一种硅晶圆的正面激光内切割方法与流程

本发明属于激光应用技术领域，尤其涉及一种硅晶圆的正面激光内切割方法。

背景技术：

硅晶圆就是指硅半导体积体电路制作所用的硅晶片。晶圆是制造IC的基本原料。集成电路(IC)是指在一半导体基板上，利用氧化、蚀刻、扩散等方法，将众多电子电路组成各式二极管、晶体管等电子组件，做在一个微小面积上，以完成某一特定逻辑功能，达成预先设定好的电路功能要求的电路系统。

晶圆便是硅元素加以纯化，接着是将这些纯硅制成长硅晶棒，成为制造积体电路的石英半导体的材料，经过照相制版，研磨，抛光，切片等程序，将多晶硅融解拉出单晶硅晶棒，然后切割成一片一片薄薄的晶圆，然后对晶圆进行切割形成一个个的晶粒。

现有技术中，在对晶圆进行切割时，切割工序复杂，耗费大量的加工时间；且崩边过大导致芯片收益率降低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种硅晶圆的正面激光内切割方法，用于解决现有技术中对硅晶圆进行切割时，切割工序复杂且芯片收益率低的技术问题。

本发明的提供一种硅晶圆的正面激光内切割方法，所述方法包括：

将蓝膜贴在所述硅晶圆背面；

将所述硅晶圆正面沟道作为定位基准，对所述硅晶圆进行定位划线；

根据所述硅晶圆厚度设置所述激光的内切割焦点位置，利用所述激光沿所述定位划线对所述硅晶圆进行切割，使得所述硅晶圆内部形成N个爆裂点；

根据所述N个爆裂点将所述硅晶圆分离成单一的芯片晶粒。

上述方案中，所述激光包括：近红外激光、绿色激光或紫外激光。

上述方案中，所述激光的脉冲宽度包括：纳秒级、皮秒级或飞秒级。

上述方案中，所述内切割焦点位于所述硅晶圆厚度的40％-60％位置处。

上述方案中，所述爆裂点的纵向长度为所述硅晶圆厚度的10％-20％。

上述方案中，所述激光的切割线宽小于10μm。

上述方案中，所述近红外激光的波长为1064nm或1030nm。

上述方案中，所述绿色激光的波长为532nm或515nm。

上述方案中，紫外激光的波长为355nm或343nm或266nm。

上述方案中，所述硅晶圆的厚度为50-200μm。

本发明提供了一种硅晶圆的正面激光内切割方法，所述方法包括：将蓝膜贴在所述硅晶圆背面；将所述硅晶圆正面沟道作为定位基准，对所述硅晶圆进行定位划线；根据所述硅晶圆厚度设置所述激光的内切割焦点位置，利用所述激光沿所述定位划线对所述硅晶圆进行切割，使得所述硅晶圆内部形成N个爆裂点；根据所述N个爆裂点将所述硅晶圆分离成单一的芯片晶粒；如此，利用激光在所述硅晶圆的正面进行切割，无需在背面制作切割定位线，减少了制作工序及操作时间；并且采用激光内切割方法对硅晶圆进行切割，避免了崩边过大的问题，提高了芯片的收益率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的硅晶圆的正面激光内切割方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的硅晶圆的整体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的单个芯片晶粒的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的在硅晶圆内部形成爆裂点时的示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术中对硅晶圆进行切割时，切割工序复杂且芯片收益率低的技术问题，本发明提供了一种硅晶圆的正面激光内切割方法，所述方法包括：将蓝膜贴在所述硅晶圆背面；将所述硅晶圆正面沟道作为定位基准，对所述硅晶圆进行定位划线；根据所述硅晶圆厚度设置所述激光的内切割焦点位置，利用所述激光沿所述定位划线对所述硅晶圆进行切割，使得所述硅晶圆内部形成N个爆裂点；根据所述N个爆裂点将所述硅晶圆分离成单一的芯片晶粒。

下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

实施例一

本实施例提供一种硅晶圆的正面激光内切割方法，如图1所示，所述方法包括：

S101，将蓝膜贴在所述硅晶圆背面。

本步骤中，在对所述硅晶圆进行切割之前需要将蓝膜贴在所述硅晶圆背面。具体地，将将硅晶圆正面朝下置于贴膜机正中央；从卷筒中拉出蓝膜，长度稍长于圆形铁环并拉紧，直至无皱纹；利用滚轮不断滚动使蓝膜紧贴于硅晶圆背面，并剪掉超出圆形铁环的蓝膜。其中，所述蓝膜为在切割过程中保护表面回路的保护膜，多为PVC材质。

S102，将所述硅晶圆正面沟道作为定位基准，对所述硅晶圆进行定位划线。

本步骤中，蓝膜贴好之后，将所述硅晶圆正面沟道作为定位基准，对所述硅晶圆进行定位划线。这里，所述硅晶圆正面沟道21可参见图2。所述硅晶圆的厚度为50-200μm。

S103，根据所述硅晶圆厚度设置所述激光的内切割焦点位置，利用所述激光沿所述定位划线对所述硅晶圆进行切割，使得所述硅晶圆内部形成N个爆裂点。

本步骤中，根据所述硅晶圆厚度设置所述激光的内切割焦点位置，所述内切割焦点位于所述硅晶圆厚度的40％-60％处。当内切割焦点位置确定之后，利用所述激光沿所述定位划线对所述硅晶圆进行切割，使得所述硅晶圆内部形成N个爆裂点。

这里，所述激光包括：近红外激光、绿色激光或紫外激光。所述激光的脉冲宽度包括：纳秒级(10^-9s)、皮秒级(10^-12s)或飞秒级(10^-15s)。

所述近红外激光的波长为1064nm或1030nm；所述绿色激光的波长为532nm或515nm；紫外激光的波长为355nm或343nm或266nm。所述激光的切割线宽小于10μm，切割速度可达到1000mm/s。

S104，根据所述N个爆裂点将所述硅晶圆分离成单一的芯片晶粒。

本步骤中，当爆裂点形成之后，利用机械裂片的方式根据所述N个爆裂点通过应力向上下表面扩散形成裂纹，将所述硅晶圆分离成单一的芯片晶粒，所述爆裂点的纵向长度(焦深)为所述硅晶圆厚度的10％-20％。所述单一的芯片晶粒可参见图3。

实施例二

实际应用中，利用实施例一提供的方法对厚度为200μm的硅晶圆进行切割时，具体实施如下：

在对所述硅晶圆进行切割之前需要将蓝膜贴在所述硅晶圆背面。具体地，将将硅晶圆正面朝下置于贴膜机正中央；从卷筒中拉出蓝膜，长度稍长于圆形铁环并拉紧，直至无皱纹；利用滚轮不断滚动使蓝膜紧贴于硅晶圆背面，并剪掉超出圆形铁环的蓝膜。其中，所述蓝膜为在切割过程中保护表面回路的保护膜，多为PVC材质。

蓝膜贴好之后，将所述硅晶圆正面沟道作为定位基准，对所述硅晶圆进行定位划线。这里，所述硅晶圆正面沟道21可参见图2。所述硅晶圆的厚度为200μm。

根据所述硅晶圆厚度设置所述激光的内切割焦点位置，所述内切割焦点位于所述硅晶圆厚度的40％-60％位置处，也就是焦点位置距离硅晶圆离上表面的80-120μm位置处。当内切割焦点位置确定之后，利用所述激光沿所述定位划线对所述硅晶圆进行切割，使得所述硅晶圆内部形成N个爆裂点。所述爆裂点41可参见图4所示。

这里，所述激光包括：近红外激光、绿色激光或紫外激光。所述激光的脉冲宽度包括：纳秒级(10^-9s)、皮秒级(10^-12s)或飞秒级(10^-15s)。

所述近红外激光的波长为1064nm或1030nm；所述绿色激光的波长为532nm或515nm；紫外激光的波长为355nm或343nm或266nm。所述激光的切割线宽小于10μm，切割速度可达到1000mm/s。

当爆裂点形成之后，利用机械裂片的方式，根据所述N个爆裂点通过应力向上下表面扩散形成裂纹，将所述硅晶圆分离成单一的芯片晶粒，所述爆裂点的纵向长度(焦深)为所述硅晶圆厚度的10％-20％，也就是焦深为20-40μm。所述单一的芯片晶粒可参见图3。

本发明的一个或多个实施例带来的有益效果是：

本发明提供了一种硅晶圆的正面激光内切割方法，所述方法包括：将蓝膜贴在所述硅晶圆背面；将所述硅晶圆正面沟道作为定位基准，对所述硅晶圆进行定位划线；根据所述硅晶圆厚度设置所述激光的内切割焦点位置，利用所述激光沿所述定位划线对所述硅晶圆进行切割，使得所述硅晶圆内部形成N个爆裂点；根据所述N个爆裂点将所述硅晶圆分离成单一的芯片晶粒；如此，利用激光在所述硅晶圆的正面进行切割，无需在背面制作切割定位线，减少了制作工序及操作时间；并且采用激光内切割方法对硅晶圆进行切割，在所述硅晶圆内部形成N个爆裂点后，通过应力向上下表面扩散形成裂纹，从而实现对硅晶圆的切割，避免了崩边过大的问题，提高了芯片的收益率。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。