動(dòng)工作臺(tái)并調(diào)整劃片基準(zhǔn)線，確認(rèn)劃片槽與劃片基準(zhǔn)線一致后，進(jìn)行步進(jìn)確認(rèn)，確認(rèn)步進(jìn)設(shè)置是否正確。確認(rèn)OK后，進(jìn)行CH2的劃片道和步進(jìn)確認(rèn)。正式劃片，確認(rèn)好CH1，0，CH2后，開始進(jìn)行第一次劃片。步驟3:第一次劃片后通過再次設(shè)置劃片參數(shù)進(jìn)行第二次劃片。半劃透時(shí)，設(shè)置第二次劃片的厚度為所述硅晶圓片厚度減去殘留硅厚度或劃片刀的刀高為需保留的硅厚度加UV膜的厚度；如675 i! m的6英寸硅晶圓片，半劃透設(shè)置劃片厚度為550 u m ;其它設(shè)置的參數(shù)不變。劃片完成后，關(guān)閉劃片機(jī)的真空，連同硅晶圓片小心取下貼片鐵環(huán)。步驟4:劃片后，對(duì)硅晶圓片進(jìn)行劃片后的清洗和甩干；步驟5:消除UV粘性，對(duì)劃片后使用UV照射機(jī)對(duì)硅晶圓片背面的UV膜進(jìn)行照射2 10分鐘，消除UV膜粘性的80% 90%即可；步驟6:濕法去膠，對(duì)半劃片處理的硅晶圓片，揭下硅晶圓片背面的UV膜后，放置在設(shè)有濾孔的石英托盤內(nèi)；再將石英托盤放入去膠液中去膠，去膠完成后，把托盤從去膠液中提取出來，去膠液和沾污顆?？?從托盤的濾孔流出；石英托盤可以根據(jù)需要和結(jié)構(gòu)釋放設(shè)備腔體的大小進(jìn)行延伸，可以設(shè)計(jì)大尺寸的托盤，盛放幾張圓片。步驟7:脫液和脫水，然后再把盛裝硅晶圓片的托盤浸入盛有異丙醇(IPA)溶液中脫液和脫水10分鐘；然后可以使用氮?dú)鈽審恼嫘⌒膶?duì)整個(gè)圓片進(jìn)行吹干處理。也可以自然晾干。步驟8:結(jié)構(gòu)釋放，將放置硅晶圓片的托盤放在結(jié)構(gòu)釋放設(shè)備的工藝腔體(Chamber)中，進(jìn)行結(jié)構(gòu)釋放。在釋放過程中，可以連托盤取出來，使用檢查設(shè)備確認(rèn)結(jié)構(gòu)釋放是否完成；否則，托盤放置調(diào)整60° 120°后繼續(xù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)釋放，調(diào)整托盤方向，可以提高釋放的均勻性。步驟9:對(duì)半劃片處理的娃晶圓片，在結(jié)構(gòu)釋放后，對(duì)娃晶圓片上的每個(gè)芯片(Die)進(jìn)行電學(xué)測(cè)試。步驟10:測(cè)試結(jié)束后，對(duì)于半劃透片處理的硅晶圓片進(jìn)行第二次貼膜:先把UV(或藍(lán)膜)拉直繃緊在鐵環(huán)上，然后小心把結(jié)構(gòu)釋放的圓片(背面)貼在UV膜(或藍(lán)膜)上，并把圓片背面的氣泡移出，再按照劃片痕跡X或Y方向用手從硅晶圓片背面貼膜處把硅晶圓片頂裂開，從背面用塑料滾輪輕滾，確保所有的芯片完全分開。步驟11:對(duì)步驟9處理后的硅晶圓片進(jìn)行擴(kuò)晶處理，使得芯片向四周擴(kuò)散開，得到擴(kuò)散開的芯片，每個(gè)芯片之間的間距大于120 pm。擴(kuò)晶后，把擴(kuò)晶環(huán)外多余的UV膜劃掉。步驟12:在拾取芯片前，對(duì)第二次貼膜的UV膜進(jìn)行照射2 10分鐘，然后進(jìn)行芯片的篩選拾取，放置在設(shè)有濾孔的托盤內(nèi)。對(duì)放置在設(shè)有濾孔的托盤內(nèi)芯片進(jìn)行取用時(shí)，使用真空吸筆，吸住芯片背面，把芯片從濾孔向上頂出，再用另一支真空吸筆吸住芯片的背面拾取芯片?？蛇M(jìn)行芯片結(jié)構(gòu)釋放后的封裝，測(cè)試作業(yè)流程。如圖1所示，本發(fā)明還提供一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法中使用的托盤，包括托盤本體1，所述托盤本體I底部上設(shè)置有濾孔3，所述托盤上設(shè)置有放置芯片的格子6 ;所述托盤本體I底部通過十字架2隔開成多個(gè)格子，每個(gè)所述格子6內(nèi)設(shè)置有用來放置芯片的橫梁4 ;所述濾孔3設(shè)置在所述橫梁4之間的托盤本體I上。托盤的兩側(cè)可以設(shè)置有托盤把手5，還包括與托盤適配的蓋子7。本發(fā)明托盤為一種MEMS娃晶圓片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法中使用的托盤，由于米用了十字架將托盤底部分隔成若干的格子，每個(gè)格子可以單獨(dú)放置芯片9，避免了工藝和存放過程中，芯片之間相互疊在一起，損壞MEMS結(jié)構(gòu)的情況發(fā)生，且可減少單獨(dú)為MEMS芯片9，MEMS晶圓8去膠，清洗，結(jié)構(gòu)釋放和MEMS芯片，MEMS圓片存放采購(gòu)專用工具等成本。用來放置芯片的橫梁可以使兩個(gè)相互平行的的兩個(gè)小凸條。由于在每個(gè)格子內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)相互平行的橫梁，所述的橫梁可以上可以放置芯片，進(jìn)而不用移動(dòng)芯片即可實(shí)現(xiàn)去膠，清洗，將溶液通過濾孔濾掉。所述十字架的高度為4.0 6.0mm，寬度為2.5 3.5mm。所述濾孔的直徑為
0.5cm。每個(gè)所述格子內(nèi)的兩個(gè)相互平行的橫梁之間的距離為0.8 1.2cm,長(zhǎng)度為0.8
1.2cm,高度為1.8 2.0mm,寬度為1.8 2.0mm。還包括托盤蓋子7，與所述托盤相互適配，且可以直接用來存放芯片(Die)。芯片不取用時(shí)，可以直接使用本發(fā)明的托盤做為MEMS芯片和MEMS圓片的存儲(chǔ)盒，蓋上托盤蓋子，把芯片放在氮?dú)獯鎯?chǔ)柜或真空箱中進(jìn)行保存。本發(fā)明托盤可以再實(shí)現(xiàn)硅晶圓片8或芯片9的去膠，清洗，釋放和儲(chǔ)存均可以在托盤中進(jìn)行而不用移動(dòng)圓片或者芯片。在劃片過程中產(chǎn)生的少量硅屑沾污在去膠和清洗的過程中，MEMS芯片可以平放在托盤的每個(gè)格子中的兩相互平行的橫梁(小凸條)上，在不移動(dòng)硅晶圓片和MEMS芯片的情況下，使硅屑從托盤底部的通孔隨液體自動(dòng)流出。且因?yàn)槭⑼斜P的每個(gè)格子內(nèi)布滿了小孔，也利于IPA對(duì)芯片脫水干燥，也方便后期取用芯片時(shí)使用真空吸筆，從芯片的背面把芯片吸住頂出使用，而不是夾取芯片進(jìn)行操作，防止了夾取損壞芯片；更為重要的是可以同時(shí)進(jìn)行多片或多芯片的結(jié)構(gòu)釋放工藝，極大地提高了生產(chǎn)效率。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:貼UV膜，在MEMS硅晶圓片背面貼UV膜；對(duì)硅晶圓片正面進(jìn)行涂膠保護(hù)； 步驟2:第一次劃片，將貼UV膜的硅晶圓片正面朝上放置在劃片機(jī)的劃片臺(tái)上，根據(jù)硅晶圓片厚度，設(shè)置硅晶圓片的第一次劃片的厚度或劃片刀的刀高；第一次劃片的厚度為硅晶圓片厚度的40 55% ;設(shè)置劃片刀的進(jìn)刀速度小于10毫米/秒；設(shè)置硅晶圓片的劃片切割參數(shù)，對(duì)硅晶圓片進(jìn)行對(duì)位操作，進(jìn)行第一次劃片； 步驟3:第二次劃片，全劃透時(shí)，設(shè)置第二次劃片的厚度為所述硅晶圓片厚度或劃片刀的刀高為UV膜厚度；半劃透時(shí)，設(shè)置第二次劃片的刀高為所述硅晶圓片需要保留的殘留硅厚度加UV膜厚度，進(jìn)行第二次劃片； 步驟4:劃片后，對(duì)硅晶圓片進(jìn)行劃片后的清洗和甩干； 步驟5:消除UV粘性，對(duì)劃片后的硅晶圓片的背面粘貼的UV膜進(jìn)行照射2 10分鐘，消除UV膜粘性的80% 90% ； 步驟6:濕法去膠，對(duì)半劃透的硅晶圓片，揭下硅晶圓片背面的UV膜后，放置在設(shè)有濾孔的托盤內(nèi)；對(duì)全劃透的硅晶圓片，在UV膜上拾取芯片放在設(shè)有濾孔的托盤格子內(nèi)；再將托盤放入去膠液中去膠； 步驟7:去膠后，脫液和脫水，將放置硅晶圓片或芯片的托盤浸入異丙醇(IPA)溶液中脫液和脫水； 步驟8:結(jié)構(gòu)釋放，將放置硅晶圓片或芯片的托盤放在結(jié)構(gòu)釋放設(shè)備的工藝腔體中，進(jìn)行結(jié)構(gòu)釋放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述 一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法，其特征在于，還包括步驟9:對(duì)半劃片處理的硅晶圓片，在結(jié)構(gòu)釋放后，對(duì)硅晶圓片的每個(gè)芯片進(jìn)行電學(xué)測(cè)試； 步驟10:測(cè)試結(jié)束后，對(duì)于半劃片處理的硅晶圓片進(jìn)行背面第二次貼膜，再按照劃片痕跡X或Y方向用手從硅晶圓片背面貼膜處把硅晶圓片頂裂開，從背面用塑料滾輪輕滾，確保所有的芯片完全分開； 步驟11:對(duì)步驟10處理后的硅晶圓片進(jìn)行擴(kuò)晶處理，使芯片向四周擴(kuò)散開。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法，其特征在于，所述步驟11得到擴(kuò)散開的芯片，每個(gè)芯片之間的間距大于120 iim。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法，其特征在于，包括步驟12，在拾取芯片前，對(duì)第二次貼膜的UV膜進(jìn)行照射2 10分鐘，然后進(jìn)行芯片的篩選拾取，放置在設(shè)有濾孔的托盤格子內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法，其特征在于，所述托盤上設(shè)置有放置芯片的格子和放置圓片的十字架；所述托盤底部通過十字架隔開形成多個(gè)格子，每個(gè)所述格子內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)相互平行的用來放置芯片的橫梁；所述濾孔設(shè)置在所述橫梁之間的托盤本體上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法，其特征在于，全劃透時(shí)，第一次劃片的厚度為硅晶圓片厚度的50-55%;半劃透時(shí)，第一次劃片的厚度為硅晶圓片厚度的40-45%。
7.一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法中使用的托盤，包括托盤本體，其特征在于，所述托盤本體底部上設(shè)置有濾孔，所述托盤本體底部通過十字架隔開形成多個(gè)格子，所述格子內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)相互平行的用來放置芯片的橫梁，所述濾孔設(shè)置在所述橫梁之間的托盤本體上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法中使用的托盤，其特征在于，所述十字架的高度為4.0 6.0mm,寬度為2.5 3.5mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法中使用的托盤，其特征在于，所述濾孔的直徑為0.5cm。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9任一項(xiàng)所述的一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法中使用的托盤，其特征 在于，每個(gè)所述格子內(nèi)的兩個(gè)相互平行的橫梁之間的距離為0.8 .1.2cm,長(zhǎng)度為0.8 1.2cm,高度為1.8 2.0mm,寬度為1.8 2.0mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種MEMS硅晶圓片劃片切割和結(jié)構(gòu)釋放方法，包括以下步驟在MEMS硅晶圓片背面貼UV膜；根據(jù)硅晶圓片厚度，設(shè)置硅晶圓片的第一次劃片的厚度或劃片刀的刀高；第一次劃片的厚度為硅晶圓片厚度的40～55%；設(shè)置第二次劃片的厚度為所述硅晶圓片的殘留硅厚度(全劃透)或刀高為最后需要保留的殘留硅厚度加UV膜厚度(半劃透)；劃片完成后,消除UV膜粘性的80%～90%；在UV膜上拾取芯片或取下整張硅晶圓片放在設(shè)有濾孔的托盤內(nèi)；再將托盤放入去膠液中去膠；脫液和脫水；結(jié)構(gòu)釋放。采用兩次劃片工藝，解決了厚大芯片的蹦邊，硅屑沾污，劃片導(dǎo)致芯片內(nèi)應(yīng)力大的問題；同時(shí)，采用了設(shè)計(jì)的專用托盤，解決了MEMS硅晶圓片的劃片和結(jié)構(gòu)釋放之間先后順序的矛盾。
文檔編號(hào)B81C1/00GK103086318SQ20131001105
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者甘先鋒, 楊水長(zhǎng), 王宏臣, 孫瑞山 申請(qǐng)人:煙臺(tái)睿創(chuàng)微納技術(shù)有限公司