[发明专利]玻璃钝化硅晶圆的背面激光切割方法

说明书

技术领域

本发明有关于一种玻璃钝化硅晶圆的切割方法，特别是涉及一种玻璃钝化硅晶圆的背面激光切割方法。

背景技术

图1所示为传统的玻璃钝化硅晶圆器件的结构示意图，传统的玻璃钝化硅晶圆背面具有一层芯片镍层1，该芯片镍层1紧贴有一层基区硅材料2，该基区硅材料2的另一侧设有PN结3，在玻璃钝化硅晶圆的正面均匀分布有多数个沟槽4，沟槽4内覆盖有玻璃钝化层5，以对玻璃钝化硅晶圆的核心结构PN结3进行表面钝化保护。

目前，传统上对玻璃钝化硅晶圆器件的切割方式采用机械式旋转砂轮刀具进行正面切割的方式，正面切割时，砂轮刀具中的金刚石颗粒对玻璃钝化硅晶圆以高速撞击的方式，从玻璃钝化硅晶圆正面的沟槽4内的玻璃钝化层5开始，将沟槽4内的玻璃钝化层5和硅材料敲碎，再利用喷射的切割水将切割时的粉末冲除，形成图2所示的多数个芯片晶粒6。但是使用现有的正面切割方法在切割时，旋转砂轮刀具与沟槽4中玻璃钝化层5直接接触，这种方法会使得玻璃钝化层5产生崩碎现象，并且玻璃钝化硅晶圆的切割道区域有微小裂纹产生，从而影响到PN结3的电性能；同时在切割时，高速旋转的砂轮刀具侧面的作用力会造成芯片镍层1与基区硅材料2之间剥离的情形，因此造成切割后的玻璃钝化硅晶圆器件原有的电学性能受损；现有方法还存在机械应力、背面崩裂等品质问题，及存在切割速度慢(切割速度在30mm/s以下)、成品率低(成品率只有80％左右)、刀片等耗材损耗率高等缺点。因此，有必要对现有的玻璃钝化硅晶圆的切割方法进行改进，以解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种切割速度快、成品率高、且不会产生崩碎现象的玻璃钝化硅晶圆的背面激光切割方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种玻璃钝化硅晶圆的背面激光切割方法，该方法包括有如下步骤：1)在玻璃钝化硅晶圆背面制作与玻璃钝化硅晶圆正面的沟槽位置一一对应的定位切割道，2)使用激光沿玻璃钝化硅晶圆背面的定位切割道进行切割，3)分离芯片晶粒。

制作定位切割道的步骤1)包括有如下步骤：

a)双面光刻，其包括有对所述玻璃钝化硅晶圆进行双面氧化，根据所需芯片晶粒的尺寸规格选择不同图形的光刻板，以及涂光刻胶、烘干；光刻胶为负胶；

b)玻璃钝化硅晶圆双面预腐蚀，无光刻胶保护区域的氧化层被完全腐蚀干净；

c)玻璃钝化硅晶圆背面负胶保护；

d)化学镀镍或镀镍、金以形成玻璃钝化硅晶圆背面的定位切割道。

制作定位切割道的步骤能够与玻璃钝化硅晶圆形成沟槽时的步骤同时进行，即在步骤1)中的步骤c)与步骤d)之间包括形成玻璃钝化硅晶圆正面的沟槽的步骤。

玻璃钝化硅晶圆正面的光刻板的图形为网格状，玻璃钝化硅晶圆背面的光刻板的图形为方块状，或者是玻璃钝化硅晶圆正面的光刻板的图形为网格状，玻璃钝化硅晶圆背面的光刻板的图形为与玻璃钝化硅晶圆正面的光刻板的图形重合的网格状。

使用氢氟酸和纯水按8％至50％的体积比配成一次预腐蚀液，对已制作出 光刻图形的玻璃钝化硅晶圆进行一次预腐蚀。

使用氢氟酸和纯水按8％至50％的体积比配成一次预腐蚀液，对已制作出光刻图形的玻璃钝化硅晶圆进行一次预腐蚀，再将玻璃钝化硅晶圆在以硝酸、氢氟酸为主，配以乙酸或冰醋酸稀释的二次预腐蚀酸中进行二次预腐蚀。

在步骤c)中，采用负胶并通过旋转补胶方式对预腐蚀后的玻璃钝化硅晶圆背面进行补胶，以在步骤d)，即形成玻璃钝化硅晶圆正面的沟槽中，避免玻璃钝化硅晶圆背面被过度腐蚀。

在使用激光沿玻璃钝化硅晶圆背面的定位切割道进行切割步骤中，通过显微放大镜头和摄像机，依据玻璃钝化硅晶圆背面的定位切割道，对玻璃钝化硅晶圆进行定位，通过对激光的扩束、聚焦后对玻璃钝化硅晶圆背面进行切割，使用半切穿方式形成激光切割槽；在分离芯片晶粒步骤中，使用机械裂片的方式，使半切穿方式的玻璃钝化硅晶圆分离成单一的芯片晶粒。

由于在玻璃钝化硅晶圆背面制作了与正面的沟槽对应的定位切割道，使用激光从玻璃钝化硅晶圆背面进行无接触式切割，因此，在进行切割时无机械力的作用，避开正面的玻璃钝化层，避免了芯片镍层与基区硅材料剥离的情形。

本发明中的玻璃钝化硅晶圆的背面激光切割方法，其操作简单，切割速度相对传统机械式旋转砂轮刀具正面切割工艺提高了5至10倍，并且没有传统机械式刀具正面切割工艺的所产生的机械应力、玻璃钝化层崩碎、晶圆微裂、耗材消耗量大等缺点。