晶圆的扩膜取粒方法及晶圆的生产方法与流程

本发明涉及半导体晶圆加工技术领域，尤其是涉及一种晶圆的扩膜取粒方法及晶圆的生产方法。

背景技术：

近年来，随着光电产业的迅猛发展，高集成和高性能的半导体晶圆需求也越来越大，为了大幅度节约成本和提高制造效率，在大批量生产中往往在晶圆上沉积集成电路芯片或电路元件结构，然后再分割成各个晶粒，最后再进行封装和焊接，因此，晶粒的封装效率对提高晶圆的生产效率有着重要影响。

传统的晶粒在进行封装时，需要先进行晶粒分拣，将不合格的晶粒去除后才能进行封装，导致封装效率很低。为了提高封装效率，现在有些晶圆生产厂家在将晶圆切割成晶粒后，即将不合格的晶粒剔除，但是由于切割后的晶粒之间的间隙很小，在将不合格的晶粒剔除的过程中，极易碰撞相邻的晶粒，使相邻的晶粒发生崩边和划伤等现象，降低了晶粒的质量，影响后续工序的正常进行。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种晶圆的扩膜取粒方法，以缓解现有的晶圆生产厂家在将晶圆切割成晶粒后，剔除不合格的晶粒的过程中，由于相邻的晶粒之间的间隙很小，导致在将不合格的晶粒剔除的过程中，极易碰撞相邻的晶粒，使相邻的晶粒发生崩边和划伤等现象，降低了晶粒的质量，影响后续工序的正常进行的技术问题。

本发明提供的晶圆的扩膜取粒方法，包括如下步骤：

(a)提供晶圆，所述晶圆被切割为多个晶粒，多个晶粒粘附于底膜上；

(b)将粘附有多个晶粒的底膜进行扩膜，将不合格的晶粒取出；

(c)烘烤所述底膜，使所述底膜恢复至扩膜前状态。

进一步的，在步骤(a)中，所述晶圆被激光或刀片切割为多个晶粒。

进一步的，在步骤(a)中，所述底膜被粘附于固定环上。

进一步的，在步骤(a)中，不合格的晶粒被标记。

进一步的，在步骤(b)中，扩膜的温度为45-55℃。

进一步的，在步骤(b)中，采用压环将底膜进行固定。

进一步的，在所述步骤(b)中，通过取粒工具将不合格的晶粒取出，所述取粒工具为针状物。

在步骤(c)中，烘烤的温度为75-85℃，烘烤的时间为8-12分钟

进一步的，所述底膜的厚度为0.08-0.12mm，所述底膜为切割胶带、蓝膜或白膜。

本发明的目的之二在于还提供了一种晶圆的生产方法，以缓解以缓解现有的晶圆生产厂家在将晶圆切割成晶粒后，剔除不合格的晶粒的过程中，由于相邻的晶粒之间的间隙很小，导致在晶粒剔除的过程中，不合格的晶粒与相邻的晶粒之间发生碰撞，使相邻的晶粒出现崩边和划伤等现象，降低了晶粒的质量，影响后续工序的正常进行的技术问题。

本发明提供的晶圆的生产方法，包括本发明提供的晶圆扩膜取粒方法。

本发明提供的晶圆的扩膜取粒方法，通过将切割后的晶粒进行扩膜，将相邻的晶粒之间的距离拉大后，再将不合格的晶粒取出，避免在取粒的过程中，相邻的晶粒之间发生碰撞和划伤，从而为晶粒的质量提供保证。另外，本发明提供的晶圆的扩膜取粒方法，将不合格的晶粒剔除后的底膜进行烘烤，使底膜恢复至扩膜前的状态，便于后续工序的正常进行，能够有效提高封装效率。

本发明提供的晶圆的生产方法，通过采用本发明提供的晶圆的扩膜取粒方法，将切割后的晶粒进行扩膜，将相邻的晶粒之间的距离拉大后，再将不合格的晶粒取出，避免在取粒的过程中，相邻的晶粒之间发生碰撞和划伤，从而为晶粒的质量提供保证。另外，本发明提供的晶圆的扩膜取粒方法，将不合理晶粒剔除后的底膜进行烘烤，使底膜恢复至扩膜前的状态，便于后续工序的正常进行，能够有效提高封装效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的晶圆扩膜前的横截面结构示意图；

图2为图1所示晶圆扩膜后横截面结构示意图。

图标：100-晶粒；200-底膜。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种晶圆的扩膜取粒方法，包括如下步骤：

(a)提供晶圆，该晶圆被切割为多个晶粒，多个晶粒粘附于底膜上；

(b)将粘附有多个晶粒的底膜进行扩膜，将不合格的晶粒取出；

(c)烘烤所述底膜，使所述底膜恢复至扩膜前状态。

在本发明中，不合格的晶粒根据本领域技术人员所掌握的普通技术知识进行确定。

在本发明中，底膜为多个晶粒提供支支撑和保护，避免晶粒之间发生碰撞和划伤，而有利于在后续工序中，将晶粒进行移动和搬迁。

本发明提供的晶圆的扩膜取粒方法，通过将切割后的晶粒进行扩膜，将相邻的晶粒之间的距离拉大后，再将不合格的晶粒取出，避免在取粒的过程中，相邻的晶粒之间发生碰撞和划伤，从而为晶粒的质量提供保证。另外，本发明提供的晶圆的扩膜取粒方法，将不合格的晶粒剔除后的底膜进行烘烤，使底膜恢复至扩膜前的状态，便于后续工序的正常进行，能够有效提高封装效率。

在本发明的优选实施方式中，在步骤(a)中，底膜粘附于固定环上，以避免底膜发生褶皱，导致晶粒之间发生碰撞，影响晶粒的质量，同时也便于通过固定环移动底膜。

在本发明的优选实施方式中，固定环为环形元件，且固定环的内缘大于晶圆的边缘，以便于为晶圆切割后形成的晶粒提供全面保护；优选的，固定环与晶圆共圆心。

在本发明的优选实施方式中，底膜的边缘大于固定环的外缘，以便于在进行扩膜操作时，无需在底膜的边缘粘贴胶带或其它底膜，即可直接利用底膜边缘的容差尺寸将底膜固定在扩膜机的载台上，从而能够提高扩膜取粒的速度和效率。

在本发明的优选实施方式中，固定环的材质为不锈钢。

在本发明的优选实施方式中，在步骤(a)中，多个晶粒均进行过电性能测试，不合格的晶粒被标记，以便于后续取粒工程中，更容易识别，能够更快的将不合格的晶粒剔除；优选的，采用黑色签字笔对不合格的晶粒进行标记。

在本发明的优选实施方式中，在步骤(b)中，扩膜后晶粒间距约为800～1000μm。扩膜前晶粒间距约为200～250μm，通过扩膜操作，使晶粒间距扩大了3倍以上，使得在将不合格的晶粒剔除的过程中，不合格的晶粒相邻的晶粒不会被撞击或划伤，从而为晶粒的质量提供保证，便于进行后续的工序。

在本发明的优选实施方式中，在步骤(a)中，晶圆被激光或刀片切割为多个晶粒。

晶圆具有正面和与正面相对应的背面，晶圆的背面粘附于底膜上，底膜固定在固定环上，晶圆的正面设置有切割道，采用刀片或激光沿切割道自晶圆的正面向晶圆的背面进行切割，将晶圆切割为多个晶粒，使多个晶粒井然有序的排列在底膜上。

传统的晶圆加工中，一般采用刀片沿晶圆正面的切割道对晶圆进行切割，将晶圆分割成多个晶粒。由于采用刀片切割是通过机械力直接作用于晶圆上，因此，容易产生晶粒的崩边和破损。

在本发明的优选实施方式中，晶圆被激光切割为多个晶粒。

传统的晶圆加工中，采用刀片对晶圆进行切割，通过机械力直接作用在晶圆表面，在晶体的内部产生应力损伤，容易产生晶粒崩边及晶粒破损。

激光属于无接触式加工，不对晶圆产生机械应力的作用，对晶圆损伤较小。由于激光在聚焦上的优点，聚焦点可小到亚微米数量级，从而对晶圆的微处理更具优越性，即使在不高的脉冲能量水平下，也能得到较高的能量密度，有效地进行材料加工，将切割时晶圆所受的碳化影响降到最低限度。

采用激光切割晶圆具有如下优点：激光切割晶圆是非机械式的，能够有效避免出现芯片破碎和其它损坏现象；通过光纤激光器进行切割对晶粒的电性能影响较小，可以提供更高的晶粒良品率；同时能够加快切割速度，提高晶圆的切割效率。

在本发明的优选实施方式中，在步骤(b)中，采用扩膜机进行扩膜操作。

在进行扩膜操作前，先将扩膜机打开，将载台加热到45-55℃之后保持5-10分钟，待载台温度稳定后，将粘附有晶粒的底膜放置在载台上，使晶粒的正面向上，再进行扩膜操作，以保证底膜在扩膜的过程中能够均匀的扩张，避免底膜扩张不均匀，造成底膜褶皱或断裂等情况，影响晶粒的质量。经多次试验证明，扩膜时将载台的温度设置为45-55℃，底膜的扩张的更均匀，更优选的，扩膜温度为50℃。

在本发明的优选实施方式中，在步骤(b)中，采用压环对底膜进行固定。

为了便于将不合格的晶粒从底膜上剔除，在本发明采用压环底膜进行固定，以避免底膜发生形变，造成晶粒之间的碰撞和划伤，影响晶粒的质量。

在本发明的优选实施方式中，压环的材质为陶瓷。

陶瓷材料采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成，是典型的硅酸盐材料，主要组成元素是硅、铝、氧。陶瓷材料不仅刚度好，硬度高，而且具有良好的化学稳定性，能够在高温下不易氧化，并且对酸、碱和盐具有良好的抗腐蚀能力。

在本发明的优选实施方式中，在步骤(b)中，通过取粒工具将不合格的晶粒取出，所述取粒工具为针状物。

为了避免在将不合格的晶粒从扩膜后的底膜中剔除时，不合格的晶粒与相邻的晶粒发生碰撞和划伤，采用针状的取粒工具将不合格的晶粒从底膜中剔除，以保证底膜上其它晶粒的质量，取粒工具可以为顶针，针管等。

在本发明的优选实施方式中，在步骤(c)中，烘烤的温度为75-85℃，烘烤的时间为8-12分钟。

将扩膜取粒后的粘附有晶粒的底膜进行烘烤，以使底膜恢复至扩膜前的状态，剔除不合格晶粒的其它晶粒也恢复至原来的间距，便于进行后续工序。经多次试验证明，烘烤的温度为75-85℃，烘烤的时间为8-12分钟，底膜即可恢复至扩膜前的平整状态，更有选的，烘烤的温度为80℃，烘烤时间为10分钟时，效果最佳。

在本发明的优选实施方式中，底膜的厚度为0.08-0.12mm，底膜为切割胶带、蓝膜或白膜。

底膜为晶粒提供支撑，以便于进行晶粒的移动和搬迁，经多次试验证明，底膜的厚度为0.08～0.12mm时，最便于晶粒的粘附和后续的扩膜操作。根据晶粒类型和扩膜的要求，底膜可以选择切割胶带、蓝膜或白膜。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种晶圆的生产方法，包括本发明提供的晶圆的扩膜取粒方法。

本发明提供的晶圆的生产方法，通过采用本发明提供的晶圆的扩膜取粒方法，将切割后的晶粒进行扩膜，将相邻的晶粒之间的距离拉大后，再将不合格的晶粒取出，避免在取粒的过程中，相邻的晶粒之间发生碰撞和划伤，从而为晶粒的质量提供保证。另外，本发明提供的晶圆的扩膜取粒方法，将不合理晶粒剔除后的底膜进行烘烤，使底膜恢复至扩膜前的状态，便于后续工序的正常进行，为有效提高封装效率提供保证。

为了更好的理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

图1为本发明实施例1提供的晶圆扩膜前的横截面结构示意图；图2为图1所示晶圆扩膜后横截面结构示意图；如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种晶圆的扩膜取粒工艺，包括如下步骤：

(a)提供晶圆，晶圆被切割为多个晶粒100，多个晶粒100粘附于底膜200上，晶粒100之间的间距为200μm，底膜200固定于固定环上，且晶粒100经过电性能测试，不合格的晶粒被标记为黑色；

(b)将扩膜机的载台加热至50℃，将粘附有晶粒100的底膜200放入扩膜机的载台上，并用压环将底膜200固定，开启扩膜操作，使底膜200随着载台的上升被均匀拉伸，使晶粒100之间的间隙被拉大至1000μm，停止扩膜；使用顶针将不合格的晶粒从底膜上剔除；

(c)将剔除不合格的晶粒后的底膜200放入烘箱中，将烘烤温度设定为80℃，烘烤10分钟，使底膜200恢复至扩膜前平整状态，便于进行后续的封装工艺。

在本实施例中，底膜200的边缘大于固定环的外缘，在将底膜200放置于扩膜机上的载台时，能够直接将压环固定在底膜200的边缘，而不需要再在底膜200的边缘使用其它附属工具进行固定，以节省人力和物力，缩短扩膜操作的时间，加快生产效率。

在本实施例中，底膜为蓝膜。

如图1所示，本发明实施例提供的晶圆在扩膜前，相邻的晶粒100之间的间距很小，如果直接将不合格的晶粒剔除，会导致与不合格的晶粒相邻的晶粒100被碰撞而产生崩边或划伤，降低相邻的晶粒100的质量，影响后续封装工序的正常进行，如图2所示，通过扩膜操作使晶粒100之间间距增大，相邻的晶粒100之间存在较大的空隙，进而在剔除不合格的晶粒的过程中，存在一定的容差，不会对相邻的晶粒100产生触碰挤压，避免相邻的晶粒100崩边和划伤，为相邻的晶粒100的质量提供保证，便于后续封装工序的正常进行。

另外，本发明实施例通过将扩膜后的底膜200进行烘烤，使底膜200恢复至扩膜前平整状态，以避免由于底膜200的褶皱影响后续封装工序的正常进行，为提高封装效率提供保证。

实施例2

本发明实施例提供了一种晶圆的生产方法，采用本发明实施例提供的扩膜取粒方法将不合格的晶粒剔除，使得在进行后续的封装工艺时，无需再进行晶粒的分拣，只需直接封装即可，有效减少了封装工艺的操作环节，提高了封装效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。