專利名稱：：一種晶圓背電極的制作方法及其晶圓的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種晶圓背電極的制作方法及其晶圓，特別是指一種釆用絲網(wǎng)印刷在晶圓背面涂覆粘合劑的方法。
背景技術(shù)：
：晶圓是指硅半導(dǎo)體積體電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓。在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結(jié)構(gòu)，而成為有特定電性功能的ic產(chǎn)品。隨著電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，晶圓被廣泛應(yīng)用于制作FH431電壓基準(zhǔn)電源和功率M0S器件等，主要應(yīng)用于電腦主板、電壓監(jiān)控器、電壓基準(zhǔn)電源、開關(guān)電源(參考電壓)、充電器等消費(fèi)電子領(lǐng)域。在追求電腦CPU低電壓電源、降低損耗縮小體積的便攜式電源方面，F(xiàn)H431型可調(diào)電壓基準(zhǔn)電源及功率MOS器件成為重要的半導(dǎo)體功率器件。這些新的超小型表面貼裝形式，如SOT-23、SC-59等功率MOS器件起到了關(guān)鍵的作用，且其前景非常廣闊。功率MOS之所以應(yīng)用廣泛，與它自身的特點(diǎn)是分不開的。它是一種電壓控制型單極晶體管，通過柵極電壓來控制漏極電流的。它的顯著特點(diǎn)是驅(qū)動電路簡單，驅(qū)動功率小，高頻特性好，工作頻率高達(dá)100KHZ以上，為所有電力電子器件中頻率之最，同時也不存在二次擊穿的問題，安全區(qū)廣，耐破壞性強(qiáng)。目前在半導(dǎo)體行業(yè)中，基準(zhǔn)電源和功率MOS器件一直都是使用粘結(jié)漿料將芯片粘結(jié)到引線框架和其他基板上。通常粘結(jié)劑的涂覆是釆用注射器或更小的針孔，通過頂壓的方法實(shí)現(xiàn)，使產(chǎn)品達(dá)到功率MOS器件的質(zhì)量要求，這就是現(xiàn)有技術(shù)中廣泛應(yīng)用的"點(diǎn)膠"粘片工藝。而共晶焊則適用于構(gòu)造相對比較簡單的二、三極管。目前許多電源管理IC大部分都是通過導(dǎo)電膠與基座互連，在粘片的時候?qū)σ亚懈詈玫男酒M(jìn)行點(diǎn)膠，點(diǎn)膠工藝就是將銀膠點(diǎn)在框架的小島區(qū)(PDA)上，粘片設(shè)備就從已劃好的晶圓上吸一粒芯片到點(diǎn)了銀膠的框架小島區(qū)。因此，整個工藝的關(guān)鍵在于點(diǎn)膠量的控制。由于導(dǎo)電膠與基座互相連在一起，在封裝過程中容易產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，即導(dǎo)電膠與基座連接的質(zhì)量將會直接影響到產(chǎn)品的最終電性能，因而會導(dǎo)致點(diǎn)膠產(chǎn)品的合格率不穩(wěn)定；另一方面，采用點(diǎn)膠粘片方式，生產(chǎn)的速度相對于二、三極管釆用的共晶粘片方式來說，效率會慢很多，單位時間產(chǎn)量降低，這就成為提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的一個技術(shù)瓶頸；且膠液流動性低，鑲邊現(xiàn)象難以避免。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提高點(diǎn)膠工藝的生產(chǎn)效率，提高單位時間產(chǎn)量，提供一種晶圓背電極的制作方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種釆用上述方法制得的晶圓。所述的晶圓的制作方法包括如下步驟(1)準(zhǔn)備晶圓，并在后續(xù)步驟中保持晶圓平坦；(2)采用絲網(wǎng)印刷在晶圓背面涂覆粘合劑并烘干；(3)將涂覆好粘合劑的晶圓放到劃片藍(lán)膜上；(4)切割和分離晶圓；(5)粘結(jié)并固化已分離的晶圓。步驟(l)中，所述保持晶圓平坦是使用多孔陶瓷平板無損壞地吸牢晶圓并使工作臺的平行度小于0.4mm，使晶圓保持平坦。步驟(2)中，所述的絲網(wǎng)印刷是將金屬絲網(wǎng)繃在晶圓背面，通過刮板的擠壓，使粘合劑通過網(wǎng)孔轉(zhuǎn)移到晶圓背面上；該步驟中所述的金屬絲網(wǎng)是不銹鋼絲網(wǎng)；該步驟中所述粘合劑是銀膠或環(huán)氧樹脂粘合劑。步驟(4)中所述的切割和分離是使用晶圓劃片機(jī)切割分離晶圓。本發(fā)明還提供了一種晶圓，所述晶圓的背面涂覆了粘合劑；所述的粘合劑是釆用絲網(wǎng)印刷涂覆于晶圓背面；所述的粘合劑呈網(wǎng)格狀分布。本發(fā)明所述的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，具有以下的有益效果(1)本發(fā)明所述的印刷方法使用絲網(wǎng)印刷，消除了鑲邊現(xiàn)象，對粘結(jié)漿料的用量減少了1/3，成本則大幅度降低了10%左右；(2)本發(fā)明使晶圓絲網(wǎng)印刷工藝的產(chǎn)品有了性能上的提升，其電性能優(yōu)于點(diǎn)膠工藝同類產(chǎn)品水平，封裝產(chǎn)品的可靠性較高，并且保障了芯片背面電極涂覆表面的平整，易于切割劃片，保證了晶圓在共晶焊線時芯片電極結(jié)合的強(qiáng)度；(3)本發(fā)明通過對晶圓背面進(jìn)行涂覆，在粘片時選用共晶的粘片方式，得到更高的單位時間產(chǎn)量，大大節(jié)約了生產(chǎn)的時間成本；(4)本發(fā)明所述的方法能控制鍵合層厚度，而且已經(jīng)涂覆的晶圓，可以長期保存，提高了對存貨的質(zhì)量控制，節(jié)約了儲存成本。具體實(shí)施例方式(1)準(zhǔn)備晶圓，并在全部制備過程中保持晶圓平坦使用多孔陶瓷平板支撐晶圓，通過平板上多孔陶瓷的通道獲得真空，無損壞地吸牢晶圓并使晶圓在后續(xù)步驟中保持平坦；在晶圓上貼上膠膜及金屬環(huán)，并在膠膜上注明生產(chǎn)批號及產(chǎn)品型號。印刷時由于晶圓是被吸附在工作臺的表面上的，如果表面不平，在下一步的背面涂覆粘合劑就會出現(xiàn)涂層不均勻的現(xiàn)象，間接導(dǎo)致點(diǎn)膠量不足，會影響產(chǎn)品封裝后的合格率。因此工作臺的平面度不大于0.025mm;工作臺重復(fù)定位精度達(dá)到0.lmm方可滿足工藝要求；由于印刷時絲網(wǎng)與工作臺的平行度決定印刷膜厚度的一致性，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，兩者平行度為().()05mm時，印刷膜厚度達(dá)到了均勻一致。(2)將大單孔的不銹鋼絲網(wǎng)繃在晶圓背面，釆用絲網(wǎng)印刷對晶圓背面涂覆粘合劑，然后放入烘箱內(nèi)烘烤絲網(wǎng)印刷由五大元素構(gòu)成，包括絲網(wǎng)、刮刀、漿料、工作臺以及晶圓。絲網(wǎng)是用不銹鋼絲網(wǎng)，其特點(diǎn)是絲徑細(xì)，目數(shù)多，耐磨性好，強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定，拉伸性小，由于絲徑精細(xì)，漿料的通過性能好，尺寸精度穩(wěn)定，適用于晶圓的印刷。刮刀材料是聚胺脂橡膠或氟化橡膠，硬度范圍為邵氏A60°~A90°,該材料非常耐磨，刃口有很好的直線性，保持與絲網(wǎng)的全接觸。在晶圓的背面釆用特別漿料設(shè)計(jì)的粘結(jié)劑來印刷整面，粘結(jié)劑是由功能組份、粘結(jié)組份和有機(jī)載體組成的一種流體，包括銀膠與環(huán)氧樹脂。工作臺需注意平面度及重復(fù)定位精度。晶圓是絲網(wǎng)印刷的主體，需根據(jù)具體的生產(chǎn)批號及型號來定。絲網(wǎng)印刷基本原理是利用絲網(wǎng)圖形部分網(wǎng)孔透漿料，非圖文部分網(wǎng)孔不透漿料的基本原理進(jìn)行印刷。印刷時在絲網(wǎng)一端倒入漿料，用刮刀在絲網(wǎng)的漿料部位施加一定壓力，同時朝絲網(wǎng)另一端移動。粘結(jié)劑在移動中被刮板從圖形部分的網(wǎng)孔中擠壓到基片上。由于漿料的黏性作用而使印跡固著在一定范圍之內(nèi)，印刷過程中刮板始終與絲網(wǎng)印版和承印物呈線接觸，接觸線隨刮刀移動而移動，由于絲網(wǎng)與承印物之間保持一定的間隙，使得印刷時的絲網(wǎng)通過自身的張力而產(chǎn)生對刮板的反作用力，這個反作用力稱為回彈力。由于回彈力的作用，使絲網(wǎng)與基片只呈移動式線接觸，而絲網(wǎng)其它部分與承印物為脫離狀態(tài)，保證了印刷尺寸精度和避免蹭臟承印物。當(dāng)刮板刮過整個印刷區(qū)域后抬起，同時絲網(wǎng)也脫離基片，工作臺返回到上料位置，至此為一個印刷行程。在晶圓背面涂覆了粘合劑后，則將晶圓放到烘箱內(nèi)烘烤，加熱溫度為100±5°C,當(dāng)晶粒面積《0.4mm2,晶圓是蒸晶式時，加熱時間為40min;晶圓是濺射式時，加熱時間為30min;當(dāng)0.4mm2<晶粒面積<0.8mm2,加熱時間為15min;當(dāng)晶粒面積>0.8mm2時，則無須烘片。(3)將涂覆好粘合劑的晶圓放到傳統(tǒng)的劃片藍(lán)膜上；a.檢查晶圓型號、數(shù)量與生產(chǎn)隨工單是否相符；b.確認(rèn)貼膜機(jī)上已裝好成卷的膠膜，用海棉擦干凈工作臺，用氣槍吹掃工作臺的塵埃后，在貼膜機(jī)工作臺上鋪一張圓形長纖維濾紙，將片環(huán)正確安裝在工作臺上，確保片環(huán)對正定位針；c.將晶圓正面朝下放在片環(huán)中間，晶圓定位缺口與Y方面平行。將膠膜貼在晶圓及片環(huán)上，壓板端面則順著操作者傾斜向前緩慢輕輕擠壓膠膜，確保膠膜與晶圓背面緊貼，不留任何氣泡；d.最后用刀沿片環(huán)四周切去多余的膠膜，將片環(huán)取下放在專用的盒子里。(O分離使用傳統(tǒng)的劃片機(jī)對晶圓進(jìn)行切割分離，同時保證了粘結(jié)劑足夠柔軟，并潤濕晶圓的表面；a.將晶圓放到劃片臺上前，用氣槍對著膠膜底部對吹，確保膠膜無異物后放到機(jī)臺上生產(chǎn)；b.打開真空、純水等，為晶圓切割及分離準(zhǔn)備充足的外部條件，其具體參數(shù)如下a)壓縮空氣壓力0.5±0.1Mpa;b)純水(p>14MQ.cm);c)排風(fēng)1.5mVmin;d)冷卻水流量(Blade):1.0~1.5L/MIN;e)冷卻水流量(Shower):0.6~1.2L/MIN;f)主軸轉(zhuǎn)數(shù)29000-32000RPM;g)真空度(指針指向綠色區(qū)域)。c.根據(jù)晶圓的厚度、劃道寬度來選擇劃片刀型、設(shè)置刀高參數(shù)、進(jìn)刀速度，詳見表l、表2:表l劃片刀參數(shù)表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2劃片進(jìn)刀速度參數(shù)表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>每更換一片晶圓，操作員工需進(jìn)行首檢，首檢分三步:第一步，將待生產(chǎn)的晶圓放入工作臺之前，在10X-30X顯微鏡下檢查外觀；第二步，將待生產(chǎn)的晶圓放入工作臺，輸入相關(guān)參數(shù)后，通過劃片機(jī)檢測晶圓的實(shí)際長、寬以及劃道寬度是否符合所輸入的參數(shù)，確保所輸參數(shù)與實(shí)際檢測值相符合；第三步，試劃110刀進(jìn)行首檢(此處刀數(shù)的確定主要是看有無劃到晶圓區(qū)域，檢查有無劃偏現(xiàn)象，對于特殊要求比如需要從中間先劃的芯片，在劃完第一刀后就進(jìn)行首檢)，全部合格后正式開始劃片。在劃片過程中需進(jìn)行全程監(jiān)控，每劃一片晶圓檢查3次，每次檢查數(shù)量不少于2Q粒。晶圓劃完片后，在劃片工作臺真空開啟的狀態(tài)下，一邊用純水沖洗，一邊用干凈無塵布輕輕擦洗晶圓表面，然后取下晶圓放到清洗機(jī)上進(jìn)行清洗。當(dāng)將晶圓放到清洗機(jī)工作臺時，將擴(kuò)片環(huán)圓弧處放進(jìn)清洗機(jī)工作臺四周的抓鉤里，同時設(shè)置好清洗機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，具體如下a)壓縮空氣壓力0.5士0.1Mpa;b)真空度0.080Mpa~0.090Mpa;c)純水壓力5Mpa-6Mpa;d)清洗時間l~3min;e)轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分~2000轉(zhuǎn)/分；f)氮?dú)獯祾邥r間l~2min;g)氮?dú)?9.999%(P=5±lkgf/cm2)。清洗的晶圓需用10X~30X高倍顯微鏡觀察是否已清洗干凈。(5)粘結(jié)并固化已切割好的晶圓。晶圓的粘結(jié)是指半導(dǎo)體芯片與載體(封裝殼體或基片)形成牢固的、傳導(dǎo)性或絕緣性連接的方法。焊接層除了為器件提供機(jī)械連接和電連接外，還須為器件提供良好的散熱通道。本發(fā)明就是通過粘結(jié)分離的晶圓(即芯片)與框架，從而完成了粘片的工藝步驟，其方法屬于樹脂粘接法。粘結(jié)參數(shù)見表3至表6:表3粘片時間<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>第一步，在粘片區(qū)目檢粘片外觀質(zhì)量，每次目檢不少于10片；第二步，粘片約IO粒產(chǎn)品需進(jìn)行推力和殘留比測試，每次抽測5片；第三步，首條檢驗(yàn)，取出該條產(chǎn)品，對該條產(chǎn)品中的每一片進(jìn)行鏡檢，產(chǎn)品必須全部合格。固化要求前固化氮?dú)饬髁?0~20升/分鐘；根據(jù)涂膠漿料型號的不同，設(shè)置相應(yīng)的固化參數(shù)，具體見表7:表7固化參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>為了保證晶圓背面涂層的均勻性，本發(fā)明釆用大單孔的不銹鋼絲網(wǎng)，選擇的目數(shù)為300-330目，絲網(wǎng)的張力及印刷的厚度已獲得了非常好的效果。刮刀剛度很高，避免了通過孔隙時粘結(jié)劑溢出，得到非常薄、且均勾的涂層。對標(biāo)準(zhǔn)印刷機(jī)的運(yùn)行和夾持機(jī)制進(jìn)行改進(jìn)后即可實(shí)現(xiàn)，這包括為兼容超薄晶圓而進(jìn)行的工具校正。必須要注意的是在整個工藝過程中晶圓必須始終保持平坦，這樣才能保證粘結(jié)層厚度的波動，從而實(shí)現(xiàn)了晶圓背電極絲網(wǎng)印刷。權(quán)利要求1.一種晶圓背電極絲網(wǎng)印刷方法，操作步驟為(1)準(zhǔn)備晶圓，并在后續(xù)步驟中保持晶圓平坦；(2)采用絲網(wǎng)印刷在晶圓背面涂覆粘合劑并烘干；(3)將涂覆好粘合劑的晶圓放到劃片藍(lán)膜上；(4)切割和分離晶圓；(5)粘結(jié)并固化已分離的晶圓。2.如權(quán)利要求1所述的晶圓背電極絲網(wǎng)印刷方法，其特征在于步驟(1)中所述保持晶圓平坦的方法是使用多孔陶瓷平板無損壞地吸牢晶圓并使晶圓平坦。3.如權(quán)利要求2所述的晶圓背電極絲網(wǎng)印刷方法，其特征在于步驟(2)中所述的絲網(wǎng)印刷是將金屬絲網(wǎng)繃在晶圓背面，通過刮板的擠壓，使粘合劑通過網(wǎng)孔轉(zhuǎn)移到晶圓背面上。4.如權(quán)利要求3所述的晶圓背電極絲網(wǎng)印刷方法，其特征在于所述的金屬絲網(wǎng)是不銹鋼絲網(wǎng)。5.如權(quán)利要求3所述的晶圓背電極絲網(wǎng)印刷方法，其特征在于步驟(2)中所述的粘合劑是銀膠或環(huán)氧樹脂粘合劑。6.如權(quán)利要求3所述的晶圓背電極絲網(wǎng)印刷方法，其特征在于步驟(4)中所述的切割和分離是使用晶圓劃片機(jī)對晶圓進(jìn)行切割與分離。7.—種如權(quán)利要求1~6中擇一所示的晶圓背電極絲網(wǎng)印刷方法所得的晶圓，其特征在于所述晶圓的背面用絲網(wǎng)印刷方法涂覆了粘合劑。8.如權(quán)利要求7所述的晶圓，其特征在于所述的粘合劑是釆用絲網(wǎng)印刷涂覆于晶圓背面。9.如權(quán)利要求7或8所述的晶圓，其特征在于所述的粘合劑呈網(wǎng)格狀分布。全文摘要本發(fā)明公開了一種在背面采用絲網(wǎng)印刷涂覆了粘合劑的晶圓及其背電極的制作方法，制作步驟包括準(zhǔn)備晶圓，并在后續(xù)步驟中保持晶圓平坦；采用絲網(wǎng)印刷在晶圓背面涂覆粘合劑并烘干；將涂覆好粘合劑的晶圓放到劃片藍(lán)膜上；分離；粘結(jié)并固化已分離的晶圓五個步驟。本發(fā)明消除了晶圓制作中易出現(xiàn)的鑲邊現(xiàn)象，粘結(jié)漿料的用量減少了1/3，粘結(jié)槳料成本大幅度降低了10％左右；并且保障了芯片背面電極涂覆表面的平整，易于切割劃片，保證了晶圓在共晶焊線時芯片電極結(jié)合的強(qiáng)度，大大節(jié)約了生產(chǎn)的時間成本。本發(fā)明所述的背面涂覆粘合劑的晶圓，可以長期保存，提高了對存貨的質(zhì)量控制。文檔編號H01L21/28GK101350296SQ20081019832公開日2009年1月21日申請日期2008年9月2日優(yōu)先權(quán)日2008年9月2日發(fā)明者張富啟,戴春明,晏承亮,沓世我,胥小平,賴小軍,黃海文申請人:廣東風(fēng)華高新科技股份有限公司;肇慶風(fēng)華新谷微電子有限公司