[发明专利]对晶圆表面贴覆的各种薄膜进行激光切膜的新工艺

说明书

本发明提供了一种对晶圆表面贴覆的各种薄膜进行激光切膜的新工艺，在使用激光束对晶圆表面贴覆的薄膜进行切割的过程中，因为没有如金属刀片等任何硬件物质与晶圆边缘的接触，从而可有效地避免了对晶圆边缘造成损伤、崩裂等问题；在激光束匀速移动切割薄膜的过程中，因为是利用激光束的热量将其聚焦点光斑内的薄膜全部气化、并由本激光切膜系统中的排风装置将气化的物质排出，因此不会出现在激光束切割薄膜的范围内残留下薄膜的飞边或毛刺等问题；该激光切膜工艺可通过切割轨迹编辑单元来编辑和设定所需要的切割形状和切割轨迹，即可以对晶圆表面贴覆的各种薄膜进行激光切膜，也可以对任意二维多边形(包括但不限于方形、长方形、三角形、多边菱形)薄片表面贴覆的各种薄膜进行激光切膜。

技术领域

本发明是涉及半导体集成电路、电子元器件、各种传感器和各种MEMS器件等的生产制造领域，特别涉及一种用于对晶圆(或称晶片)表面贴覆的各种薄膜进行切割的新技术和新工艺。

背景技术

在半导体集成电路、电子元器件、各种传感器和各种MEMS器件等的生产制造过程中，其中一道加工工艺是在晶圆(或称晶片)的表面或背面上贴膜。贴膜工艺多采用专用的贴膜机进行贴膜，其贴膜机的工艺过程如下：首先将一段表面胶层具有黏性的薄膜(包括但不限于切割蓝膜、切割白膜、减薄保护膜、UV紫外膜、DAF导电膜等，厚度包括但不限于在0.02mm到1.5mm之间)从整卷薄膜中拉出，悬空置于晶圆之上；用橡胶压辊在薄膜上方向下擀压、挤压赶出薄膜与晶圆之间的空气并将薄膜粘贴在晶圆表面，一般薄膜的宽度尺寸稍大于晶圆的直径、从而可将晶圆全面覆盖；然后沿着晶圆的边缘将外围多余的薄膜切割断，再将晶圆边缘以外的薄膜揭起拿掉、最后将晶圆从贴膜机上取下。

在现有技术中，对晶圆表面贴覆的薄膜多是采用机械手带动锋利的刀片贴着晶圆边缘进行一周360度的圆形切割，将晶圆外围的薄膜切断。如中国发明专利(专利号：201010516841.X)就公开了一种切膜刀具，该切膜刀具(包括刀片)的特征在于，所述刀片角度可调地安装于支架上，还包括第一弹性复位装置，该弹性复位装置可随着刀片角度的变化而产生弹性变形力，该弹性变形力可使刀片回复至角度未变化的状态，从而保持刀片总是贴着晶圆的边缘对薄膜进行切割。但采用刀片贴着晶圆边缘切割薄膜一直存在着以下诸多弊端：

1)刀片在切割薄膜过程中金属刀身与晶圆的边缘接触、有时刀刃还会啃到晶圆的边缘，因而造成晶圆边缘的损伤、崩口、裂纹等问题，特别是在晶圆经过了多道半导体器件或集成电路工艺的加工后，在切膜前晶圆边缘已经有裂纹的情况下，则刀片切膜必然造成晶圆边缘的更大损伤、甚至破裂；

2)刀片在对薄膜进行切割过程中难以保持刀刃始终贴着晶圆边缘移动，有时刀刃会偏离晶圆的边缘，从而在晶圆的边缘留下薄膜的飞边(某处多出来一部分)、毛刺(与切割后晶圆上的薄膜连在一起的细长丝)等问题，这些飞边和毛刺等会影响下一步的晶圆减薄或晶圆切割工艺，造成加工质量问题；

3)对于一些对晶圆表面贴覆的薄膜进行切割时要缩进晶圆边缘内一定尺寸(包括但不限于数毫米)、或超出晶片边缘外一定尺寸(包括但不限于数毫米)的薄膜切割工艺要求，则刀片贴着晶圆边缘的切膜方式根本无法实现；

4)8英寸、12英寸和16英寸的晶圆为了定位在其边缘上都有一个缩进晶圆内部的V-Notch(V型缺口)，该V型缺口的宽度尺寸在2.00mm到3.00mm之间，刀片切割薄膜时在这样狭窄的范围内该刀片难以弯转切入其内，造成在V型缺口内薄膜的残留，影响后续的工艺；

5)对于一些晶圆(包括但不限于制造各种传感器的玻璃材质、晶体材质、陶瓷材质等的晶圆)的边缘未经倒角处理而呈90度边角、不光滑的状态下，刀片切割薄膜时因刀刃会不时啃到晶圆锐利的边缘而迅速变钝，根本无法顺利完成对整片晶圆的薄膜切割；对于那些经过减薄后边缘呈小角度锐角、很锋利的超薄晶圆，刀片切膜就更加困难和无法进行了。