一種75μm超薄芯片生產方法
【專利摘要】本發明提供了一種75μm超薄芯片生產方法，晶圓圖形表面貼覆膠膜，傾斜切膜刀進行切膜；經粗磨、精磨、拋光和腐蝕對晶圓進行減薄，粗磨時才有四個進給速度，拋光時用三種速度；減薄后的晶圓背面繃膜，揭去晶圓正面膠膜，自動上下料；采用雙軸劃片技術的階梯模式和防裂片劃片工藝進行劃片，完成75μm超薄芯片的生產。該生產方法能隨著芯片尺寸的增大，確保后制程的加工能力；降低劃片過程中存在的芯片表面裂紋以及背面崩碎等質量異常；降低切割過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量問題；實現超薄芯片的加工，為IC封裝產品高密度、高性能和輕薄短小的發展方向提供了技術準備。
【專利說明】—種75 μ m超薄芯片生產方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電子信息自動化元器件制造【技術領域】，涉及一種超薄芯片的生產方法，尤其涉及一種75 μ m超薄芯片生產方法。
【背景技術】
[0002]隨著更小、更輕和更有功效的各類手機市場需求增大和PDA級別電子器件的發展，促進了電子封裝技術更小型化、更多功能的研發。疊層芯片封裝的總生產量逐年線性增長，此類生產量中至少95%是受到移動電話和無線PDA的驅動，以及與疊層閃存存儲器和SRAM的組合。
[0003]晶圓減薄技術是疊層式芯片封裝的關鍵技術，因為它降低了封裝貼裝高度，并能夠使芯片疊加而不增加疊層式芯片系統方面的總高度。智能卡和RFID是體現薄型圓片各項要求的重要部分的最薄的單芯片應用形式。典型的圓片厚度約為800 μ m，通過粗磨、細磨并減薄，常規減薄后的晶圓厚度為300 μ m左右，并有可安裝于引線框架之中或安裝于此厚度狀況的PBGA等封裝形式上。然而，為了維護1.2mm甚至1.0mm的總模塑封裝高度，多個疊層芯片的應用要求更有效的減薄技術。集成電路芯片不斷向高密度、高性能和輕薄短小方向發展，為滿足IC封裝要求，芯片的厚度不斷減小，需要將晶圓減薄到100 μ m及以下，而圖形晶圓的背面減薄以及劃片已成為半導體加工后半制程中的重要工序。晶圓和芯片尺寸變化所導致的晶圓加工量的增加以及對晶圓加工精度和表面質量具有更高的要求，使已有的晶圓加工技術面臨嚴峻的挑戰。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種75 μ m超薄芯片生產方法，用于生產超薄芯片，為超薄疊層芯片封裝提供保障，滿足IC封裝產品高密度、高性能和輕薄短小的發展方向，解決現有晶圓加工技術在加工超薄芯片過程中面臨的問題。
[0005]為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是:一種75 μ m超薄芯片生產方法，其特征在于，該生產方法具體按以下步驟進行:
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，切膜時根據晶圓定位邊形狀，設置對應的刀片運行軌跡參數和切膜速度，確保切膜刀片的運行軌跡隨膠膜定位邊而發生變化；切膜刀在接觸晶圓邊緣時的下刀速度為10?30mm/sec，切膜時，切膜刀與晶圓平面之間的夾角為75。?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減薄機，先自動上料、定位，而后進行減薄:
粗磨范圍:從原始晶圓厚度十膠質層厚度+膠膜保護層厚度到最終晶圓厚度十膠質層厚度+膠膜保護層厚度+ 60 μ m,軸向進給速度100?500 μ m/min,減薄輪轉速2000rpm?2400rpm ；
細磨范圍:從最終晶圓厚度+膠質層厚度+膠膜保護層厚度+60μπι到最終晶圓厚度十膠質層厚度十膠膜保護層厚度十25 μ m ;
拋光范圍:從最終晶圓厚度+膠膜層厚度+膠膜保護層厚度+ 25μπι到最終晶圓厚度十膠質層厚度十膠膜保護層厚度十ΙΟμπι；
腐蝕范圍:從最終晶圓厚度+膠膜層厚度+膠膜保護層厚度+ ΙΟμπι到最終晶圓厚度+膠膜層厚度+膠膜保護層厚度，腐蝕速度I μ m/sec ;腐蝕后進行清洗；
步驟3:減薄后的晶圓背面繃膜
對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繃膜貼片，然后揭去晶圓正面膠膜，自動上下料；
對于芯片尺寸小于2.0mmX 2.0mm的晶圓，選用UV膠膜，先在減薄后的晶圓背面自動繃膜貼片，然后揭去正面膠膜，自動下料；
步驟4:劃片
在8吋及其以上尺寸超薄晶圓全自動劃片機上采用雙軸劃片技術的階梯模式和防裂片劃片工藝進行劃片，完成75 μ m超薄芯片的生產。
[0006]本發明生產方法能隨著芯片尺寸的增大，確保后制程的加工能力，應用UV膠膜，來降低芯片與膠膜的粘合力。采用雙軸階梯切割技術，降低劃片過程中存在的芯片表面裂紋以及背面崩碎等質量異常；根據劃片刀顆粒度的不同，使用不同型號的劃片刀，降低了切割過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量問題；實現超薄芯片的加工，為IC封裝產品高密度、高性能和輕薄短小的發展方向提供了技術準備。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明生產方法中切除晶圓邊緣殘膠示意圖。
[0008]圖2是采用本發明生產方法生產75 μ m的超薄芯片時，晶圓減薄相關尺寸示意圖。
[0009]圖3是晶圓減薄后翹曲放大寸示意圖。
[0010]圖4是本發明生產方法中采用雙刀劃片的示意圖。
[0011]圖中:H.原始晶圓厚度，h1.膠膜保護層厚度，h2.膠質層厚度，h3.最終晶圓厚度，h4.化學腐蝕厚度，h5.機械拋光厚度，h6.細磨厚度，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。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0013]本發明提供了一種厚度為75 μ m的超薄芯片的生產方法，通過重點控制貼膜、減薄、劃片三個環節，從設備、材料選擇和工藝優化三個方面實現該超薄芯片的生產:
其一，減薄之前，首先要求應用專用膠膜對晶圓圖形面進行保護，目的是防止減薄過程中損傷晶圓表面的電路層。隨著技術的發展，晶圓表面的貼膜技術也得到了技術性的突破，在原有垂直切割晶圓邊緣膠膜技術的基礎上，可以在一定的范圍之內調節切膜刀的角度，有效去除晶圓邊緣的殘余膠膜，防止減薄過程中的滲水沾污晶圓表面的電路層，杜絕減薄過程中存在的裂片隱患； 其二，晶圓背面減薄一般分為兩步:粗磨和精磨。傳統加工中粗磨和精磨應用同一個減薄輪，在一個固定的速度范圍之內進行加工，本發明生產方法在粗磨和精磨過程中，分別使用不同型號的減薄輪，并分為幾段不同的進刀速度，主要是為了消除減薄過程中形成的損傷層，達到所要求的晶圓厚度，對于減薄最終厚度< ΙΟΟμπι的晶圓，為減少裂片幾率，減薄后還需進行拋光處理，利用化學和機械復合作用有效去除晶圓背面的應力和損傷層，拋光后的晶圓背面損傷很小，降低了減薄后各制程加工過程中存在的裂片隱患。
[0014]其三，隨著芯片尺寸的增大，為了確保后制程的加工能力，本發明生產方法中應用UV膠膜代替普通劃片膠膜，以降低芯片與膠膜的粘合力；同時，由于芯片厚度較薄，劃片時受刀刃阻力作用，易出現芯片表面裂紋以及背面崩碎等質量異常，本發明生產方法采用雙軸階梯切割技術，根據劃片刀顆粒度的不同，使用不同型號的劃片刀，降低了切割過程中劃片刀所受到的阻力，有效地解決了芯片裂紋以及崩碎的質量問題。
[0015]本發明生產方法具體按以下步驟進行:
步驟1:貼膜
采用具備8寸及其以上尺寸晶圓全自動貼膜機進行貼膜，針對V形缺口和直邊兩種定位邊，選擇對應的貼膜參數，根據參數設置切膜刀片的運行軌跡隨著晶圓外形輪廓的不同而發生變化，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，為了保證刀片下刀時的準確性，下刀時的速度也是一個關鍵參數值，一般范圍為IOmm/sec?30mm/sec，并且設置刀片切割膠膜(晶圓)的數量上限(lOOOpcs)，通過控制刀片的使用壽命，使刀片處于正常切削力范圍內，保證切膜后膠膜邊緣刀痕平整度。根據晶圓規格的不同，膠膜在運送過程中，依晶圓的直徑、輥輪的行進速度、卷軸進給晶圓所需的膠膜量來控制每片晶圓所需膠膜的一致性。
[0016]由于生產過程中需對晶圓邊緣倒角，以便于涂光刻膠時，膠體流出而不會積膠，因此晶圓邊緣厚度低于中間晶圓，正常貼膜切膜刀垂直下刀切割，使晶圓邊緣外圍有一圈殘膠，導致邊緣膠膜與晶圓之間存在空隙，減薄時污水進入該空隙，輕者粘污晶圓表面，重則造成超薄晶圓減薄碎片。所以，切膜時，切膜刀與水平方向之間設置75°?90°的切膜刀角度Θ，如圖1所示，使晶圓周邊無預留的膠膜，且貼膜后的質量需滿足以下要求:膠膜表面平整、無孔洞、無皺折；膠膜與晶圓之間無氣泡、無雜質；晶圓周邊無殘缺膠膜。尤其來料晶圓表面附有外來物或生產現場潔凈度以及環境空氣中的塵埃達不到要求時，貼膜后，晶圓與膠膜之間存在雜質，減薄后的晶圓存在很大的裂片風險。
[0017]步驟2:減薄
采用具備8寸及其以上尺寸超薄晶圓(75 μ m)減薄能力的全自動減薄機,上料、定位、粗磨、細磨、拋光、腐蝕在一機上進行，貼膠膜晶圓的厚度變化，如圖2所示。先自動上料、定位，粗磨有兩個輪，從快到慢；細磨一個輪，調整轉速即是調整速度，設置0.9 μ m/sec,0.7 μ m/sec、0.5 μ m/sec、0.2 μ m/sec 四個速度段；拋光設置 200rpm、150rpm> IOOrpm 三個速度段；腐蝕后直接清洗；
粗磨范圍:從原始晶圓厚度H十膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2到最終晶圓厚度h3 +膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2 +膠膜厚度+ 60 μ m，磨去了粗磨厚度h7 ;粗磨時一般米用粒度46#?600#的金剛石研磨輪，軸向進給速度為100 μ m/min?500 μ m/min,減薄輪轉速2000rpm?2400rpm,磨削深度較大,一般為0.3mm?0.7mm,快速去除晶圓背面多余娃層；
細磨范圍:從最終晶圓厚度h3 +膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2 + 60 μ m到最終晶圓厚度h3十膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2 + 25 μ m，磨去了細磨厚度h6 ;細磨采用粒度2000#?4000#的金剛石研磨輪，主要是消除粗磨時形成的損傷層，達到所要求的厚度，在細磨階段，材料以延性域模式去除，晶圓表面損傷明顯減小；細磨過程中，研磨輪采用不同的速度段進給:從最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 60ym到最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 50 μ m，進給速度為0.9 μ m/sec ;從最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 50 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 40 μ m,進給速度0.7 μ m/sec ;從最終晶圓厚度h3十膠質層厚度hi十膠膜保護層厚度h2 + 40 μ m到最終晶圓厚度h3十膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 30 μ m,進給速度0.5 μ m/sec ;從最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi十膠膜保護層厚度h2十30 μ m到最終晶圓厚度h3十膠質層厚度hi十膠膜保護層厚度 h2 + 25 μ m,進給速度 0.2 μ m/sec。
[0018]拋光范圍:從最終晶圓厚度h3 +膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2 + 25 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2 + 10 μ m，去除了機械拋光厚度h5，拋光處理后，晶圓背面損傷層和應力進一步減小，降低了晶圓翹曲度，晶圓具有一定的柔韌性，可以彎曲到一定程度而不斷裂；拋光時:從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 25 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 18 μ m,轉速為200rpm ;從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 18 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 13 μ m，轉速為150rpm ;從最終晶圓厚度h3十膠膜層厚度hi十膠膜保護層厚度h2十13 μ m到最終晶圓厚度h3十膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 10 μ m，轉速為lOOrpm。
[0019]腐蝕范圍:從最終晶圓厚度h3 +膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2 + 10 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2，去掉了化學腐蝕厚度h4 ;腐蝕速度I μ m/sec0使用化學腐蝕拋光處理后，晶圓背面損傷層< I μ m，在普通高倍顯微鏡下，幾乎看不見損傷痕跡，晶圓翹曲度(去掉膠膜時)< 1mm，大大增加了晶圓的強度，降低后制程加工傳遞裂片風險；
采用加厚的膠膜保護層，能夠增強膠膜對減薄后晶圓的保護作用，降低晶圓翹曲度。
[0020]步驟3:晶圓背面繃膜貼片、揭正面膜、下料
對于芯片尺寸大于等于2mmX2mm的晶圓，選用普通劃片膠膜；對于芯片尺寸小于2mmX2mm的晶圓，選用UV劃片膠膜先在減薄后的晶圓背面自動繃膜貼片，然后揭去正面膠膜，自動下料，在后續上芯前，先用UV機照射，可以降低粘接性，防止芯片缺角。
[0021]晶圓背面繃膜貼片后，需確保:晶圓與膠膜間無氣泡、雜質、皺褶；膠膜與繃膜環接觸良好，無氣泡，膠膜邊緣無起皮現象；膠膜平整，無松動、無膠膜絲、膠膜屑；繃膜環邊緣的膠膜尺寸一致，無移位現象。所貼晶圓確保在膠膜正中央；晶圓定位邊與繃膜環的定位邊要對應。
[0022]減薄后晶圓翹曲的放大尺寸示意圖，如圖3所示。由于減薄在晶圓的背面進行，晶圓背面受機械與化學力的作用，原始晶格受損，強度降低，晶圓正面未變化強度較強，使得晶圓向上彎曲，采用加厚的膠膜保護層使晶圓背面強度增強，翹曲度a可控制在3 μ m以內。[0023]步驟4:劃片
使用8吋及其以上尺寸超薄晶圓全自動劃片機進行劃片，劃片時應用階梯(STEP)模式，采用雙軸劃片技術和防裂片劃片工藝，兩個軸上裝載不同型號的劃片刀，第一劃片刀Zl(刀刃厚度25 μ m?35 μ m)在晶圓的劃片槽位置所在的晶圓表面開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15 μ m?25 μ m)從第一刀痕的最終位置開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力對晶圓造成的破壞，也能顯者減小切IllJ碎片的尺寸，減少單顆晶片被破壞的概率。完成75 μ m超薄芯片的生產。
[0024]加工厚度< 100 μ m的薄片晶圓時，需要使用顆粒度較小的劃片刀。但是顆粒度小的劃片刀沒有足夠的切割能力，切割過程中容易引起硅屑堵塞，并且還會受到晶圓表面鈍化層以及劃道內鋁墊的影響，加重晶圓背面崩裂現象。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，使用具有自銳功能的劃片刀進行切割時，為了能夠長期穩定的加工，需要維持一定的加工負荷，以促進劃片刀自銳。而加工薄型晶圓時，不能采用改變切削容積的方法增強加工負荷，所以需要將傳統的單刀劃切模式優化為雙軸階梯切割模式來提高加工負荷。
[0025]實施例1
采用具備8寸及其以上尺寸晶圓全自動貼膜機進行貼膜，設置切膜刀片的運行軌跡隨著晶圓外形輪廓的不同而發生變化，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的下刀速度為lOmm/sec，當切膜刀切割膠膜的數量上限達到lOOOpcs時，更換切膜刀；切膜時，切膜刀與水平方向之間的夾角為75°。采用具備8寸及其以上尺寸超薄晶圓(75 μ m)減薄能力的全自動減薄機，先自動上料、定位，對貼膜后的晶圓進行粗磨、細磨、拋光和腐蝕；粗磨時采用粒度46#?600#的金剛石研磨輪，軸向進給速度為100 μ m/min，粗磨范圍:從原始晶圓厚度H +膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2到最終晶圓厚度h3 +膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2 +膠膜厚度+ 60 μ m，減薄輪轉速2000rpm,磨削深度0.3mm ;細磨采用粒度2000#?4000#的金剛石研磨輪,細磨范圍:從最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 60 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 50 μ m，進給速度為0.9 μ m/sec ;從最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi十膠膜保護層厚度h2十50 μ m到最終晶圓厚度h3十膠質層厚度hi十膠膜保護層厚度h2 + 40 μ m，進給速度0.7 μ m/sec ;從最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 40 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 30 μ m,進給速度0.5 μ m/sec ;從最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 30 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 25 μ m，進給速度0.2 μ m/sec0拋光范圍:從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 25 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 18 μ m，轉速200rpm ;從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 18 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 13 μ m，轉速150rpm ;從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 13 μ m到最終晶圓厚度h3+膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 10 μ m，轉速lOOrpm。腐蝕范圍:從最終晶圓厚度h3 +膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2 + 10 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2 ;腐蝕速度I μ m/sec0腐蝕后直接清洗；芯片尺寸大于2_Χ2_的晶圓，選用普通劃片膠膜在減薄后的晶圓背面自動繃膜貼片，然后揭去正面膠膜，自動下料，在后續上芯前，先用UV機照射，可以降低粘接性，防止芯片缺角。晶圓背面繃膜貼片后，需確保:晶圓與膠膜間無氣泡、雜質、皺褶；膠膜與繃膜環接觸良好，無氣泡，膠膜邊緣無起皮現象；膠膜平整，無松動、無膠膜絲、膠膜屑；繃膜環邊緣的膠膜尺寸一致，無移位現象。所貼晶圓確保在膠膜正中央；晶圓定位邊與繃膜環的定位邊要對應。使用8吋及其以上尺寸超薄晶圓全自動劃片機進行劃片，劃片時應用階梯模式，采用雙軸劃片技術和防裂片劃片工藝，兩個軸上裝載不同型號的劃片刀，第一劃片刀刀刃厚度25 μ m，在晶圓的劃片槽位置所在的晶圓表面開始向下只切到晶圓的一半厚度處，在晶圓上形成第一刀痕；第二劃片刀刀刃厚度15 μ m，從第一刀痕的最終位置開始切割晶圓一直切割到晶圓底部，形成第二刀痕，將芯片切割下來，完成75 μ m超薄芯片的生產。
[0026] 實施例2
采用具備8寸及其以上尺寸晶圓全自動貼膜機進行貼膜，設置切膜刀片的運行軌跡隨著晶圓外形輪廓的不同而發生變化，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的下刀時速度為30mm/sec，當切膜刀切割膠膜的數量達到lOOOpcs時，更換切膜刀；切膜時，切膜刀與水平方向之間的夾角為90°。采用具備8寸及其以上尺寸超薄晶圓(75 μ m)減薄能力的全自動減薄機，先自動上料、定位，對貼膜后的晶圓進行粗磨、細磨、拋光和腐蝕；粗磨時采用粒度46#?600#的金剛石研磨輪，軸向進給速度為500 μ m/min，減薄輪轉速2400rpm，粗磨范圍:從原始晶圓厚度H +膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2到最終晶圓厚度h3十膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2十膠膜厚度十60 μ m,磨削深度0.7mm ;細磨采用粒度2000#?4000#的金剛石研磨輪，細磨范圍:從最終晶圓厚度h3十膠質層厚度hi十膠膜保護層厚度h2 + 60 μ m到最終晶圓厚度h3十膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 50 μ m,進給速度為0.9 μ m/sec ;從最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi十膠膜保護層厚度h2十50 μ m到最終晶圓厚度h3十膠質層厚度hi十膠膜保護層厚度h2 + 40 μ m，進給速度0.7 μ m/sec ;從最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 40 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 30 μ m,進給速度0.5 μ m/sec ;從最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 30 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 25 μ m，進給速度0.2 μ m/sec0拋光范圍:從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 25 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 18 μ m，轉速為200rpm ;從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi十膠膜保護層厚度h2十18 μ m到最終晶圓厚度h3十膠質層厚度hi十膠膜保護層厚度h2 + 13 μ m，轉速為150rpm ;從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 13 μ m到最終晶圓厚度h3+膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 10 μ m，轉速為lOOrpm。腐蝕范圍:從最終晶圓厚度h3 +膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2 + 10 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2，腐蝕速度I μ m/sec0腐蝕后直接清洗；芯片尺寸等于2_X2mm的晶圓，選用普通劃片膠膜；先在減薄后的晶圓背面自動繃膜貼片，然后揭去正面膠膜，自動下料，在后續上芯前，先用UV機照射，可以降低粘接性，防止芯片缺角。晶圓背面繃膜貼片后，需確保:晶圓與膠膜間無氣泡、雜質、皺褶；膠膜與繃膜環接觸良好，無氣泡，膠膜邊緣無起皮現象；膠膜平整，無松動、無膠膜絲、膠膜屑；繃膜環邊緣的膠膜尺寸一致，無移位現象。所貼晶圓確保在膠膜正中央；晶圓定位邊與繃膜環的定位邊要對應。使用8吋及其以上尺寸超薄晶圓全自動劃片機進行劃片，劃片時應用階梯模式，采用雙軸劃片技術和防裂片劃片工藝，兩個軸上裝載不同型號的劃片刀，第一劃片刀刀刃厚度35 μ m,在晶圓的劃片槽位置所在的晶圓表面開始向下只切到晶圓的一半厚度處，在晶圓上形成第一刀痕；第二劃片刀刀刃厚度25 μ m，從第一刀痕的最終位置開始切割晶圓一直切割到晶圓底部，形成第二刀痕，將芯片切割下來，完成75 μ m超薄芯片的生產。[0027] 實施例3
采用具備8寸及其以上尺寸晶圓全自動貼膜機進行貼膜，設置切膜刀片的運行軌跡隨著晶圓外形輪廓的不同而發生變化，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的下刀時速度為20mm/sec，當切膜刀切割膠膜的數量達到lOOOpcs時，更換切膜刀；切膜時，切膜刀與水平方向之間的夾角為82.5°。采用具備8寸及其以上尺寸超薄晶圓減薄能力的全自動減薄機，先自動上料、定位，對貼膜后的晶圓進行粗磨、細磨、拋光和腐蝕；粗磨時采用粒度46#?600#的金剛石研磨輪，軸向進給速度為300 μ m/min,減薄輪轉速2200rpm ;粗磨范圍:從原始晶圓厚度H +膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2到最終晶圓厚度h3十膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2十膠膜厚度十60μπι，磨削深度0.5mm ;細磨采用粒度2000#?4000#的金剛石研磨輪，細磨范圍:從最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 60 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 50 μ m，進給速度為0.gym/sec ;從最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi十膠膜保護層厚度h2十50 μ m到最終晶圓厚度h3十膠質層厚度hi十膠膜保護層厚度h2 + 40 μ m,進給速度0.7 μ m/sec ;從最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 40 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 30 μ m,進給速度0.5 μ m/sec ;從最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 30 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 25 μ m，進給速度0.2 μ m/sec0拋光范圍:從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 25 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 18 μ m，轉速為200rpm ;從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi十膠膜保護層厚度h2十18 μ m到最終晶圓厚度h3十膠質層厚度hi十膠膜保護層厚度h2 + 13 μ m，轉速為150rpm ;從最終晶圓厚度h3 +膠膜層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 13 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠質層厚度hi +膠膜保護層厚度h2 + 10 μ m,轉速為lOOrpm。腐蝕范圍:從最終晶圓厚度h3 +膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2 + 10 μ m到最終晶圓厚度h3 +膠膜保護層厚度hi+膠質層厚度h2，腐蝕速度I μ m/sec0腐蝕后直接清洗；
芯片尺寸小于2_Χ2_的晶圓，選用UV劃片膠膜先在減薄后的晶圓背面自動繃膜貼片，然后揭去正面膠膜，自動下料，在后續上芯前，先用UV機照射，可以降低粘接性，防止芯片缺角。晶圓背面繃膜貼片后，需確保:晶圓與膠膜間無氣泡、雜質、皺褶；膠膜與繃膜環接觸良好，無氣泡，膠膜邊緣無起皮現象；膠膜平整，無松動、無膠膜絲、膠膜屑；繃膜環邊緣的膠膜尺寸一致，無移位現象。所貼晶圓確保在膠膜正中央；晶圓定位邊與繃膜環的定位邊要對應。使用8吋及其以上尺寸超薄晶圓全自動劃片機進行劃片，劃片時應用階梯模式，采用雙軸劃片技術和防裂片劃片工藝，兩個軸上裝載不同型號的劃片刀，第一劃片刀刀刃厚度30 μ m，在晶圓的劃片槽位置所在的晶圓表面開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，刀刃厚度20 μ m，從第一刀痕的最終位置開始切割晶圓一直切割到晶圓底部，形成第二刀痕，將芯片切割下來，完成75 μ m超薄芯片的生產。
【權利要求】
1.一種75μπι超薄芯片生產方法，其特征在于，該生產方法具體按以下步驟進行: 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，切膜時根據晶圓定位邊形狀，設置對應的刀片運行軌跡參數和切膜速度，確保切膜刀片的運行軌跡隨膠膜定位邊而發生變化；切膜刀在接觸晶圓邊緣時的下刀速度為10~30mm/sec，切膜時，切膜刀與晶圓平面之間的夾角為`75。~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減薄機，先自動上料、定位，而后進行減薄: 粗磨范圍:從原始晶圓厚度十膠質層厚度+膠膜保護層厚度到最終晶圓厚度十膠質層厚度+膠膜保護層厚度+ 60 μ m,軸向進給速度100~500 μ m/min,減薄輪轉速2000rpm~`2400rpm ； 細磨范圍:從最終晶圓厚度+膠質層厚度+膠膜保護層厚度+60μπι到最終晶圓厚度十膠質層厚度十膠膜保護層厚度十25 μ m ; 拋光范圍:從最終晶圓厚度+膠膜層厚度+膠膜保護層厚度+ 25μπι到最終晶圓厚度十膠質層厚度十膠膜保護層厚度十10 μ m ; 腐蝕范圍:從最終晶圓厚度+膠膜層厚度+膠膜保護層厚度+ ΙΟμπι到最終晶圓厚度+膠膜層厚度+膠膜保護層厚度，腐蝕速度I μ m/sec ;腐蝕后進行清洗； 步驟3:減薄后的晶圓背面`繃膜 對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繃膜貼片，然后揭去晶圓正面膠膜，自動上下料； 對于芯片尺寸小于2.0mmX 2.0mm的晶圓，選用UV膠膜，先在減薄后的晶圓背面自動繃膜貼片，然后揭去正面膠膜，自動下料； 步驟4:劃片 在8吋及其以上尺寸超薄晶圓全自動劃片機上采用雙軸劃片技術的階梯模式和防裂片劃片工藝進行劃片，完成75 μ m超薄芯片的生產。
2.根據權利要求1所述75μ m超薄芯片生產方法，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體專用UV膠膜。
3.根據權利要求1所述75μ m超薄芯片生產方法，其特征在于，所述步驟I中，當一片切膜刀切割膠膜的數量達到lOOOpcs時，更換切膜刀。
4.根據權利要求1所述75μ m超薄芯片生產方法，其特征在于，所述步驟2中，粗磨時，采用粒度325#~600#的金剛石研磨輪；細磨時，采用粒度2000#~4000#的金剛石研磨輪。
5.根據權利要求1所述75μ m超薄芯片生產方法，其特征在于，所述步驟2的細磨過程中，研磨輪采用不同的速度段進給:從最終晶圓厚度+膠質層厚度+膠膜保護層厚度+`60 μ m到最終晶圓厚度+膠質層厚度+膠膜保護層厚度+ 50 μ m,進給速度0.9 μ m/sec ;從最終晶圓厚度十膠質層厚度十膠膜保護層厚度十50 μ m到最終晶圓厚度十膠質層厚度十膠膜保護層厚度+ 4(^111，進給速度0.711111/%(3 ;從最終晶圓厚度+膠質層厚度+膠膜保護層厚度+40μπι到最終晶圓厚度+膠質層厚度+膠膜保護層厚度+ 30μπι，進給速度.0.5 μ m/sec ;從最終晶圓厚度+膠質層厚度+膠膜保護層厚度+ 30 μ m到最終晶圓厚度+膠質層厚度+膠膜保護層厚度+ 25 μ m，進給速度0.2 μ m/sec0
6.根據權利要求1所述75μ m超薄芯片生產方法，其特征在于，所述步驟2的拋光過程中，從最終晶圓厚度+膠膜層厚度+膠膜保護層厚度+ 25 μ m到最終晶圓厚度+膠質層厚度十膠膜保護層厚度十18 μ m，轉速為200rpm ;從最終晶圓厚度十膠膜層厚度十膠膜保護層厚度十18 μ m到最終晶圓厚度十膠質層厚度十膠膜保護層厚度十13μπι，轉速為150rpm ;從最終晶圓厚度+膠膜層厚度+膠膜保護層厚度+ 13 μ m到最終晶圓厚度+膠質層厚度+膠膜保護層厚度h2 + 1Oym，轉速為lOOrpm。
7.根據權利要求1所述75μ m超薄芯片生產方法，其特征在于，所述步驟3中，晶圓背面繃膜貼片后，晶圓與膠膜間無氣泡、雜質、皺褶；膠膜與繃膜環接觸良好，膠膜邊緣無起皮現象；膠膜邊緣平整，無膠膜絲、膠膜屑；繃膜環邊緣的膠膜尺寸一致，無移位現象；所貼晶圓確保在膠膜正中央；晶圓定位邊與繃膜環的定位邊要對應。
8.根據權利要求1所述75μ m超薄芯片生產方法，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的兩個主軸上，劃片時，先用刀刃厚度較大的劃片刀從晶圓表面開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.根據權利要求6所述75μ m超薄芯片生產方法，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】H01L21/50GK103515250SQ201310408522
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月10日 優先權日:2013年9月10日
【發明者】慕蔚, 徐冬梅, 劉定斌, 李習周, 王永忠, 郭小偉 申請人:天水華天科技股份有限公司, 華天科技（西安）有限公司