一种晶圆级点胶键合结构镜头的切割方法与流程

1.本发明属于纳米压印技术领域，具体属于一种晶圆级点胶键合结构镜头的切割方法。


背景技术：

2.紫外纳米压印产品wafer to wafer点胶键合结构是应用纳米压印技术压印光学透镜半成品，由压印成型的半产品依靠专用键合设备堆叠而成光学成品(如图1)，但由于键合设备键合工艺成本较高，在没有键合设备完成wafer键合的情形下，可通过桌面式点胶工艺辅助完成半成品堆叠结构的键合，再由半导体切割设备切割分离技术完成成品wafer分离，达到和满足工艺需求的尺寸大小；晶圆级点胶键合结构的切割方法便在这样的背景技术下产生，但这种切割方法在切割堆叠式镜头时，堆叠式镜头点胶方式中空间隙，机械加工不稳定，切割截面间隙易积留切割残削，水流冲击无法及时彻底的冲洗，影响机械加工刀片代谢功能。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种晶圆级点胶键合结构镜头的切割方法，用以解决上述问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种晶圆级点胶键合结构镜头的切割方法，包括以下过程，
6.步骤1，依据胶膜切入量选取uv胶膜，并将uv胶膜贴在晶圆上；
7.步骤2，将晶圆贴在崩膜环上，将已贴在崩膜环上面的晶圆放入加工设备进行去边切割，去除晶圆的边缘材料；
8.步骤3，切割键合结构；切割时，在起刀位置设定低于3mm/s的进给速度，切割刀片振动稳定后进行提速，完成切割。
9.优选的，步骤1中，uv胶膜型号为gs1700-15030。
10.优选的，步骤1中，uv胶膜能承受不小于17n/25mm的180
°
剥离力。
11.优选的，步骤2中，采用多边形去边方法进行去边切割。
12.优选的，步骤2中，晶圆的边缘范围为3mm-10mm。
13.优选的，步骤4中，采用金刚石刀片进行切割。
14.进一步的，所述金刚石刀片中金刚石颗粒的直径范围为23-30um。
15.进一步的，所述金刚石刀片的刀片结合剂为金属。
16.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
17.本发明提供一种晶圆级点胶键合结构镜头的切割方法，通过采用去边切割方法，先去除周围中空区域，减小金刚石刀片所受的负载压力稳定切割，可以不考虑切割质量，使用韧性大、刚度大、金刚石颗粒大的刀片切割，对于刀片的要求较低相比生产成本会低，只需去除边缘区域即可。在切割起刀位置设置低进给速度切割，刀片负载小且保证机械动作
稳定，当刀片稳定切割后再变速快进给速度，在切割末位置可以再变低速切割。
18.进一步的，通过选用gs1700-15030型号厚度较厚的uv胶膜，能承受17n/25mm的180
°
剥离力，适用于切割尺寸较小的wafer，防止机械切割过程被切割水从胶膜上冲掉。
附图说明
19.图1为切割凸起现象示意图；
20.图2为晶圆堆叠结构压印成品剖面图；
21.图3为“v”型刀痕示意图；
22.图4为不同厚底胶膜切入不同深度示意图。
具体实施方式
23.下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
24.实施例
25.一种晶圆级点胶键合结构镜头的切割方法，包括以下步骤；
26.步骤一：晶圆贴膜；选用gs1700-15030型号厚度较厚的uv胶膜，该型号胶膜在uv前能承受17n/25mm的180
°
剥离力，适用于切割尺寸较小的晶圆，防止机械切割过程被切割水从胶膜上冲掉；
27.步骤二：去边切割；点胶键合胶水不能涂布整个晶圆区域，晶圆边缘3mm-10mm范围(根据实际设计情况而定)内键合层与层之间中空，根据范围大小可通过多边形去边方法切割，如范围大的设计，可以以矩形形状去边切割，设计范围越小，多边形边数越多切割越准确，设计最小范围由压印工艺能力限定。
28.将已贴在崩膜环上面的晶圆放入加工设备进行去边切割；根据实际产品需求可进行多边形去边切割，且对去边所使用的刀片要求较低，选用的刀片机械加工特性着重考虑刚性、耐磨性，刀片结合剂优先金属类，金刚石颗粒可选择200-600#，集中度可参考标准及以下，切割可不考虑切割质量，只满足去除边缘材料即可；
29.步骤三：倒模；根据实际设计产品选择合适去边缘材料的去边方法，去边切割条数少且满足不倒模要求，可直接手动去边，去边条数多且与胶膜黏着面积大需撕掉uv膜重新贴膜。
30.步骤四：切割；前面准备工作完成后，开始切割键合结构，金刚石刀片的选型最为关键，要同时满足切割尺寸精度、崩边小、刀片代谢正常等基本要求；
31.去边在一定程度上减小了刀片的负载，为保证刀片切割稳定性，在每一刀的起刀位置设定低于3mm/s的进给速度，待切割一段距离刀片振动稳定后进行提速，速度增至接近收刀位置，考虑是否降速，切割负载在变大的情况下降幅，否则就不需要降速；这样既能保证稳定切割，又不会影响切割效率；切割时刀片的选型比较关键，选择的刀片要考虑对切割尺寸、崩边、切割过程刀片代谢等的影响。
32.键合点胶会产生中空间隙，会影响刀片切割的代谢功能进而影响稳定性，纳米压印键合生产小批量6inch wafer产品，因为晶圆wafer点胶工艺没有整面涂布压印，所以wafer圆周边缘属于中空和die之间区域没有胶水完全密封，切割中空区域不仅造成较大的
切割难度，且刀片承受负载压力也大，本发明中通过采用去边得切割方案，先去除周围中空区域，减小金刚石刀片所受的负载压力稳定切割，这种方法还有一个优势就是可以不考虑切割质量使用韧性大、刚度大、金刚石颗粒大的刀片切割，对于刀片的要求较低相比生产成本会低，只需去除边缘区域即可。
33.首先在切割工艺中，对于光学玻璃这种硬脆材料的机械切割，切割设备刀片行进的进给速度是相对比较慢的，这就影响生产制造效率低，在不影响加工效率且可以正常切割，切割进给过程通过改变加减速的功能去有效解决，首先在切割起刀位置设置低进给速度切割，刀片负载小且保证机械动作稳定，当刀片稳定切割后再变速快进给速度，在切割末位置可以再变低速切割。
34.堆叠式结构切割加工较为困难，刀片磨损严重，往往导致刀尖被磨成深“v”型，导致加工产品背面尺寸精度误差较大，针对于嵌入式安装方式的产品，切割尺寸误差偏大安装难度增加。
35.刀片被磨耗成“v”型，影响尺寸精度；切割截面有凸起现象，如图1和图2所示，通过对凸起位置做简单分析，切割材料凸起出现在固定晶圆所处背面位置，与之对应刀片的刀尖部分，相应去检查刀片刀尖磨损情况，刀尖被磨损呈“v”型，如图3所示，针对该现象，验证三款不同厚度的uv胶膜通过改变切入胶膜的深度去优化；如下是胶膜的相关信息及验证结果。
36.胶膜信息
[0037][0038]
如图4所示，通过以上三款不同厚底胶膜切入不同深度的验证结果来看，gs1700-15030的胶膜最后，可切入的深度最深，能有效改善刀尖磨损产生凸起的问题。