一种50μm超薄芯片生产方法
【专利摘要】本发明提供了一种50μm超薄芯片生产方法，晶圆图形表面贴覆胶膜，倾斜切膜刀进行切膜；经粗磨、精磨、抛光和腐蚀对晶圆进行减薄，粗磨时才有四个进给速度，抛光时用三种速度；减薄后的晶圆背面绷膜，揭去晶圆正面胶膜，自动上下料；采用双轴划片技术的阶梯模式和防裂片划片工艺进行划片，完成50μm超薄芯片的生产。该生产方法能随着芯片尺寸的增大，确保后制程的加工能力；降低划片过程中存在的芯片表面裂纹以及背面崩碎等质量异常；降低切割过程中划片刀所受到的阻力，有效地降低了芯片裂纹以及崩碎的质量问题；实现超薄芯片的加工，为IC封装产品高密度、高性能和轻薄短小的发展方向提供了技术准备。
【专利说明】—种50 μ m超薄芯片生产方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子信息自动化元器件制造【技术领域】，涉及一种芯片的生产方法，特别涉及一种50 μ m超薄芯片生产方法。
【背景技术】
[0002]随着更小、更轻和更有功效的各类手机市场的需求增大和PDA及其它电子器件的发展，促进了电子封装技术更小型化、更多功能的研发。叠层芯片封装的总生产量逐年线性增长，此类生产量中至少95%是受到移动电话和无线PDA的驱动，以及与叠层闪存存储器和SRAM的组合。
[0003]圆片减薄技术是叠层式芯片封装的关键技术，因为它降低了封装贴装高度，并能够使芯片叠加而不增加叠层式芯片系统方面的总高度。智能卡和射频识别(RFID)是体现薄型圆片各项要求的重要部分的最薄的单芯片应用形式。典型的圆片厚度约为800 μ m，可安装于引线框架之中或安装于此厚度状况的PBGA上。然而，为了维护1.2mm甚至1.0mm的总模塑封装高度，多个叠层芯片的应用要求更有效的减薄技术。集成电路芯片不断向高密度、高性能和轻薄短小方向发展，为满足IC封装要求，芯片的厚度不断减小，需要对晶圆背面减薄以及划片，而图形晶圆的背面减薄以及划片已成为半导体后半制程中的重要工序。晶圆和芯片尺寸变化所导致的晶圆加工量的增加以及对晶圆加工精度和表面质量具有更高的要求，使已有的晶圆加工技术面临严峻的挑战。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种50 μ m超薄芯片生产方法，用于生产超薄芯片，为超薄叠层芯片封装提供保障，满足IC封装产品高密度、高性能和轻薄短小的发展方向，解决现有晶圆加工技术在加工超薄芯片过程中面临的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:一种50 μ m超薄芯片生产方法，其特征在于，该生产方法具体按以下步骤进行:
步骤1:晶圆正面贴膜、切膜
在晶圆图形表面贴覆胶膜；然后切膜，切膜时根据晶圆定位边形状，设置对应的刀片运行轨迹参数和切膜速度，确保切膜刀片的运行轨迹随胶膜定位边而发生变化；切膜刀在接触晶圆边缘时的下刀速度为10?30mm/sec，切膜时，切膜刀与晶圆平面之间的夹角为65。?90° ;
步骤2:减薄
采用具备12吋尺寸超薄晶圆减薄能力的全自动减薄机，先自动上料、定位，而后进行减薄:
粗磨范围:从原始晶圆厚度十胶质层厚度+胶膜保护层厚度到最终晶圆厚度十胶质层厚度+胶膜保护层厚度+ 60 μ m,轴向进给速度100?500 μ m/min,减薄轮转速2000rpm?2400rpm ； 精磨范围:从最终晶圆厚度+胶质层厚度+胶膜保护层厚度+60μπι到最终晶圆厚度十胶质层厚度十胶膜保护层厚度十25 μ m ;
抛光范围:从最终晶圆厚度+胶膜层厚度+胶膜保护层厚度+ 25μπι到最终晶圆厚度十胶质层厚度十胶膜保护层厚度十ΙΟμπι；
腐蚀范围:从最终晶圆厚度+胶膜层厚度+胶膜保护层厚度+ ΙΟμπι到最终晶圆厚度+胶膜层厚度+胶膜保护层厚度，腐蚀速度I μ m/sec ;腐蚀后进行清洗；
步骤3:减薄后的晶圆背面绷膜
对于芯片尺寸大于等于2.0mmX2.0mm的晶圆，用普通划片胶膜，先在减薄后的晶圆背面自动绷膜贴片，然后揭去晶圆正面胶膜，自动上下料；
对于芯片尺寸小于2.0mmX 2.0mm的晶圆，选用UV胶膜，先在减薄后的晶圆背面自动绷膜贴片，然后揭去正面胶膜，自动下料；
步骤4:划片
在8吋及其以上尺寸超薄晶圆全自动划片机上采用双轴划片技术的阶梯模式和防裂片划片工艺进行划片，完成50 μ m超薄芯片的生产。
[0006]本发明生产方法能随着芯片尺寸的增大，确保后制程的加工能力，应用UV胶膜来增加芯片与胶膜之间的粘合力；采用双轴阶梯切割技术，降低划片过程中存在的芯片表面裂纹以及背面崩碎等质量异常；根据划片刀颗粒度的不同，使用不同型号的划片刀，降低了切割过程中划片刀所受到的阻力，从而有效地降低了芯片裂纹以及崩碎的质量问题；实现超薄芯片的加工，为IC封装产品高密度、高性能和轻薄短小的发展方向提供了技术准备。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本发明生产方法中切除晶圆边缘残胶示意图。
[0008]图2是采用本发明生产方法生产50 μ m的超薄芯片时，晶圆减薄相关尺寸示意图。
[0009]图3是晶圆减薄后翘曲放大寸示意图。
[0010]图4是双刀划片示意图。
[0011]图2中:H.原始晶圆厚度，h1.胶膜保护层厚度，h2.胶膜层厚度，h3.最终晶圆厚度，h4.机械抛光厚度，h5.化学腐蚀厚度，h6.精磨厚度，h7.粗磨厚度，Θ.切膜刀角度，
a.减薄后的晶圆翘曲度，Zl.宽刀切割槽，Z2.窄刀切割槽。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0013]为了给超薄叠层芯片封装提供技术保障，满足IC封装产品高密度、高性能和轻薄短小的发展方向，满足由于晶圆和芯片尺寸变化导致的晶圆加工量增加以及对晶圆加工精度和表面质量的更高要求，解决现有晶圆加工技术面临的问题。本发明提供了一种50μπι超薄芯片生产方法，通过重点控制贴膜、减薄、划片三个环节，从设备、材料选择、工艺优化三个方面实现超薄芯片的加工。
[0014]本发明50 μ m超薄芯片生产方法具体按以下步骤进行:
步骤1:晶圆正面贴膜、切膜
采用具备12吋晶圆全自动贴片机，在晶圆图形表面贴覆半导体专用UV胶膜(所用UV胶膜的型号为BT-150E-KL或UB-2130E，制造商为日东电工)，对晶圆图形面进行保护；然后进行切膜，一般晶圆的定位边有两种，一种为直边形状，一种为小缺口形状，切膜时根据晶圆定位边形状，设置对应的刀片运行轨迹参数和切膜速度，确保切膜刀片的运行轨迹随着定位边的不同而发生变化，整片晶圆切膜后切膜轨迹与晶圆边缘形状相吻合。切膜刀在接触晶圆边缘时，为了保证刀片下刀时的准确性，下刀时的速度也是一个关键参数值，一般范围为lOmm/sec?30mm/sec，并且设置刀片切割胶膜(晶圆)的数量上限(lOOOpcs)，通过控制刀片的使用寿命，使刀片处于正常切削力范围内，保证切膜后胶膜边缘刀痕平整度。根据晶圆规格的不同，胶膜在运送过程中，依晶圆的直径，按辊轮的行进速度、卷轴进给晶圆所需的胶膜量来控制每片晶圆所需胶膜的一致性。切膜时，通过调整切膜刀具参数，使切膜刀与晶圆平面之间存在一定的倾斜角度，称之为切膜刀角度Θ，根据晶圆初始厚度的不同，切膜刀具的角度Θ也有所变化，一般调整范围在65°?90°，如图1所示。因为在晶圆上做电路时，为了防止晶圆上涂覆的光刻胶能顺利流出而不会积胶，晶圆的边缘都会倒角，使得晶圆边缘厚度低于中间厚度。在晶圆图形面上贴膜后，晶圆边缘与贴膜之间有空隙，在后续晶圆减薄过程中，带减薄残留物质的废水会进入该空隙，轻者粘污晶圆表面，重者造成超薄减薄晶圆碎片，因此需将晶圆边缘的贴膜切去。而正常切膜时，切膜刀垂直于晶圆面，切膜后晶圆边缘外围会残留一圈残胶，存在使晶圆裂片的质量风险，因此本发明方法在切膜时，使切膜刀与晶圆面之间形成一个夹角，即切膜刀角度Θ，将切割后的晶圆边缘的胶膜切进晶圆倒角部位，使贴膜后的晶圆边缘无残留胶膜，降低了减薄过程中渗水沾污晶圆表面电路层的几率，并杜绝了减薄过程中存在的裂片隐患。
[0015]步骤2:减薄
采用具备12吋尺寸超薄晶圆(50 μ m)减薄能力的全自动减薄机,先自动上料、定位,而后进行减薄，减薄过程共分为三个阶段，每个阶段所加装的制具研磨轮的应用是不同的，根据所加工晶圆最终厚度的不同，研磨轮的型号也有所不同，且每段的减薄厚度值也相应的变化，先进行粗磨，再进行细磨、精磨(也就是抛光处理)和化学抛光，晶圆减薄过程中各阶段相应的厚度范围，如图2所示。
[0016]粗磨范围:从原始晶圆厚度H +胶质层厚度h2+胶膜保护层厚度hi到最终晶圆厚度h3十胶质层厚度h2十胶膜保护层厚度hi + 60 μ m，磨去了粗磨厚度h7。粗磨时一般采用粒度325#?600#的金刚石研磨轮，金刚石颗粒相对较大，一般颗粒直径在24?45um之间，轴向进给速度为100?500 μ m/min,减薄轮转速2000rpm?2400rpm,磨削深度较大，一般为0.3mm?0.7mm，加工后的晶圆背面纹路较粗糙，无光洁度。精磨范围:从最终晶圆厚度h3十胶质层厚度hi十胶膜保护层厚度h2十60 μ m到最终晶圆厚度h3十胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 25 μ m,磨去的精磨厚度h6 ;精磨过程中，研磨轮采用不同的速度段进给:从最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 60 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 40 μ m进给速度为0.7 μ m/sec,从最终晶圆厚度h3十胶质层厚度hi十胶膜保护层厚度h2十40 μ m到最终晶圆厚度h3十胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 30 μ m进给速度0.5 μ m/sec,从最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi十胶膜保护层厚度h2十30 μ m到最终晶圆厚度h3十胶质层厚度hi十胶膜保护层厚度h2 + 25 μ m进给速度0.2 μ m/sec。精磨采用粒度2000#?4000#的金刚石研磨轮，金刚石颗粒相对较小，一般颗粒直径在3?6um之间。主要是消除粗磨时形成的损伤层，达到所要求的厚度，在精磨阶段，材料以延性域模式去除，晶圆表面损伤明显减小，减薄后的晶圆背面存在光洁度；
现有工艺中采用一个减薄轮，在一个固定的速度范围内进行加工，本发明方法减薄工序中粗磨、细磨、精磨分别使用不同型号的减薄轮，能够充分消除减薄过程中晶圆背面形成的损伤层，并使晶圆达到所要求的厚度。
[0017]抛光范围:从最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 25 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 10 μ m,除去了抛光厚度h5 ;抛光时:从最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 25 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 18 μ m，转速为210rpm ;从最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi十胶膜保护层厚度h2十18 μ m到最终晶圆厚度h3十胶质层厚度hi十胶膜保护层厚度h2 + 13 μ m,转速为160rpm ;从最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2+ 13 μ m到最终晶圆厚度h3+胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2+ 10 μ m，转速为 120rpm。
[0018]腐蚀范围:从最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + IOym到最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2，去除了腐蚀厚度h4，腐蚀速度I μ m/sec ;腐蚀后进行清洗；
应用减薄后抛光技术，利用化学和机械复合作用有效去除晶圆背面的应力和损伤层，抛光后的晶圆背面损伤很小，降低了减薄后各制程加工过程中存在的裂片隐患。使用化学腐蚀抛光处理后，晶圆背面损伤层< I μ m，在普通高倍显微镜下，几乎看不见损伤痕迹，晶圆翘曲度(去掉胶膜)< 1mm，大大增加了晶圆的强度，降低后制程加工传递裂片风险。
[0019]由于减薄在晶圆的背面进行，减薄过程中晶圆背面受机械与化学力的作用，使得原始晶格受损强度降低，而晶圆正面未变化，强度较强，导致一般晶圆向上翘曲，其翘曲放大示意图如图3所示，为了降低减薄后晶圆的翘曲度a，本发明方法步骤I中在晶圆图形面采用减薄专用胶膜进行贴膜，增强胶膜对减薄后晶圆的保护作用，提高晶圆背面强度，降低晶圆的翘曲度，使减薄后晶圆的翘曲度a控制在3 μ m以内。
[0020]步骤3:减薄后的晶圆背面绷膜
对于芯片尺寸大于等于2.0mmX2.0mm的晶圆,选用普通划片胶膜,先在减薄后的晶圆背面自动绷膜贴片，然后揭去晶圆正面胶膜，自动上下料；
对于芯片尺寸是2.0mmX 2.0mm以下的晶圆，选用UV胶膜，先在减薄后的晶圆背面自动绷膜贴片，然后揭去正面胶膜，自动下料；
普通胶膜与UV胶膜的区别在于，普通胶膜特性单一，材料应用前与应用后的胶质特性无法改变，UV胶膜的特性需使用紫外线专用设备照射后，材料应用前与应用后的胶质特性存在差异性，为了确保划片时增强胶质粘贴力，后制程应用时又需减弱胶质的粘贴力，尤其是芯片尺寸大小在2.0mmX 2.0mm以下以及5.0mmX 5.0mm以上的产品，选用UV胶膜，能够有效地满足加工制程需求。
[0021]晶圆背面绷膜贴片后，需确保:晶圆与胶膜间无气泡、杂质、皱褶；胶膜与绷膜环接触良好，胶膜边缘无起皮现象；胶膜边缘平整，无胶膜丝、胶膜屑；绷膜环边缘的胶膜尺寸一致，无移位现象。所贴晶圆确保在胶膜正中央；晶圆定位边与绷膜环的定位边要对应。[0022]步骤4:划片
使用8吋及其以上尺寸超薄晶圆(50 μ m)全自动划片机进行划片，划片时应用阶梯(STEP)模式，采用双轴划片技术和防裂片划片工艺，两个轴上装载不同型号的划片刀，第一划片刀Zl (刀刃厚度为25 μ m~35 μ m)在晶圆的划片槽位置所在的晶圆表面开始向下只切到晶圆的一半厚度处，在晶圆上形成第一刀痕；第二划片刀Z2 (刀刃厚度为15μπι~25 μ m)从第一刀痕的最终位置开始切割晶圆一直切割到晶圆底部，形成第二刀痕，完成晶圆的最终切割工序，如图4所示，第二刀片厚度比第一刀片厚度薄5μπι以上，主要是为了减少切割中的应力；这样的切割方式与一步到位的单刀切割方法相比，既能减少切割中的应力对晶圆造成的破坏，也能显著减小切割碎片的尺寸，减少单颗晶片被破坏的概率。完成50 μ m超薄芯片的生产。
[0023]在加工薄型晶圆时(厚度≤100 μ m)，需要使用颗粒度较小的划片刀。但是由于颗粒度小，划片刀没有足够的切割能力，切割过程中容易引起硅屑的堵塞，并且还会受到晶圆表面钝化层以及划道内铝垫的影响，导致晶圆背面崩裂现象有加重的趋势。在这种情况下，以阶梯切割代替单主轴切割有望获得较好的改善效果。另外，使用自锐功能的划片刀进行切割时，为了能够长期稳定的加工，需要维持一定的加工负荷，以促进颗粒自锐。在加工薄型晶圆时，由于不能采用改变切削容积的方法来增强加工负荷，所以需要通过调整加工条件来提高加工负荷。在提高进刀速度时，加工负荷随着进刀速度的变化而改变；而且划片刀颗粒直径与进刀速度、主轴旋转速度之间存在着密切的相互作用关系，通常在进行刀痕检查时，在两根主轴上分别安装第一划片刀Zl和安装第二划片刀Z2，该两块划片刀是各自独立对晶圆不同的部位进行切割的(如果同时进行刀痕检查，实施第二划片刀Z2的刀痕检查会比较困难)。
[0024]本发明生产方法通过调节切膜刀度Θ、降低粗磨速度、控制精磨厚度h6、控制机械抛光厚度h5和化学腐蚀厚度h4,最大限度去除减薄损伤层,消除机械应力；对2.0mmX 2.0mm以上芯片划片，采用130 μ m及其以上划片胶膜，对2.0mmX 2.0 mm以下尺寸芯片划片，选用UV膜。成品超薄芯片上芯过程中使用UV照射后，可降低粘接力防止缺角现象，使用双刀划片机和防碎片工艺，减少朋晶，确保划片后的芯片完整性。
[0025]实施例1
在晶圆图形表面贴覆半导体专用UV胶膜；根据晶圆定位边形状，设置对应的刀片运行轨迹参数和切膜速度，确保切膜刀片的运行轨迹随着定位边的不同而发生变化，整片晶圆切膜后切膜轨迹与晶圆边缘形状相吻合。切膜时的下刀速度为10mm/sec，当切膜刀切割胶膜(晶圆)的数量达到lOOOpcs时，更换切膜刀；切膜时切膜刀与晶圆面之间的切膜刀角度Θ为65° ;采用具备12吋尺寸超薄晶圆(50 μ m)减薄能力的全自动减薄机，先自动上料、定位，而后进行减薄，减薄过程共分为三个阶段，先进行粗磨，再进行细磨；
粗磨范围从原始晶圆厚度H十胶质层厚度h2+胶膜保护层厚度hi到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度h2 +胶膜保护层厚度hi + 60 μ m;粗磨时采用粒度325#~600#的金刚石研磨轮，轴向进给速度为100 μ m/min,减薄轮转速2000rpm,磨削深度为0.3mm ;精磨范围从最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 60 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 25 μ m,精磨采用粒度2000#~4000#的金刚石研磨轮，精磨过程中，研磨轮采用不同的速度段进给:从最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi十胶膜保护层厚度h2十60 μ m到最终晶圆厚度h3十胶质层厚度hi十胶膜保护层厚度h2 + 4(^111进给速度0.711111/%(3，从最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 40 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 30 μ m进给速度0.5 μ m/sec,从最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 30 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 25 μ m进给速度0.2 μ m/sec0抛光范围从最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 25 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 10 μ m ;抛光时:从最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi十胶膜保护层厚度h2十25 μ m到最终晶圆厚度h3十胶质层厚度hi十胶膜保护层厚度h2 + 18 μ m，转速为210rpm ;从最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 +18 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 13 μ m,转速为160rpm ；从最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 13 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 10 μ m，转速为120rpm。腐蚀范围从最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 10 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2，去除了腐蚀厚度h4，腐蚀速度lym/sec ;腐蚀后进行清洗；芯片尺寸在2.0mmX 2.0mm~5.0 mmX 5.0mm之间,选用普通划片胶膜,先在减薄后的晶圆背面自动绷膜贴片，然后揭去晶圆正面胶膜，自动上下料；晶圆背面绷膜贴片后，晶圆与胶膜间无气泡、杂质、皱褶；胶膜与绷膜环接触良好，胶膜边缘无起皮现象；胶膜边缘平整，无胶膜丝、胶膜屑；绷膜环边缘的胶膜尺寸一致，无移位现象。所贴晶圆确保在胶膜正中央；晶圆定位边与绷膜环的定位边要对应。使用8吋及其以上尺寸超薄晶圆(50 μ m)全自动划片机进行划片，划片时应用阶梯模式，采用双轴划片技术和防裂片划片工艺，两个轴上装载不同型号的划片刀，刀刃厚度为25 μ m的第一个切割刀只切到晶圆的一半厚度处，刀刃厚度为15 μ m的第二个切割刀从第一个切割刀切割后的最终位置开始切割一直切割到晶圆底部，完成晶圆的最终切割工序，完成50 μ m超薄芯片的生产。
[0026] 实施例2
在晶圆图形表面贴覆半导体专用UV胶膜；根据晶圆定位边形状，设置对应的刀片运行轨迹参数和切膜速度，确保切膜刀片的运行轨迹随着定位边的不同而发生变化，整片晶圆切膜后切膜轨迹与晶圆边缘形状相吻合。切膜时的下刀速度为30mm/sec，当切膜刀切割胶膜(晶圆)的数量达到lOOOpcs时，更换切膜刀；切膜时切膜刀与晶圆面之间的切膜刀角度Θ为90° ;采用具备12吋尺寸超薄晶圆(50 μ m)减薄能力的全自动减薄机，先自动上料、定位，而后进行减薄，减薄过程共分为三个阶段，先进行粗磨，再进行细磨；
粗磨范围从原始晶圆厚度H十胶质层厚度h2+胶膜保护层厚度hi到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度h2 +胶膜保护层厚度hi + 60 μ m;粗磨时采用粒度325#~600#的金刚石研磨轮，轴向进给速度为500 μ m/min,减薄轮转速2400rpm,磨削深度为0.7mm ;精磨范围从最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 60 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 25 μ m,精磨采用粒度2000#~4000#的金刚石研磨轮，精磨过程中，研磨轮采用不同的速度段进给:从最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi十胶膜保护层厚度h2十60 μ m到最终晶圆厚度h3十胶质层厚度hi十胶膜保护层厚度h2 + 4(^111进给速度0.711111/%(3，从最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 40 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 30 μ m进给速度0.5 μ m/sec,从最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 30 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 25 μ m进给速度0.2 μ m/sec0抛光范围从最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 25 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2+ ΙΟμπι ;抛光时:从最终晶圆厚度h3+胶膜层厚度hi十胶膜保护层厚度h2十25 μ m到最终晶圆厚度h3十胶质层厚度hi十胶膜保护层厚度h2 + 18 μ m，转速为210rpm ;从最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 +18 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 13 μ m,转速为160rpm ；从最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 13 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 10 μ m，转速为120rpm。腐蚀范围从最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 10 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2，去除了腐蚀厚度h4，腐蚀速度lym/sec ;腐蚀后进行清洗；芯片尺寸在
2.0mmX2.0mm?5.0 mmX5.0mm之间,选用普通划片胶膜,先在减薄后的晶圆背面自动绷膜贴片，然后揭去晶圆正面胶膜，自动上下料；晶圆背面绷膜贴片后，晶圆与胶膜间无气泡、杂质、皱褶；胶膜与绷膜环接触良好，胶膜边缘无起皮现象；胶膜边缘平整，无胶膜丝、胶膜屑；绷膜环边缘的胶膜尺寸一致，无移位现象。所贴晶圆确保在胶膜正中央；晶圆定位边与绷膜环的定位边要对应。使用8吋及其以上尺寸超薄晶圆(50 μ m)全自动划片机进行划片，划片时应用阶梯模式，采用双轴划片技术和防裂片划片工艺，两个轴上装载不同型号的划片刀，刀刃厚度为35 μ m的第一个切割刀只切到晶圆的一半厚度处，刀刃厚度为25 μ m的第二个切割刀从第一个切割刀切割后的最终位置开始切割一直切割到晶圆底部，完成晶圆的最终切割工序，完成50 μ m超薄芯片的生产。
[0027]实施例3
在晶圆图形表面贴覆半导体专用UV胶膜；根据晶圆定位边形状，设置对应的刀片运行轨迹参数和切膜速度，确保切膜刀片的运行轨迹随着定位边的不同而发生变化，整片晶圆切膜后切膜轨迹与晶圆边缘形状相吻合。切膜时的下刀速度为20mm/sec，当切膜刀切割胶膜(晶圆)的数量达到lOOOpcs时，更换切膜刀；切膜时切膜刀与晶圆面之间的切膜刀角度Θ为80。;采用具备12吋尺寸超薄晶圆(50 μ m)减薄能力的全自动减薄机，先自动上料、定位，而后进行减薄，减薄过程共分为三个阶段，先进行粗磨，再进行细磨；
粗磨范围从原始晶圆厚度H十胶质层厚度h2+胶膜保护层厚度hi到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度h2 +胶膜保护层厚度hi + 60 μ m;粗磨时采用粒度325#?600#的金刚石研磨轮，轴向进给速度为300 μ m/min,减薄轮转速2200rpm,磨削深度为0.5mm ;精磨范围从最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 60 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 25 μ m，精磨采用粒度2000#?4000#的金刚石研磨轮，精磨过程中，研磨轮采用不同的速度段进给:从最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi十胶膜保护层厚度h2十60 μ m到最终晶圆厚度h3十胶质层厚度hi十胶膜保护层厚度h2 + 40 μ m进给速度0.7 μ m/sec,从最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 40 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 30 μ m进给速度0.Sym/sec，从最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 30 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 25 μ m进给速度0.2 μ m/sec0抛光范围从最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 25 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 10 μ m ;抛光时:从最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi十胶膜保护层厚度h2十25 μ m到最终晶圆厚度h3十胶质层厚度hi十胶膜保护层厚度h2 + 18 μ m，转速为210rpm ;从最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 18 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 13 μ m，转速为160rpm ;从最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 13 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶质层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 10 μ m，转速为120rpm。腐蚀范围从最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2 + 10 μ m到最终晶圆厚度h3 +胶膜层厚度hi +胶膜保护层厚度h2，去除了腐蚀厚度h4，腐蚀速度lym/sec ;腐蚀后进行清洗；芯片尺寸在2.0mmX2.0mm以下，选用UV胶膜，先在减薄后的晶圆背面自动绷膜贴片，然后揭去晶圆正面胶膜，自动上下料；晶圆背面绷膜贴片后，晶圆与胶膜间无气泡、杂质、皱褶；胶膜与绷膜环接触良好，胶膜边缘无起皮现象；胶膜边缘平整，无胶膜丝、胶膜屑；绷膜环边缘的胶膜尺寸一致，无移位现象。所贴晶圆确保在胶膜正中央；晶圆定位边与绷膜环的定位边要对应。使用8吋及其以上尺寸超薄晶圆(50 μ m)全自动划片机进行划片，划片时应用阶梯模式，采用双轴划片技术和防裂片划片工艺，两个轴上装载不同型号的划片刀，刀刃厚度为30 μ m的第一个切割刀只切到晶圆的一半厚度处，刀刃厚度为20 μ m的第二个切割刀从第一个切割刀切割后的最终位置开始切割一直切割到晶圆底部，完成晶圆的最终切割工序，完成50 μ m超薄芯片的生产。
[0028]虽然结合优选实施例已经示出并描述了本发明，本领域技术人员可以人理解，在不违背所附权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下可以进行修改和变换。
【权利要求】
1.一种50μπι超薄芯片生产方法，其特征在于，该生产方法具体按以下步骤进行: 步骤1:晶圆正面贴膜、切膜 在晶圆图形表面贴覆胶膜；然后切膜，切膜时根据晶圆定位边形状，设置对应的刀片运行轨迹参数和切膜速度，确保切膜刀片的运行轨迹随胶膜定位边而发生变化；切膜刀在接触晶圆边缘时的下刀速度为10~30mm/sec，切膜时，切膜刀与晶圆平面之间的夹角为65。~90° ; 步骤2:减薄 采用具备12吋尺寸超薄晶圆减薄能力的全自动减薄机，先自动上料、定位，而后进行减薄: 粗磨范围:从原始晶圆厚度十胶质层厚度+胶膜保护层厚度到最终晶圆厚度十胶质层厚度+胶膜保护层厚度+ 60 μ m,轴向进给速度100~500 μ m/min,减薄轮转速2000rpm~2400rpm ； 精磨范围:从最终晶圆厚度+胶质层厚度+胶膜保护层厚度+60μπι到最终晶圆厚度十胶质层厚度十胶膜保护层厚度十25 μ m ; 抛光范围:从最终晶圆厚度+胶膜层厚度+胶膜保护层厚度+ 25μπι到最终晶圆厚度十胶质层厚度十胶膜保护层厚度十10 μ m ; 腐蚀范围:从最终晶圆厚度+胶膜层厚度+胶膜保护层厚度+ ΙΟμπι到最终晶圆厚度+胶膜层厚度+胶膜保护层厚度，腐蚀速度I μ m/sec ;腐蚀后进行清洗； 步骤3:减薄后的晶圆背面绷膜 对于芯片尺寸大于等于2.0mmX 2.0mm的晶圆，用普通划片胶膜，先在减薄后的晶圆背面自动绷膜贴片，然后揭去晶圆正面胶膜，自动上下料； 对于芯片尺寸小于2.0mmX 2.0mm的晶圆，选用UV胶膜，先在减薄后的晶圆背面自动绷膜贴片，然后揭去正面胶膜，自动下料； 步骤4:划片 在8吋及其以上尺寸超薄晶圆全自动划片机上采用双轴划片技术的阶梯模式和防裂片划片工艺进行划片，完成50 μ m超薄芯片的生产。
2.根据权利要求1所述50μ m超薄芯片生产方法，其特征在于，所述步骤I中在晶圆图形表面贴覆的胶膜采用半导体专用UV胶膜。
3.根据权利要求1所述50μ m超薄芯片生产方法，其特征在于，所述步骤I中，当一片切膜刀切割胶膜的数量达到lOOOpcs时，更换切膜刀。
4.根据权利要求1所述50μ m超薄芯片生产方法，其特征在于，所述步骤2中，粗磨时，采用粒度325#~600#的金刚石研磨轮；精磨时，采用粒度2000#~4000#的金刚石研磨轮。
5.根据权利要求1所述50μ m超薄芯片生产方法，其特征在于，所述步骤2的精磨过程中，研磨轮采用不同的速度段进给:从最终晶圆厚度+胶质层厚度+胶膜保护层厚度+60 μ m到最终晶圆厚度+胶质层厚度+胶膜保护层厚度+ 40 μ m,进给速度0.7 μ m/sec ;从最终晶圆厚度十胶质层厚度十胶膜保护层厚度十40 μ m到最终晶圆厚度十胶质层厚度十胶膜保护层厚度+ 30 μ m，进给速度0.Sym/sec ;从最终晶圆厚度+胶质层厚度+胶膜保护层厚度+ 30μπι到最终晶圆厚度+胶质层厚度+胶膜保护层厚度+ 25μπι，进给速度.0.2 μ m/sec ο
6.根据权利要求1所述50μ m超薄芯片生产方法，其特征在于，所述步骤2的抛光过程中，从最终晶圆厚度十胶膜层厚度十胶膜保护层厚度十25 μ m到最终晶圆厚度十胶质层厚度十胶膜保护层厚度十18μπι，转速为210rpm;从最终晶圆厚度十胶膜层厚度十胶膜保护层厚度十18 μ m到最终晶圆厚度十胶质层厚度十胶膜保护层厚度十13 μ m，转速为160rpm ;从最终晶圆厚度十胶膜层厚度十胶膜保护层厚度十13 μ m到最终晶圆厚度十胶质层厚度+胶膜保护层厚度h2 +1Oym，转速为120rpm。
7.根据权利要求1所述50μ m超薄芯片生产方法，其特征在于，所述步骤3中，晶圆背面绷膜贴片后，晶圆与胶膜间无气泡、杂质、皱褶；胶膜与绷膜环接触良好，胶膜边缘无起皮现象；胶膜边缘平整，无胶膜丝、胶膜屑；绷膜环边缘的胶膜尺寸一致，无移位现象；所贴晶圆确保在胶膜正中央；晶圆定位边与绷膜环的定位边要对应。
8.根据权利要求1所述50μ m超薄芯片生产方法，其特征在于，所述步骤5中的阶梯模式:在刀刃厚度不同的两片划片刀分别安装在划片机的两个主轴上，划片时，先用刀刃厚度较大的划片刀从晶圆表面开始向下只切到晶圆的一半厚度处，然后再用刀刃厚度较小的划片刀从刀刃厚度较大的划片刀切割的最终位置开始切割晶圆一直切割到晶圆底部，完成晶圆的最终切割工序。
9.根据权利要求6所述50μ m超薄芯片生产方法，其特征在于，所述刀刃厚度较大划片刀的刀刃厚度为25~35 μ m,刀刃厚度较小划片刀的刀刃厚度为15~25 μ m。
【文档编号】H01L21/78GK103515316SQ201310408770
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】刘定斌, 徐冬梅, 慕蔚, 李习周, 王永忠, 郭小伟 申请人:天水华天科技股份有限公司, 华天科技（西安）有限公司