一種50μm超薄芯片生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種50μm超薄芯片生產(chǎn)方法，晶圓圖形表面貼覆膠膜，傾斜切膜刀進(jìn)行切膜；經(jīng)粗磨、精磨、拋光和腐蝕對(duì)晶圓進(jìn)行減薄，粗磨時(shí)才有四個(gè)進(jìn)給速度，拋光時(shí)用三種速度；減薄后的晶圓背面繃膜，揭去晶圓正面膠膜，自動(dòng)上下料；采用雙軸劃片技術(shù)的階梯模式和防裂片劃片工藝進(jìn)行劃片，完成50μm超薄芯片的生產(chǎn)。該生產(chǎn)方法能隨著芯片尺寸的增大，確保后制程的加工能力；降低劃片過(guò)程中存在的芯片表面裂紋以及背面崩碎等質(zhì)量異常；降低切割過(guò)程中劃片刀所受到的阻力，有效地降低了芯片裂紋以及崩碎的質(zhì)量問(wèn)題；實(shí)現(xiàn)超薄芯片的加工，為IC封裝產(chǎn)品高密度、高性能和輕薄短小的發(fā)展方向提供了技術(shù)準(zhǔn)備。
【專利說(shuō)明】—種50 μ m超薄芯片生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子信息自動(dòng)化元器件制造【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種芯片的生產(chǎn)方法，特別涉及一種50 μ m超薄芯片生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著更小、更輕和更有功效的各類手機(jī)市場(chǎng)的需求增大和PDA及其它電子器件的發(fā)展，促進(jìn)了電子封裝技術(shù)更小型化、更多功能的研發(fā)。疊層芯片封裝的總生產(chǎn)量逐年線性增長(zhǎng)，此類生產(chǎn)量中至少95%是受到移動(dòng)電話和無(wú)線PDA的驅(qū)動(dòng)，以及與疊層閃存存儲(chǔ)器和SRAM的組合。
[0003]圓片減薄技術(shù)是疊層式芯片封裝的關(guān)鍵技術(shù)，因?yàn)樗档土朔庋b貼裝高度，并能夠使芯片疊加而不增加疊層式芯片系統(tǒng)方面的總高度。智能卡和射頻識(shí)別(RFID)是體現(xiàn)薄型圓片各項(xiàng)要求的重要部分的最薄的單芯片應(yīng)用形式。典型的圓片厚度約為800 μ m，可安裝于引線框架之中或安裝于此厚度狀況的PBGA上。然而，為了維護(hù)1.2mm甚至1.0mm的總模塑封裝高度，多個(gè)疊層芯片的應(yīng)用要求更有效的減薄技術(shù)。集成電路芯片不斷向高密度、高性能和輕薄短小方向發(fā)展，為滿足IC封裝要求，芯片的厚度不斷減小，需要對(duì)晶圓背面減薄以及劃片，而圖形晶圓的背面減薄以及劃片已成為半導(dǎo)體后半制程中的重要工序。晶圓和芯片尺寸變化所導(dǎo)致的晶圓加工量的增加以及對(duì)晶圓加工精度和表面質(zhì)量具有更高的要求，使已有的晶圓加工技術(shù)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種50 μ m超薄芯片生產(chǎn)方法，用于生產(chǎn)超薄芯片，為超薄疊層芯片封裝提供保障，滿足IC封裝產(chǎn)品高密度、高性能和輕薄短小的發(fā)展方向，解決現(xiàn)有晶圓加工技術(shù)在加工超薄芯片過(guò)程中面臨的問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種50 μ m超薄芯片生產(chǎn)方法，其特征在于，該生產(chǎn)方法具體按以下步驟進(jìn)行:
步驟1:晶圓正面貼膜、切膜
在晶圓圖形表面貼覆膠膜；然后切膜，切膜時(shí)根據(jù)晶圓定位邊形狀，設(shè)置對(duì)應(yīng)的刀片運(yùn)行軌跡參數(shù)和切膜速度，確保切膜刀片的運(yùn)行軌跡隨膠膜定位邊而發(fā)生變化；切膜刀在接觸晶圓邊緣時(shí)的下刀速度為10?30mm/sec，切膜時(shí)，切膜刀與晶圓平面之間的夾角為65。?90° ;
步驟2:減薄
采用具備12吋尺寸超薄晶圓減薄能力的全自動(dòng)減薄機(jī)，先自動(dòng)上料、定位，而后進(jìn)行減薄:
粗磨范圍:從原始晶圓厚度十膠質(zhì)層厚度+膠膜保護(hù)層厚度到最終晶圓厚度十膠質(zhì)層厚度+膠膜保護(hù)層厚度+ 60 μ m,軸向進(jìn)給速度100?500 μ m/min,減薄輪轉(zhuǎn)速2000rpm?2400rpm ； 精磨范圍:從最終晶圓厚度+膠質(zhì)層厚度+膠膜保護(hù)層厚度+60μπι到最終晶圓厚度十膠質(zhì)層厚度十膠膜保護(hù)層厚度十25 μ m ;
拋光范圍:從最終晶圓厚度+膠膜層厚度+膠膜保護(hù)層厚度+ 25μπι到最終晶圓厚度十膠質(zhì)層厚度十膠膜保護(hù)層厚度十ΙΟμπι；
腐蝕范圍:從最終晶圓厚度+膠膜層厚度+膠膜保護(hù)層厚度+ ΙΟμπι到最終晶圓厚度+膠膜層厚度+膠膜保護(hù)層厚度，腐蝕速度I μ m/sec ;腐蝕后進(jìn)行清洗；
步驟3:減薄后的晶圓背面繃膜
對(duì)于芯片尺寸大于等于2.0mmX2.0mm的晶圓，用普通劃片膠膜，先在減薄后的晶圓背面自動(dòng)繃膜貼片，然后揭去晶圓正面膠膜，自動(dòng)上下料；
對(duì)于芯片尺寸小于2.0mmX 2.0mm的晶圓，選用UV膠膜，先在減薄后的晶圓背面自動(dòng)繃膜貼片，然后揭去正面膠膜，自動(dòng)下料；
步驟4:劃片
在8吋及其以上尺寸超薄晶圓全自動(dòng)劃片機(jī)上采用雙軸劃片技術(shù)的階梯模式和防裂片劃片工藝進(jìn)行劃片，完成50 μ m超薄芯片的生產(chǎn)。
[0006]本發(fā)明生產(chǎn)方法能隨著芯片尺寸的增大，確保后制程的加工能力，應(yīng)用UV膠膜來(lái)增加芯片與膠膜之間的粘合力；采用雙軸階梯切割技術(shù)，降低劃片過(guò)程中存在的芯片表面裂紋以及背面崩碎等質(zhì)量異常；根據(jù)劃片刀顆粒度的不同，使用不同型號(hào)的劃片刀，降低了切割過(guò)程中劃片刀所受到的阻力，從而有效地降低了芯片裂紋以及崩碎的質(zhì)量問(wèn)題；實(shí)現(xiàn)超薄芯片的加工，為IC封裝產(chǎn)品高密度、高性能和輕薄短小的發(fā)展方向提供了技術(shù)準(zhǔn)備。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本發(fā)明生產(chǎn)方法中切除晶圓邊緣殘膠示意圖。
[0008]圖2是采用本發(fā)明生產(chǎn)方法生產(chǎn)50 μ m的超薄芯片時(shí)，晶圓減薄相關(guān)尺寸示意圖。
[0009]圖3是晶圓減薄后翹曲放大寸示意圖。
[0010]圖4是雙刀劃片示意圖。
[0011]圖2中:H.原始晶圓厚度，h1.膠膜保護(hù)層厚度，h2.膠膜層厚度，h3.最終晶圓厚度，h4.機(jī)械拋光厚度，h5.化學(xué)腐蝕厚度，h6.精磨厚度，h7.粗磨厚度，Θ.切膜刀角度，
a.減薄后的晶圓翹曲度，Zl.寬刀切割槽，Z2.窄刀切割槽。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0013]為了給超薄疊層芯片封裝提供技術(shù)保障，滿足IC封裝產(chǎn)品高密度、高性能和輕薄短小的發(fā)展方向，滿足由于晶圓和芯片尺寸變化導(dǎo)致的晶圓加工量增加以及對(duì)晶圓加工精度和表面質(zhì)量的更高要求，解決現(xiàn)有晶圓加工技術(shù)面臨的問(wèn)題。本發(fā)明提供了一種50μπι超薄芯片生產(chǎn)方法，通過(guò)重點(diǎn)控制貼膜、減薄、劃片三個(gè)環(huán)節(jié)，從設(shè)備、材料選擇、工藝優(yōu)化三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)超薄芯片的加工。
[0014]本發(fā)明50 μ m超薄芯片生產(chǎn)方法具體按以下步驟進(jìn)行:
步驟1:晶圓正面貼膜、切膜
采用具備12吋晶圓全自動(dòng)貼片機(jī)，在晶圓圖形表面貼覆半導(dǎo)體專用UV膠膜(所用UV膠膜的型號(hào)為BT-150E-KL或UB-2130E，制造商為日東電工)，對(duì)晶圓圖形面進(jìn)行保護(hù)；然后進(jìn)行切膜，一般晶圓的定位邊有兩種，一種為直邊形狀，一種為小缺口形狀，切膜時(shí)根據(jù)晶圓定位邊形狀，設(shè)置對(duì)應(yīng)的刀片運(yùn)行軌跡參數(shù)和切膜速度，確保切膜刀片的運(yùn)行軌跡隨著定位邊的不同而發(fā)生變化，整片晶圓切膜后切膜軌跡與晶圓邊緣形狀相吻合。切膜刀在接觸晶圓邊緣時(shí)，為了保證刀片下刀時(shí)的準(zhǔn)確性，下刀時(shí)的速度也是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)值，一般范圍為lOmm/sec?30mm/sec，并且設(shè)置刀片切割膠膜(晶圓)的數(shù)量上限(lOOOpcs)，通過(guò)控制刀片的使用壽命，使刀片處于正常切削力范圍內(nèi)，保證切膜后膠膜邊緣刀痕平整度。根據(jù)晶圓規(guī)格的不同，膠膜在運(yùn)送過(guò)程中，依晶圓的直徑，按輥輪的行進(jìn)速度、卷軸進(jìn)給晶圓所需的膠膜量來(lái)控制每片晶圓所需膠膜的一致性。切膜時(shí)，通過(guò)調(diào)整切膜刀具參數(shù)，使切膜刀與晶圓平面之間存在一定的傾斜角度，稱之為切膜刀角度Θ，根據(jù)晶圓初始厚度的不同，切膜刀具的角度Θ也有所變化，一般調(diào)整范圍在65°?90°，如圖1所示。因?yàn)樵诰A上做電路時(shí)，為了防止晶圓上涂覆的光刻膠能順利流出而不會(huì)積膠，晶圓的邊緣都會(huì)倒角，使得晶圓邊緣厚度低于中間厚度。在晶圓圖形面上貼膜后，晶圓邊緣與貼膜之間有空隙，在后續(xù)晶圓減薄過(guò)程中，帶減薄殘留物質(zhì)的廢水會(huì)進(jìn)入該空隙，輕者粘污晶圓表面，重者造成超薄減薄晶圓碎片，因此需將晶圓邊緣的貼膜切去。而正常切膜時(shí)，切膜刀垂直于晶圓面，切膜后晶圓邊緣外圍會(huì)殘留一圈殘膠，存在使晶圓裂片的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，因此本發(fā)明方法在切膜時(shí)，使切膜刀與晶圓面之間形成一個(gè)夾角，即切膜刀角度Θ，將切割后的晶圓邊緣的膠膜切進(jìn)晶圓倒角部位，使貼膜后的晶圓邊緣無(wú)殘留膠膜，降低了減薄過(guò)程中滲水沾污晶圓表面電路層的幾率，并杜絕了減薄過(guò)程中存在的裂片隱患。
[0015]步驟2:減薄
采用具備12吋尺寸超薄晶圓(50 μ m)減薄能力的全自動(dòng)減薄機(jī),先自動(dòng)上料、定位,而后進(jìn)行減薄，減薄過(guò)程共分為三個(gè)階段，每個(gè)階段所加裝的制具研磨輪的應(yīng)用是不同的，根據(jù)所加工晶圓最終厚度的不同，研磨輪的型號(hào)也有所不同，且每段的減薄厚度值也相應(yīng)的變化，先進(jìn)行粗磨，再進(jìn)行細(xì)磨、精磨(也就是拋光處理)和化學(xué)拋光，晶圓減薄過(guò)程中各階段相應(yīng)的厚度范圍，如圖2所示。
[0016]粗磨范圍:從原始晶圓厚度H +膠質(zhì)層厚度h2+膠膜保護(hù)層厚度hi到最終晶圓厚度h3十膠質(zhì)層厚度h2十膠膜保護(hù)層厚度hi + 60 μ m，磨去了粗磨厚度h7。粗磨時(shí)一般采用粒度325#?600#的金剛石研磨輪，金剛石顆粒相對(duì)較大，一般顆粒直徑在24?45um之間，軸向進(jìn)給速度為100?500 μ m/min,減薄輪轉(zhuǎn)速2000rpm?2400rpm,磨削深度較大，一般為0.3mm?0.7mm，加工后的晶圓背面紋路較粗糙，無(wú)光潔度。精磨范圍:從最終晶圓厚度h3十膠質(zhì)層厚度hi十膠膜保護(hù)層厚度h2十60 μ m到最終晶圓厚度h3十膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 25 μ m,磨去的精磨厚度h6 ;精磨過(guò)程中，研磨輪采用不同的速度段進(jìn)給:從最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 60 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 40 μ m進(jìn)給速度為0.7 μ m/sec,從最終晶圓厚度h3十膠質(zhì)層厚度hi十膠膜保護(hù)層厚度h2十40 μ m到最終晶圓厚度h3十膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 30 μ m進(jìn)給速度0.5 μ m/sec,從最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi十膠膜保護(hù)層厚度h2十30 μ m到最終晶圓厚度h3十膠質(zhì)層厚度hi十膠膜保護(hù)層厚度h2 + 25 μ m進(jìn)給速度0.2 μ m/sec。精磨采用粒度2000#?4000#的金剛石研磨輪，金剛石顆粒相對(duì)較小，一般顆粒直徑在3?6um之間。主要是消除粗磨時(shí)形成的損傷層，達(dá)到所要求的厚度，在精磨階段，材料以延性域模式去除，晶圓表面損傷明顯減小，減薄后的晶圓背面存在光潔度；
現(xiàn)有工藝中采用一個(gè)減薄輪，在一個(gè)固定的速度范圍內(nèi)進(jìn)行加工，本發(fā)明方法減薄工序中粗磨、細(xì)磨、精磨分別使用不同型號(hào)的減薄輪，能夠充分消除減薄過(guò)程中晶圓背面形成的損傷層，并使晶圓達(dá)到所要求的厚度。
[0017]拋光范圍:從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 25 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 10 μ m,除去了拋光厚度h5 ;拋光時(shí):從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 25 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 18 μ m，轉(zhuǎn)速為210rpm ;從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi十膠膜保護(hù)層厚度h2十18 μ m到最終晶圓厚度h3十膠質(zhì)層厚度hi十膠膜保護(hù)層厚度h2 + 13 μ m,轉(zhuǎn)速為160rpm ;從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2+ 13 μ m到最終晶圓厚度h3+膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2+ 10 μ m，轉(zhuǎn)速為 120rpm。
[0018]腐蝕范圍:從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + IOym到最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2，去除了腐蝕厚度h4，腐蝕速度I μ m/sec ;腐蝕后進(jìn)行清洗；
應(yīng)用減薄后拋光技術(shù)，利用化學(xué)和機(jī)械復(fù)合作用有效去除晶圓背面的應(yīng)力和損傷層，拋光后的晶圓背面損傷很小，降低了減薄后各制程加工過(guò)程中存在的裂片隱患。使用化學(xué)腐蝕拋光處理后，晶圓背面損傷層< I μ m，在普通高倍顯微鏡下，幾乎看不見(jiàn)損傷痕跡，晶圓翹曲度(去掉膠膜)< 1mm，大大增加了晶圓的強(qiáng)度，降低后制程加工傳遞裂片風(fēng)險(xiǎn)。
[0019]由于減薄在晶圓的背面進(jìn)行，減薄過(guò)程中晶圓背面受機(jī)械與化學(xué)力的作用，使得原始晶格受損強(qiáng)度降低，而晶圓正面未變化，強(qiáng)度較強(qiáng)，導(dǎo)致一般晶圓向上翹曲，其翹曲放大示意圖如圖3所示，為了降低減薄后晶圓的翹曲度a，本發(fā)明方法步驟I中在晶圓圖形面采用減薄專用膠膜進(jìn)行貼膜，增強(qiáng)膠膜對(duì)減薄后晶圓的保護(hù)作用，提高晶圓背面強(qiáng)度，降低晶圓的翹曲度，使減薄后晶圓的翹曲度a控制在3 μ m以內(nèi)。
[0020]步驟3:減薄后的晶圓背面繃膜
對(duì)于芯片尺寸大于等于2.0mmX2.0mm的晶圓,選用普通劃片膠膜,先在減薄后的晶圓背面自動(dòng)繃膜貼片，然后揭去晶圓正面膠膜，自動(dòng)上下料；
對(duì)于芯片尺寸是2.0mmX 2.0mm以下的晶圓，選用UV膠膜，先在減薄后的晶圓背面自動(dòng)繃膜貼片，然后揭去正面膠膜，自動(dòng)下料；
普通膠膜與UV膠膜的區(qū)別在于，普通膠膜特性單一，材料應(yīng)用前與應(yīng)用后的膠質(zhì)特性無(wú)法改變，UV膠膜的特性需使用紫外線專用設(shè)備照射后，材料應(yīng)用前與應(yīng)用后的膠質(zhì)特性存在差異性，為了確保劃片時(shí)增強(qiáng)膠質(zhì)粘貼力，后制程應(yīng)用時(shí)又需減弱膠質(zhì)的粘貼力，尤其是芯片尺寸大小在2.0mmX 2.0mm以下以及5.0mmX 5.0mm以上的產(chǎn)品，選用UV膠膜，能夠有效地滿足加工制程需求。
[0021]晶圓背面繃膜貼片后，需確保:晶圓與膠膜間無(wú)氣泡、雜質(zhì)、皺褶；膠膜與繃膜環(huán)接觸良好，膠膜邊緣無(wú)起皮現(xiàn)象；膠膜邊緣平整，無(wú)膠膜絲、膠膜屑；繃膜環(huán)邊緣的膠膜尺寸一致，無(wú)移位現(xiàn)象。所貼晶圓確保在膠膜正中央；晶圓定位邊與繃膜環(huán)的定位邊要對(duì)應(yīng)。[0022]步驟4:劃片
使用8吋及其以上尺寸超薄晶圓(50 μ m)全自動(dòng)劃片機(jī)進(jìn)行劃片，劃片時(shí)應(yīng)用階梯(STEP)模式，采用雙軸劃片技術(shù)和防裂片劃片工藝，兩個(gè)軸上裝載不同型號(hào)的劃片刀，第一劃片刀Zl (刀刃厚度為25 μ m~35 μ m)在晶圓的劃片槽位置所在的晶圓表面開(kāi)始向下只切到晶圓的一半厚度處，在晶圓上形成第一刀痕；第二劃片刀Z2 (刀刃厚度為15μπι~25 μ m)從第一刀痕的最終位置開(kāi)始切割晶圓一直切割到晶圓底部，形成第二刀痕，完成晶圓的最終切割工序，如圖4所示，第二刀片厚度比第一刀片厚度薄5μπι以上，主要是為了減少切割中的應(yīng)力；這樣的切割方式與一步到位的單刀切割方法相比，既能減少切割中的應(yīng)力對(duì)晶圓造成的破壞，也能顯著減小切割碎片的尺寸，減少單顆晶片被破壞的概率。完成50 μ m超薄芯片的生產(chǎn)。
[0023]在加工薄型晶圓時(shí)(厚度≤100 μ m)，需要使用顆粒度較小的劃片刀。但是由于顆粒度小，劃片刀沒(méi)有足夠的切割能力，切割過(guò)程中容易引起硅屑的堵塞，并且還會(huì)受到晶圓表面鈍化層以及劃道內(nèi)鋁墊的影響，導(dǎo)致晶圓背面崩裂現(xiàn)象有加重的趨勢(shì)。在這種情況下，以階梯切割代替單主軸切割有望獲得較好的改善效果。另外，使用自銳功能的劃片刀進(jìn)行切割時(shí)，為了能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的加工，需要維持一定的加工負(fù)荷，以促進(jìn)顆粒自銳。在加工薄型晶圓時(shí)，由于不能采用改變切削容積的方法來(lái)增強(qiáng)加工負(fù)荷，所以需要通過(guò)調(diào)整加工條件來(lái)提高加工負(fù)荷。在提高進(jìn)刀速度時(shí)，加工負(fù)荷隨著進(jìn)刀速度的變化而改變；而且劃片刀顆粒直徑與進(jìn)刀速度、主軸旋轉(zhuǎn)速度之間存在著密切的相互作用關(guān)系，通常在進(jìn)行刀痕檢查時(shí)，在兩根主軸上分別安裝第一劃片刀Zl和安裝第二劃片刀Z2，該兩塊劃片刀是各自獨(dú)立對(duì)晶圓不同的部位進(jìn)行切割的(如果同時(shí)進(jìn)行刀痕檢查，實(shí)施第二劃片刀Z2的刀痕檢查會(huì)比較困難)。
[0024]本發(fā)明生產(chǎn)方法通過(guò)調(diào)節(jié)切膜刀度Θ、降低粗磨速度、控制精磨厚度h6、控制機(jī)械拋光厚度h5和化學(xué)腐蝕厚度h4,最大限度去除減薄損傷層,消除機(jī)械應(yīng)力；對(duì)2.0mmX 2.0mm以上芯片劃片，采用130 μ m及其以上劃片膠膜，對(duì)2.0mmX 2.0 mm以下尺寸芯片劃片，選用UV膜。成品超薄芯片上芯過(guò)程中使用UV照射后，可降低粘接力防止缺角現(xiàn)象，使用雙刀劃片機(jī)和防碎片工藝，減少朋晶，確保劃片后的芯片完整性。
[0025]實(shí)施例1
在晶圓圖形表面貼覆半導(dǎo)體專用UV膠膜；根據(jù)晶圓定位邊形狀，設(shè)置對(duì)應(yīng)的刀片運(yùn)行軌跡參數(shù)和切膜速度，確保切膜刀片的運(yùn)行軌跡隨著定位邊的不同而發(fā)生變化，整片晶圓切膜后切膜軌跡與晶圓邊緣形狀相吻合。切膜時(shí)的下刀速度為10mm/sec，當(dāng)切膜刀切割膠膜(晶圓)的數(shù)量達(dá)到lOOOpcs時(shí)，更換切膜刀；切膜時(shí)切膜刀與晶圓面之間的切膜刀角度Θ為65° ;采用具備12吋尺寸超薄晶圓(50 μ m)減薄能力的全自動(dòng)減薄機(jī)，先自動(dòng)上料、定位，而后進(jìn)行減薄，減薄過(guò)程共分為三個(gè)階段，先進(jìn)行粗磨，再進(jìn)行細(xì)磨；
粗磨范圍從原始晶圓厚度H十膠質(zhì)層厚度h2+膠膜保護(hù)層厚度hi到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度h2 +膠膜保護(hù)層厚度hi + 60 μ m;粗磨時(shí)采用粒度325#~600#的金剛石研磨輪，軸向進(jìn)給速度為100 μ m/min,減薄輪轉(zhuǎn)速2000rpm,磨削深度為0.3mm ;精磨范圍從最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 60 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 25 μ m,精磨采用粒度2000#~4000#的金剛石研磨輪，精磨過(guò)程中，研磨輪采用不同的速度段進(jìn)給:從最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi十膠膜保護(hù)層厚度h2十60 μ m到最終晶圓厚度h3十膠質(zhì)層厚度hi十膠膜保護(hù)層厚度h2 + 4(^111進(jìn)給速度0.711111/%(3，從最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 40 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 30 μ m進(jìn)給速度0.5 μ m/sec,從最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 30 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 25 μ m進(jìn)給速度0.2 μ m/sec0拋光范圍從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 25 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 10 μ m ;拋光時(shí):從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi十膠膜保護(hù)層厚度h2十25 μ m到最終晶圓厚度h3十膠質(zhì)層厚度hi十膠膜保護(hù)層厚度h2 + 18 μ m，轉(zhuǎn)速為210rpm ;從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 +18 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 13 μ m,轉(zhuǎn)速為160rpm ；從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 13 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 10 μ m，轉(zhuǎn)速為120rpm。腐蝕范圍從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 10 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2，去除了腐蝕厚度h4，腐蝕速度lym/sec ;腐蝕后進(jìn)行清洗；芯片尺寸在2.0mmX 2.0mm~5.0 mmX 5.0mm之間,選用普通劃片膠膜,先在減薄后的晶圓背面自動(dòng)繃膜貼片，然后揭去晶圓正面膠膜，自動(dòng)上下料；晶圓背面繃膜貼片后，晶圓與膠膜間無(wú)氣泡、雜質(zhì)、皺褶；膠膜與繃膜環(huán)接觸良好，膠膜邊緣無(wú)起皮現(xiàn)象；膠膜邊緣平整，無(wú)膠膜絲、膠膜屑；繃膜環(huán)邊緣的膠膜尺寸一致，無(wú)移位現(xiàn)象。所貼晶圓確保在膠膜正中央；晶圓定位邊與繃膜環(huán)的定位邊要對(duì)應(yīng)。使用8吋及其以上尺寸超薄晶圓(50 μ m)全自動(dòng)劃片機(jī)進(jìn)行劃片，劃片時(shí)應(yīng)用階梯模式，采用雙軸劃片技術(shù)和防裂片劃片工藝，兩個(gè)軸上裝載不同型號(hào)的劃片刀，刀刃厚度為25 μ m的第一個(gè)切割刀只切到晶圓的一半厚度處，刀刃厚度為15 μ m的第二個(gè)切割刀從第一個(gè)切割刀切割后的最終位置開(kāi)始切割一直切割到晶圓底部，完成晶圓的最終切割工序，完成50 μ m超薄芯片的生產(chǎn)。
[0026] 實(shí)施例2
在晶圓圖形表面貼覆半導(dǎo)體專用UV膠膜；根據(jù)晶圓定位邊形狀，設(shè)置對(duì)應(yīng)的刀片運(yùn)行軌跡參數(shù)和切膜速度，確保切膜刀片的運(yùn)行軌跡隨著定位邊的不同而發(fā)生變化，整片晶圓切膜后切膜軌跡與晶圓邊緣形狀相吻合。切膜時(shí)的下刀速度為30mm/sec，當(dāng)切膜刀切割膠膜(晶圓)的數(shù)量達(dá)到lOOOpcs時(shí)，更換切膜刀；切膜時(shí)切膜刀與晶圓面之間的切膜刀角度Θ為90° ;采用具備12吋尺寸超薄晶圓(50 μ m)減薄能力的全自動(dòng)減薄機(jī)，先自動(dòng)上料、定位，而后進(jìn)行減薄，減薄過(guò)程共分為三個(gè)階段，先進(jìn)行粗磨，再進(jìn)行細(xì)磨；
粗磨范圍從原始晶圓厚度H十膠質(zhì)層厚度h2+膠膜保護(hù)層厚度hi到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度h2 +膠膜保護(hù)層厚度hi + 60 μ m;粗磨時(shí)采用粒度325#~600#的金剛石研磨輪，軸向進(jìn)給速度為500 μ m/min,減薄輪轉(zhuǎn)速2400rpm,磨削深度為0.7mm ;精磨范圍從最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 60 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 25 μ m,精磨采用粒度2000#~4000#的金剛石研磨輪，精磨過(guò)程中，研磨輪采用不同的速度段進(jìn)給:從最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi十膠膜保護(hù)層厚度h2十60 μ m到最終晶圓厚度h3十膠質(zhì)層厚度hi十膠膜保護(hù)層厚度h2 + 4(^111進(jìn)給速度0.711111/%(3，從最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 40 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 30 μ m進(jìn)給速度0.5 μ m/sec,從最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 30 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 25 μ m進(jìn)給速度0.2 μ m/sec0拋光范圍從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 25 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2+ ΙΟμπι ;拋光時(shí):從最終晶圓厚度h3+膠膜層厚度hi十膠膜保護(hù)層厚度h2十25 μ m到最終晶圓厚度h3十膠質(zhì)層厚度hi十膠膜保護(hù)層厚度h2 + 18 μ m，轉(zhuǎn)速為210rpm ;從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 +18 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 13 μ m,轉(zhuǎn)速為160rpm ；從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 13 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 10 μ m，轉(zhuǎn)速為120rpm。腐蝕范圍從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 10 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2，去除了腐蝕厚度h4，腐蝕速度lym/sec ;腐蝕后進(jìn)行清洗；芯片尺寸在
2.0mmX2.0mm?5.0 mmX5.0mm之間,選用普通劃片膠膜,先在減薄后的晶圓背面自動(dòng)繃膜貼片，然后揭去晶圓正面膠膜，自動(dòng)上下料；晶圓背面繃膜貼片后，晶圓與膠膜間無(wú)氣泡、雜質(zhì)、皺褶；膠膜與繃膜環(huán)接觸良好，膠膜邊緣無(wú)起皮現(xiàn)象；膠膜邊緣平整，無(wú)膠膜絲、膠膜屑；繃膜環(huán)邊緣的膠膜尺寸一致，無(wú)移位現(xiàn)象。所貼晶圓確保在膠膜正中央；晶圓定位邊與繃膜環(huán)的定位邊要對(duì)應(yīng)。使用8吋及其以上尺寸超薄晶圓(50 μ m)全自動(dòng)劃片機(jī)進(jìn)行劃片，劃片時(shí)應(yīng)用階梯模式，采用雙軸劃片技術(shù)和防裂片劃片工藝，兩個(gè)軸上裝載不同型號(hào)的劃片刀，刀刃厚度為35 μ m的第一個(gè)切割刀只切到晶圓的一半厚度處，刀刃厚度為25 μ m的第二個(gè)切割刀從第一個(gè)切割刀切割后的最終位置開(kāi)始切割一直切割到晶圓底部，完成晶圓的最終切割工序，完成50 μ m超薄芯片的生產(chǎn)。
[0027]實(shí)施例3
在晶圓圖形表面貼覆半導(dǎo)體專用UV膠膜；根據(jù)晶圓定位邊形狀，設(shè)置對(duì)應(yīng)的刀片運(yùn)行軌跡參數(shù)和切膜速度，確保切膜刀片的運(yùn)行軌跡隨著定位邊的不同而發(fā)生變化，整片晶圓切膜后切膜軌跡與晶圓邊緣形狀相吻合。切膜時(shí)的下刀速度為20mm/sec，當(dāng)切膜刀切割膠膜(晶圓)的數(shù)量達(dá)到lOOOpcs時(shí)，更換切膜刀；切膜時(shí)切膜刀與晶圓面之間的切膜刀角度Θ為80。;采用具備12吋尺寸超薄晶圓(50 μ m)減薄能力的全自動(dòng)減薄機(jī)，先自動(dòng)上料、定位，而后進(jìn)行減薄，減薄過(guò)程共分為三個(gè)階段，先進(jìn)行粗磨，再進(jìn)行細(xì)磨；
粗磨范圍從原始晶圓厚度H十膠質(zhì)層厚度h2+膠膜保護(hù)層厚度hi到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度h2 +膠膜保護(hù)層厚度hi + 60 μ m;粗磨時(shí)采用粒度325#?600#的金剛石研磨輪，軸向進(jìn)給速度為300 μ m/min,減薄輪轉(zhuǎn)速2200rpm,磨削深度為0.5mm ;精磨范圍從最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 60 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 25 μ m，精磨采用粒度2000#?4000#的金剛石研磨輪，精磨過(guò)程中，研磨輪采用不同的速度段進(jìn)給:從最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi十膠膜保護(hù)層厚度h2十60 μ m到最終晶圓厚度h3十膠質(zhì)層厚度hi十膠膜保護(hù)層厚度h2 + 40 μ m進(jìn)給速度0.7 μ m/sec,從最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 40 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 30 μ m進(jìn)給速度0.Sym/sec，從最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 30 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 25 μ m進(jìn)給速度0.2 μ m/sec0拋光范圍從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 25 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 10 μ m ;拋光時(shí):從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi十膠膜保護(hù)層厚度h2十25 μ m到最終晶圓厚度h3十膠質(zhì)層厚度hi十膠膜保護(hù)層厚度h2 + 18 μ m，轉(zhuǎn)速為210rpm ;從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 18 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 13 μ m，轉(zhuǎn)速為160rpm ;從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 13 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質(zhì)層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 10 μ m，轉(zhuǎn)速為120rpm。腐蝕范圍從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2 + 10 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護(hù)層厚度h2，去除了腐蝕厚度h4，腐蝕速度lym/sec ;腐蝕后進(jìn)行清洗；芯片尺寸在2.0mmX2.0mm以下，選用UV膠膜，先在減薄后的晶圓背面自動(dòng)繃膜貼片，然后揭去晶圓正面膠膜，自動(dòng)上下料；晶圓背面繃膜貼片后，晶圓與膠膜間無(wú)氣泡、雜質(zhì)、皺褶；膠膜與繃膜環(huán)接觸良好，膠膜邊緣無(wú)起皮現(xiàn)象；膠膜邊緣平整，無(wú)膠膜絲、膠膜屑；繃膜環(huán)邊緣的膠膜尺寸一致，無(wú)移位現(xiàn)象。所貼晶圓確保在膠膜正中央；晶圓定位邊與繃膜環(huán)的定位邊要對(duì)應(yīng)。使用8吋及其以上尺寸超薄晶圓(50 μ m)全自動(dòng)劃片機(jī)進(jìn)行劃片，劃片時(shí)應(yīng)用階梯模式，采用雙軸劃片技術(shù)和防裂片劃片工藝，兩個(gè)軸上裝載不同型號(hào)的劃片刀，刀刃厚度為30 μ m的第一個(gè)切割刀只切到晶圓的一半厚度處，刀刃厚度為20 μ m的第二個(gè)切割刀從第一個(gè)切割刀切割后的最終位置開(kāi)始切割一直切割到晶圓底部，完成晶圓的最終切割工序，完成50 μ m超薄芯片的生產(chǎn)。
[0028]雖然結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以人理解，在不違背所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下可以進(jìn)行修改和變換。
【權(quán)利要求】
1.一種50μπι超薄芯片生產(chǎn)方法，其特征在于，該生產(chǎn)方法具體按以下步驟進(jìn)行: 步驟1:晶圓正面貼膜、切膜 在晶圓圖形表面貼覆膠膜；然后切膜，切膜時(shí)根據(jù)晶圓定位邊形狀，設(shè)置對(duì)應(yīng)的刀片運(yùn)行軌跡參數(shù)和切膜速度，確保切膜刀片的運(yùn)行軌跡隨膠膜定位邊而發(fā)生變化；切膜刀在接觸晶圓邊緣時(shí)的下刀速度為10~30mm/sec，切膜時(shí)，切膜刀與晶圓平面之間的夾角為65。~90° ; 步驟2:減薄 采用具備12吋尺寸超薄晶圓減薄能力的全自動(dòng)減薄機(jī)，先自動(dòng)上料、定位，而后進(jìn)行減薄: 粗磨范圍:從原始晶圓厚度十膠質(zhì)層厚度+膠膜保護(hù)層厚度到最終晶圓厚度十膠質(zhì)層厚度+膠膜保護(hù)層厚度+ 60 μ m,軸向進(jìn)給速度100~500 μ m/min,減薄輪轉(zhuǎn)速2000rpm~2400rpm ； 精磨范圍:從最終晶圓厚度+膠質(zhì)層厚度+膠膜保護(hù)層厚度+60μπι到最終晶圓厚度十膠質(zhì)層厚度十膠膜保護(hù)層厚度十25 μ m ; 拋光范圍:從最終晶圓厚度+膠膜層厚度+膠膜保護(hù)層厚度+ 25μπι到最終晶圓厚度十膠質(zhì)層厚度十膠膜保護(hù)層厚度十10 μ m ; 腐蝕范圍:從最終晶圓厚度+膠膜層厚度+膠膜保護(hù)層厚度+ ΙΟμπι到最終晶圓厚度+膠膜層厚度+膠膜保護(hù)層厚度，腐蝕速度I μ m/sec ;腐蝕后進(jìn)行清洗； 步驟3:減薄后的晶圓背面繃膜 對(duì)于芯片尺寸大于等于2.0mmX 2.0mm的晶圓，用普通劃片膠膜，先在減薄后的晶圓背面自動(dòng)繃膜貼片，然后揭去晶圓正面膠膜，自動(dòng)上下料； 對(duì)于芯片尺寸小于2.0mmX 2.0mm的晶圓，選用UV膠膜，先在減薄后的晶圓背面自動(dòng)繃膜貼片，然后揭去正面膠膜，自動(dòng)下料； 步驟4:劃片 在8吋及其以上尺寸超薄晶圓全自動(dòng)劃片機(jī)上采用雙軸劃片技術(shù)的階梯模式和防裂片劃片工藝進(jìn)行劃片，完成50 μ m超薄芯片的生產(chǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述50μ m超薄芯片生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟I中在晶圓圖形表面貼覆的膠膜采用半導(dǎo)體專用UV膠膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述50μ m超薄芯片生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟I中，當(dāng)一片切膜刀切割膠膜的數(shù)量達(dá)到lOOOpcs時(shí)，更換切膜刀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述50μ m超薄芯片生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟2中，粗磨時(shí)，采用粒度325#~600#的金剛石研磨輪；精磨時(shí)，采用粒度2000#~4000#的金剛石研磨輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述50μ m超薄芯片生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟2的精磨過(guò)程中，研磨輪采用不同的速度段進(jìn)給:從最終晶圓厚度+膠質(zhì)層厚度+膠膜保護(hù)層厚度+60 μ m到最終晶圓厚度+膠質(zhì)層厚度+膠膜保護(hù)層厚度+ 40 μ m,進(jìn)給速度0.7 μ m/sec ;從最終晶圓厚度十膠質(zhì)層厚度十膠膜保護(hù)層厚度十40 μ m到最終晶圓厚度十膠質(zhì)層厚度十膠膜保護(hù)層厚度+ 30 μ m，進(jìn)給速度0.Sym/sec ;從最終晶圓厚度+膠質(zhì)層厚度+膠膜保護(hù)層厚度+ 30μπι到最終晶圓厚度+膠質(zhì)層厚度+膠膜保護(hù)層厚度+ 25μπι，進(jìn)給速度.0.2 μ m/sec ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述50μ m超薄芯片生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟2的拋光過(guò)程中，從最終晶圓厚度十膠膜層厚度十膠膜保護(hù)層厚度十25 μ m到最終晶圓厚度十膠質(zhì)層厚度十膠膜保護(hù)層厚度十18μπι，轉(zhuǎn)速為210rpm;從最終晶圓厚度十膠膜層厚度十膠膜保護(hù)層厚度十18 μ m到最終晶圓厚度十膠質(zhì)層厚度十膠膜保護(hù)層厚度十13 μ m，轉(zhuǎn)速為160rpm ;從最終晶圓厚度十膠膜層厚度十膠膜保護(hù)層厚度十13 μ m到最終晶圓厚度十膠質(zhì)層厚度+膠膜保護(hù)層厚度h2 +1Oym，轉(zhuǎn)速為120rpm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述50μ m超薄芯片生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟3中，晶圓背面繃膜貼片后，晶圓與膠膜間無(wú)氣泡、雜質(zhì)、皺褶；膠膜與繃膜環(huán)接觸良好，膠膜邊緣無(wú)起皮現(xiàn)象；膠膜邊緣平整，無(wú)膠膜絲、膠膜屑；繃膜環(huán)邊緣的膠膜尺寸一致，無(wú)移位現(xiàn)象；所貼晶圓確保在膠膜正中央；晶圓定位邊與繃膜環(huán)的定位邊要對(duì)應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述50μ m超薄芯片生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟5中的階梯模式:在刀刃厚度不同的兩片劃片刀分別安裝在劃片機(jī)的兩個(gè)主軸上，劃片時(shí)，先用刀刃厚度較大的劃片刀從晶圓表面開(kāi)始向下只切到晶圓的一半厚度處，然后再用刀刃厚度較小的劃片刀從刀刃厚度較大的劃片刀切割的最終位置開(kāi)始切割晶圓一直切割到晶圓底部，完成晶圓的最終切割工序。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述50μ m超薄芯片生產(chǎn)方法，其特征在于，所述刀刃厚度較大劃片刀的刀刃厚度為25~35 μ m,刀刃厚度較小劃片刀的刀刃厚度為15~25 μ m。
【文檔編號(hào)】H01L21/78GK103515316SQ201310408770
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】劉定斌, 徐冬梅, 慕蔚, 李習(xí)周, 王永忠, 郭小偉 申請(qǐng)人:天水華天科技股份有限公司, 華天科技（西安）有限公司