一种晶圆的切割方法及晶粒与流程

1.本公开实施例属于半导体技术领域，具体涉及一种晶圆的切割方法及晶粒。


背景技术：

2.对于具有硅通孔tsv的晶圆wafer，由于需要研磨后的晶圆在背面形成焊球pad，因此封装后道来料时，往往是减薄到目标厚度并带晶圆环wafer ring的晶圆。若剩余厚度较厚，还可以采用传统刀片切割或其他工艺，但对于存储memory堆叠芯片而言，晶圆wafer减薄后的厚度很薄，往往只有50～60μm甚至更薄，此时采用传统刀片切割的先减薄，后切割(dicing after grinding，dag)工艺，就会有无法避免的碎片chipping问题。而采用隐形切割后减薄(stealth dicing before grinding，sdbg)工艺就需要透过晶圆背面的切割胶带dicing tape，即透过胶带隐形切割(stealth dicing
3.through tape，sdtt)工艺；该工艺中由于有切割膜的影响，工艺难度较大，且稳定性相对欠佳。


技术实现要素：

4.本公开实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种晶圆的切割方法及晶粒。
5.本公开实施例的一个方面提供一种晶圆的切割方法。所述方
6.法包括：
7.提供减薄后待切割的晶圆；
8.分别在所述晶圆的第一表面的中央区域和边缘区域粘贴内圈切割胶带和外环切割胶带，所述外环切割胶带设置于晶圆框架底部；
9.在所述晶圆的第二表面压合扩展膜；
10.去除所述内圈切割胶带；
11.对所述晶圆的第一表面进行隐形切割；
12.利用所述扩展膜对所述隐形切割后的晶圆进行扩膜处理，将所述晶圆分割成多个晶粒。
13.可选的，所述内圈切割胶带与所述外环切割胶带的边缘之间具有间隔，在粘贴所述内圈切割胶带之后，所述方法还包括：
14.对所述内圈切割胶带的边缘进行断续切割，形成撕裂部。
15.可选的，所述内圈切割胶带和所述外环切割胶带的边缘相重叠，并且在两者相重叠的部分所述内圈切割胶带设置于所述外环切割胶带背离所述晶圆框架的一侧。
16.可选的，所述扩展膜包括非导电膜和保护膜；所述在所述晶圆的第二表面压合扩展膜，包括：
17.在所述晶圆的第二表面压合所述非导电膜；
18.在所述非导电膜背离所述晶圆的表面粘贴所述保护膜；其中，所述保护膜的直径
大于所述晶圆的直径，所述保护模的边缘粘合于所述外环切割胶带。
19.可选的，所述保护膜采用具有延展性的材料制成。
20.可选的，所述利用所述扩展膜对隐形切割后的晶圆进行扩膜处理，将所述晶圆分割成多个晶粒，包括：
21.将所述晶圆的第二表面通过所述扩展膜固定于支撑平台；
22.对所述扩展膜执行扩膜处理，将所述晶圆分割成多个晶粒。
23.可选的，所述对所述晶圆的第一表面进行隐形切割，包括：采用激光隐形切割方式对所述晶圆的第一表面进行隐形切割。
24.可选的，所述去除所述内圈切割胶带，包括：
25.采用紫外线照射所述晶圆的第一表面的中央区域；
26.将所述内圈切割胶带从所述晶圆的第一表面揭离。
27.可选的，所述晶圆具有多个硅通孔。
28.本公开实施例的另一个方面提供一种晶粒。采用如上所述的方法切割得到。
29.本公开实施例的晶圆的切割方法中，对减薄后的晶圆进行切割，在晶圆的第一表面的中央区域粘贴内圈切割胶带，边缘区域粘贴外环切割胶带，切割前，去掉内圈切割胶带，对晶圆的第一表面进行切割，避免了透过切割胶膜进行切割，消除了透膜切割的不稳定性，从而提高晶圆切割质量，提升产品可靠性，该切割工艺简单，易于操作。
附图说明
30.图1为本公开实施例的一种晶圆的切割方法的流程示意图；
31.图2至图8为本公开实施例的一种晶圆的切割方法的工艺流程示意图。
32.图中：
33.100、晶圆；200、内圈切割胶带；300、外环切割胶带；400、晶圆框架；500、扩展膜；510、非导电膜；520、保护膜；600、晶粒。
具体实施方式
34.为使本领域技术人员更好地理解本公开实施例的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开实施例作进一步详细描述。
35.本公开发明人发现，在现有技术中对于厚度小于100um的晶圆，常采用隐形切割方式进行切割，从晶圆背面实施隐形切割的过程中，激光需要透过切割胶带，使得切割工艺难度大，稳定性欠佳，即便有相关改进工艺，激光直接作用于晶圆背面，但工艺还是较为复杂，稳定性也不能得到保障。
36.基于此，本公开提出一种晶圆100的切割方法，通过在晶圆100的第一表面的中央区域和边缘区域分别粘贴内圈切割胶带200和外环切割胶带300，并设置于晶圆框架400底部固定；在晶圆100的第二表面压合扩展膜500，稳定住所述晶圆100，切割前，去除所述内圈切割胶带200，对所述晶圆100的第一表面进行切割，将晶圆100分割成独立的晶粒600，该切割工艺简单，并提高晶圆切割过程的稳定性。
37.如图1所示，一种晶圆的切割方法，所述方法s100包括：
38.s110、提供减薄后待切割的晶圆100。
39.具体的，在步骤s110中，所述晶圆100可以是硅片，封装后道来料，可以是通孔背面露头或背面过孔(backside via reveal，bvr)后来料，并且晶圆100已经经过减薄处理，晶圆100的厚度小于100um，例如，晶圆的厚度范围可以是50μm～60μm。所述晶圆的尺寸可以是直径为8英寸的晶圆、也可以是12英寸的晶圆等，这里不限定；晶圆中所包含多个晶粒，具体数量这里也不限定。
40.s120、分别在所述晶圆100的第一表面的中央区域和边缘区域粘贴内圈切割胶带200和外环切割胶带300，所述外环切割胶带300设置于晶圆框架400底部。
41.具体的，在步骤s120中，如图2所示，所述晶圆100的第一表面可以指晶圆100的背面，在晶圆100减薄后贴膜时，不同于以往在晶圆100的背面贴一整张的切割胶膜。本公开实施例将晶圆100的第一表面粘贴内外双环的切割胶带，其中，内圈切割胶带200粘贴于晶圆100的第一表面的中央区域，外环切割胶带300粘贴于晶圆100的第一表面的边缘区域，起到支撑和保护所述晶圆的作用，所述外环切割胶带外边缘设置于晶圆框架底部，所述晶圆框架增加了晶圆的稳定性。所述内圈切割胶带200与外环切割胶带300二者圆心重合。
42.为方便后续工艺撕开所述内圈切割胶带，本公开实施例提供了两种内外切割胶带的粘贴工艺，具体如下：
43.作为晶圆的切割方法的一个具体示例，所述内圈切割胶带200与所述外环切割胶带300的边缘之间具有间隔，在粘贴所述内圈切割胶带200之后，所述方法还包括：对所述内圈切割胶带200的边缘进行断续切割，形成撕裂部。
44.本公开实施例中，所述内圈切割胶带和外环切割胶带之间具有间隔，提供手工撕膜空间，对所述内圈切割胶带的边缘进行断续切割，形成撕裂部，通过撕裂部易于的将内圈切割胶带撕开，与所述晶圆分离。所述撕裂部的形状可以为锯齿形状等。
45.作为晶圆的切割方法的一个具体示例，如图2和图3所示，所述内圈切割胶带200和所述外环切割胶带300的边缘相重叠，并且在两者相重叠的部分所述内圈切割胶带200设置于所述外环切割胶带300背离所述晶圆框架400的一侧。
46.本公开实施例中，所述内圈切割胶带的边缘设置于所述外环切割胶带背离所述晶圆框架的一侧，这样，方便撕下所述内圈切割胶带。
47.s130、在所述晶圆100的第二表面压合扩展膜500。
48.具体的，在步骤s130中，所述晶圆100的第二表面可以指晶圆100的正面，晶圆100的正面设置有重布线层或焊盘等。所述晶圆进入后道封装工序后，采用真空贴膜方法，在晶圆的第二表面粘贴扩展膜进行二次支撑，用于支撑中央部分的晶圆，此时，晶圆的第一表面和第二表面分别有内外切割胶带和扩展膜固定与保护。
49.作为晶圆的切割方法的一个具体示例，如图4所示，所述扩展膜500包括非导电膜510和保护膜520，所述在所述晶圆100的第二表面压合扩展膜500，包括：
50.s131、在所述晶圆100的第二表面压合所述非导电膜510。
51.具体的，在步骤s131中，采用现有的真空贴膜方法在所述晶圆的第二表面压合所述非导电膜ncf，真空贴膜可以使得所述非导电膜ncf与所述晶圆的第二表面完全贴合。
52.所述非导电膜ncf设置于所述晶圆的第二表面，非导电膜ncf的材料为改性环氧树脂，在80～95℃下具有高流动性，在该温度下可实现无孔洞层压，材料的高透明度和无孔洞有助于检测晶圆表面上的对准标识。非导电膜ncf与晶圆正面具有良好的黏着力和良好的
机械性能，支撑晶圆，以防止ncf在切割过程中被损坏；热压焊时非导电膜ncf基体可以快速软化、流动和润湿。
53.s132、在所述非导电膜510背离所述晶圆100的表面粘贴所述保护膜520；其中，所述保护膜520的直径大于所述晶圆100的直径，所述保护模的边缘粘合于所述外环切割胶带300。
54.具体的，如图4所示，所述保护膜的直径大于所述晶圆的直径，以确保保护膜与所述外环切割胶带粘接牢固，并且保证所述保护膜具有足够的强度以供后续扩膜。所述保护膜，也就是ncf的基底膜采用具有延展性较好的材料制成。
55.具体的，所述保护膜520采用聚乙烯(polyethylene，poly)材料制成。需要说明的是，所述poly材料常用作晶片粘结薄膜(die attach film，daf)膜材料。
56.s140、去除所述内圈切割胶带200。
57.本公开实施例中，为在后续切割前保护所述晶圆，先在所述晶圆的第二表面粘贴扩展膜，以覆盖全部晶圆。
58.作为晶圆的切割方法的一个具体示例，如图5和图6所示，所述去除所述内圈切割胶带200，包括：
59.s141、采用紫外线照射所述晶圆100的第一表面的中央区域。
60.需要说明的是，所述晶圆100的第一表面的中央区域粘贴有内圈切割胶带200，如图5所示，内圈切割胶带以其超强的黏着力确实抓住晶圆，以适量的紫外线uv light照射就可以降低其黏着力。
61.s142、将所述内圈切割胶带200从所述晶圆100的第一表面揭离。
62.也就是说，如图6所示，经过适量的紫外线照射降低了内圈切割胶带的黏着力，可以轻易取下所述内圈切割胶带，以便后续切割晶圆。去除所述内圈切割胶带也减小了占用的空间，留存的外环切割胶带固定晶圆边缘，提高晶圆的稳定性。
63.s150、对所述晶圆100的第一表面进行隐形切割。
64.具体的，在步骤s150中，揭离所述内圈切割胶带后，如图7所示，对所述晶圆的第一表面进行隐形切割，将晶圆分割成独立的晶粒，而不透过切割胶带，消除透膜切割的不稳定因素，提高切割质量，提升产品可靠性。
65.作为晶圆的切割方法的一个具体示例，所述对所述晶圆的第一表面进行隐形切割，包括：采用激光隐形切割方式对所述晶圆100的第一表面进行隐形切割。
66.需要说明的是，对于晶圆的厚度小于100um，采用激光laser隐形切割更合适，在执行激光隐形切割处理的过程中，激光直接作用于所述晶圆的第一表面，从而避免了透膜切割，消除了透膜切割的不稳定因素。
67.s160、利用所述扩展膜对所述隐形切割后的晶圆进行扩膜处理，将所述晶圆100分割成多个晶粒600。
68.作为晶圆的切割方法的一个具体示例，如图8所示，所述利用所述扩展膜对隐形切割后的晶圆进行扩膜处理，将所述晶圆分割成多个晶粒，包括：
69.s161、将所述晶圆的第二表面通过所述扩展膜固定于支撑平台。
70.具体的，将所述晶圆框架固定于所述支撑平台的固定部，所述晶圆框架和外环切割胶带可以更稳定的将晶圆固定于支撑平台上。这时，将晶圆的第二表面朝下，所述扩展膜
固定于支撑平台的运动部上。
71.s162、对所述扩展膜执行扩膜处理；将所述晶圆100分割成多个晶粒600。
72.具体的，在将所述晶圆固定于支撑平台上之后，支撑平台的运动部升起，从而使得扩展膜的中部被顶起，而外环切割胶带被固定，因此使得扩展膜被扩展。在扩膜的过程中，保护膜受到指向外围的拉伸力，由于晶圆粘贴于非导电膜ncf，因此非导电膜ncf也受到指向外围的拉伸力，从而将晶粒分离。
73.作为晶圆的切割方法的一个具体示例，所述晶圆100具有多个硅通孔。
74.至此，采用本公开实施例的晶圆切割方法切割后的芯片正面朝下黏附于ncf底模上，在执行热压键合(thermal compression bonding，tcb)工艺装片时，直接拾取切割后的芯片，也就是晶粒，进行焊头bondhead热压焊接制备，无需翻转，方便后续封装。
75.本公开实施例的另一个方面提供一种晶粒。采用如上所述的方法切割得到。
76.具体的，采用本公开实施例晶圆的切割方法制备的晶粒，成品可靠性高，质量有保证。晶圆切割过程中，撕去了晶圆第一表面的中央区域的内圈切割胶带，使得隐形切割所述晶圆第一表面时，避免了透膜切割的情况，消除了透膜切割的不稳定因素，所以提高了产品的可靠性。
77.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开实施例的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开实施例并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开实施例的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开实施例的保护范围。

技术特征：
1.一种晶圆的切割方法，其特征在于，所述方法包括：提供减薄后待切割的晶圆；分别在所述晶圆的第一表面的中央区域和边缘区域粘贴内圈切割胶带和外环切割胶带，所述外环切割胶带设置于晶圆框架底部；在所述晶圆的第二表面压合扩展膜；去除所述内圈切割胶带；对所述晶圆的第一表面进行隐形切割；利用所述扩展膜对所述隐形切割后的晶圆进行扩膜处理，将所述晶圆分割成多个晶粒。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内圈切割胶带与所述外环切割胶带的边缘之间具有间隔，在粘贴所述内圈切割胶带之后，所述方法还包括：对所述内圈切割胶带的边缘进行断续切割，形成撕裂部。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内圈切割胶带和所述外环切割胶带的边缘相重叠，并且在两者相重叠的部分所述内圈切割胶带设置于所述外环切割胶带背离所述晶圆框架的一侧。4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述扩展膜包括非导电膜和保护膜，所述在所述晶圆的第二表面压合扩展膜，包括：在所述晶圆的第二表面压合所述非导电膜；在所述非导电膜背离所述晶圆的表面粘贴所述保护膜；其中，所述保护膜的直径大于所述晶圆的直径，所述保护模的边缘粘合于所述外环切割胶带。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述保护膜采用具有延展性的材料制成。6.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述利用所述扩展膜对隐形切割后的晶圆进行扩膜处理，将所述晶圆分割成多个晶粒，包括：将所述晶圆的第二表面通过所述扩展膜固定于支撑平台；对所述扩展膜执行扩膜处理，将所述晶圆分割成多个晶粒。7.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述晶圆的第一表面进行隐形切割，包括：采用激光隐形切割方式对所述晶圆的第一表面进行隐形切割。8.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述去除所述内圈切割胶带，包括：采用紫外线照射所述晶圆的第一表面的中央区域；将所述内圈切割胶带从所述晶圆的第一表面揭离。9.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述晶圆具有多个硅通孔。10.一种晶粒，其特征在于，采用权利要求1至9任一项所述的方法切割得到。

技术总结
本公开实施例提供一种晶圆的切割方法及晶粒，所述方法包括：提供减薄后待切割的晶圆；分别在所述晶圆的第一表面的中央区域和边缘区域粘贴内圈切割胶带和外环切割胶带，所述外环切割胶带设置于晶圆框架底部；在所述晶圆的第二表面压合扩展膜；去除所述内圈切割胶带；对所述晶圆的第一表面进行隐形切割；利用所述扩展膜对所述隐形切割后的晶圆进行扩膜处理，将所述晶圆分割成多个晶粒。本公开实施例中采用内外双环切割胶带，粘贴于晶圆的第一表面，切割前，去除晶圆的第一表面中央区域的内圈切割胶带，避免透膜切割，消除透膜切割的不稳定，提高切割质量，提升产品可靠性。提升产品可靠性。提升产品可靠性。


技术研发人员：张景 李德权
受保护的技术使用者：通富微电子股份有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/8/6