晶圓的分割方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作領(lǐng)域，特別涉及一種晶圓的分割方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體制作過程中，在晶圓(wafer)上形成集成電路后，需要將晶圓切割成若干分立芯片(chip)或晶粒(die),然后對分立的芯片(chip)或晶粒(die)進(jìn)行封裝,形成芯片封裝結(jié)構(gòu)。
[0003]刀片切割是傳統(tǒng)的晶圓切割工藝，刀片切割時利用切割刀具，沿晶圓上的切割道，從晶圓的背面進(jìn)行切割，使得晶圓上的一個一個的芯片分立，形成獨立的芯片。
[0004]隨著器件的集成度的不斷提高，單個晶圓上形成的芯片數(shù)量也越來越多，相鄰芯片之間的切割道的區(qū)域也越來越窄，特別是隨著切割道的寬度減小到80微米以下，采用刀片切割對晶圓進(jìn)行切割時，切割道附近會承受較大的應(yīng)力，容易引起崩邊和晶圓破裂或破損等問題。
[0005]針對此問題，業(yè)界提出一種新的切割工藝一激光刻蝕，激光刻蝕是以高功率的激光聚焦于晶圓表面，使晶圓局部溫度升高而分解。激光切割的優(yōu)點是切割速度快，且不易對質(zhì)地較脆的晶圓造成機(jī)械式的破壞。
[0006]但是激光切割存在切割成本高，并且切割口容易產(chǎn)生微裂痕等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明解決的問題是在切割道寬度較小時，減少晶圓切割的成本。
[0008]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種晶圓的分割方法，包括:提供晶圓，所述晶圓包括若干芯片區(qū)域和位于相鄰芯片之間的切割道區(qū)域，所述晶圓上具有介質(zhì)層；刻蝕切割道區(qū)域上的介質(zhì)層和部分厚度的晶圓，在介質(zhì)層和晶圓中形成若干溝槽；在所述介質(zhì)層上形成膠帶層，所述膠帶層封閉所述溝槽開口 ；進(jìn)行膨脹工藝，將所述晶圓沿切割道區(qū)域分裂成若干芯片。
[0009]可選的，所述切割道區(qū)域的寬度為20?30微米。
[0010]可選的，所述溝槽的寬度等于或小于切割道區(qū)域的寬度。
[0011]可選的，所述溝槽的寬度為20?30微米。
[0012]可選的，所述溝槽的側(cè)壁垂直于晶圓的表面，所述溝槽位于晶圓中的深度為200?300微米。
[0013]可選的，所述溝槽的形成工藝為等離子體刻蝕工藝。
[0014]可選的，所述等離子刻蝕工藝刻蝕部分厚度的晶圓采用的氣體為SF6、C4F8, SF6的流量為1300?1700sccm，C4F8的流量為500?700sccm，腔室溫度5?15攝氏度、腔室壓強(qiáng)為30?70mtorr，源功率為2300?2700W，偏置功率為35?35W。
[0015]可選的，所述等離子刻蝕工藝刻蝕所述介質(zhì)層采用的氣體CF4XHF3和02，CF4XHF3和O2的流量為500?1500SCCm，腔室溫度5?15攝氏度、腔室壓強(qiáng)為30?70mtorr，源功率為2300?2700W，偏置功率為40?100W。
[0016]可選的，在所述介質(zhì)層上形成膠帶層后，還包括，對晶圓的背面進(jìn)行減薄。
[0017]可選的，減薄后的晶圓的背面與溝槽底部之間的厚度為40?60微米。
[0018]可選的，所述膨脹工藝的具體過程為:將所述晶圓置于膨脹腔室內(nèi)，在所述晶圓的背面上施加垂直于晶圓表面的壓力，在晶圓的邊緣施加向外的拉力，使得溝槽底部的晶圓材料斷裂，形成若干分立的芯片。
[0019]可選的，所述膠帶層的厚度為70?120微米。
[0020]可選的，所述膠帶層材料為藍(lán)膠帶、環(huán)氧樹脂膠帶、聚酰亞胺膠帶、聚乙烯膠帶、UV膠帶、苯并環(huán)丁烯膠帶或聚苯并惡唑膠帶。
[0021]可選的，所述芯片區(qū)域中形成有若干半導(dǎo)體器件，所述介質(zhì)層中具有若干互連結(jié)構(gòu)，所述互連結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體器件相連，所述半導(dǎo)體器件和互連結(jié)構(gòu)構(gòu)成芯片中的集成電路。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0023]本發(fā)明的切割方法，提供晶圓，所述晶圓包括若干芯片區(qū)域和位于相鄰芯片之間的切割道區(qū)域，所述晶圓上具有介質(zhì)層；刻蝕切割道區(qū)域上的介質(zhì)層和部分厚度的晶圓，在介質(zhì)層和晶圓中形成若干溝槽；在所述介質(zhì)層上形成膠帶層，所述膠帶層封閉所述溝槽開口 ；進(jìn)行膨脹工藝，將所述晶圓沿切割道區(qū)域分裂成若干芯片。通過刻蝕工藝和膨脹工藝的結(jié)合，可以在切割道寬度較小的情況下實現(xiàn)晶圓的分割，分割進(jìn)度較高，并且分割的成本較低，相比較于激光切割工藝節(jié)省了大約28%的制作成本。
[0024]進(jìn)一步，減薄后的晶圓的背面與溝槽底部之間的厚度為40?60微米，如果減薄后的晶圓的背面與溝槽底部之間的厚度太薄的話，在后續(xù)進(jìn)行膨脹工藝時，容易在底部產(chǎn)生削角缺陷(chipping)，影響芯片的性能并且不利于后續(xù)的封裝，如果減薄后的晶圓的背面與溝槽底部之間的厚度太厚的話，不利于后續(xù)膨脹工藝進(jìn)行，容易導(dǎo)致膨脹工藝失敗。
【附圖說明】
[0025]圖1?圖7為本發(fā)明實施例晶圓分割方法的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]如【背景技術(shù)】所言，隨著切割道的寬度的逐漸減小，采用刀片切割沿切割道進(jìn)行切割時，容易引起崩邊和晶圓破裂或破損等問題，而采用激光切割時，由于激光切割設(shè)備比較昂貴，使得激光切割的成本較高。
[0027]為此，本發(fā)明提出一種晶圓的分割方法，首先通過刻蝕工藝，刻蝕切割道上的介質(zhì)層和切割道區(qū)域的部分晶圓材料，在介質(zhì)層和晶圓中形成溝槽，然后在介質(zhì)層上形成膠帶膜，接著使用膨脹工藝將晶圓分裂成若干芯片。本發(fā)明的分割方法，通過刻蝕工藝和膨脹工藝的結(jié)合，可以在切割道寬度較小的情況下實現(xiàn)晶圓的分割，分割進(jìn)度較高，并且分割的成本較低。
[0028]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細(xì)的說明。在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，示意圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。此外，在實際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0029]圖1?圖7為本發(fā)明實施例晶圓分割方法的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]請參考圖1和圖2，圖2為圖1沿切割線AB方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，提供晶圓100，所述晶圓100包括若干芯片區(qū)域11和位于相鄰芯片11之間的切割道區(qū)域12，所述晶圓100上具有介質(zhì)層101。需要說明的是，為了圖示的方便圖1中未示出介質(zhì)層。
[0031]所述晶圓100的材料為硅(Si)、鍺(Ge)、或硅鍺(GeSi)、碳化硅(SiC);也可以是絕緣體上硅(S0I)，絕緣體上鍺(G0I);或者還可以為其它的材料，例如砷化鎵等II1- V族化合物。本實施中，所述晶圓100的材料為硅，所述晶圓的厚度為400?1000微米。
[0032]所述晶圓100為形成若干芯片的載體，所述晶圓包括若干芯片區(qū)域11，芯片區(qū)域11上形成有集成電路，每個芯片區(qū)域11對應(yīng)一個芯片，若干芯片區(qū)域11在晶圓上呈行列分布，芯片區(qū)域11與芯片區(qū)域11之間為切割道區(qū)域12，后續(xù)沿切割道區(qū)域分割所述晶圓，形成若干分立的芯片。
[0033]所述芯片區(qū)域11中形成有若干半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件可以包括無源器件和有源器件(圖中未示出)，所述有源器件可以為MOS晶體管、二極管、三極管、功率晶體管等，所述無源器件可以為電阻、電容、電感等，在晶圓100的芯片區(qū)域11中形成半導(dǎo)體器件后，在晶圓100上形成介質(zhì)層101,在介質(zhì)層101中形成若干互連結(jié)構(gòu)(圖中未不出),所述互連結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體器件相連，所述半導(dǎo)體器件和互連結(jié)構(gòu)構(gòu)成芯片中的集成電路。
[0034]所述介質(zhì)層101可以為多層堆疊結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的介質(zhì)層101中形成互連結(jié)構(gòu)也可以包括多層金屬層，和將相鄰的金屬層互連的導(dǎo)電插塞。所述介質(zhì)層101的材料可以為氧化硅、氮化硅、低K材料或超低K材料。
[0035]所述介質(zhì)層101上還可以形成鈍化層(圖中未示出)，所述鈍化層用于保護(hù)底下形成的半導(dǎo)體器件和互連結(jié)構(gòu)，所述鈍化層的材料可以為氮化硅、高分子聚合物等。
[0036]本實施例中，為了提高晶圓100上單位面積形成的芯片的數(shù)量以及提高器件的集成度，所述切割道區(qū)域12的寬度為20?30微米。
[0037]請繼續(xù)參考圖2，在介質(zhì)層101上形成掩膜層103，所述掩膜層103中具有暴露出介質(zhì)層表面的開口 104，所述開口 104的位置與切割道區(qū)域12的位置對應(yīng)。
[0038]所述掩膜層103作為后續(xù)刻蝕介質(zhì)層101和部分厚度的晶圓100時的掩膜。
[0039]所述掩膜層103的材料可以為光刻膠、無定形碳、SiN, S1N, SiCN, SiC, TiN, TaN,
或BN等。
[0040]所述掩膜層103可以為單層或多層堆疊結(jié)構(gòu)。所述掩膜層103為多層堆疊結(jié)構(gòu)時，在具體的實施例中，所述掩膜層103可以為氧化硅層和光刻膠層的雙層堆疊結(jié)構(gòu)，或者氧化娃層、氮化鈦層和光刻膠層的三層堆疊結(jié)構(gòu)。
[0041]本實施例中，所述掩膜層103為單層的光刻膠層，通過曝光