[发明专利]晶圆分离方法

说明书

本发明公开了一种晶圆分离方法，用于按照设置于晶圆电路层的切割道将晶圆分离为多个独立的芯片，所述切割道包含金属层和/或low‑k层；所述晶圆分离方法包括：首先在所述晶圆电路层的表面粘附一层透明的保护膜；然后使用机械切割方法按照所述切割道将晶圆分离为多个独立的芯片。本发明通过简单的在晶圆电路层的表面粘附一层透明的保护膜的方式，有效防止了机械切割过程中切割道内金属层翘起、崩角和/或low‑k层剥离、裂缝等问题，从而可实现全机械切割的晶圆分离方案，在保证生产质量的同时有效降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及一种晶圆分离方法，属于半导体器件制造技术领域。

背景技术

半导体器件制造过程中，由于一片晶圆上通常会制备很多个芯片，因此通常需要按照设置于晶圆电路层的切割道将晶圆分离为多个独立的芯片。现有的分离方法包括机械切割的方法和热切割的方法，机械切割是使用切割刀（一般为金刚石刀）进行切割，热切割是使用激光进行切割。

随着半导体集成电路技术的发展，越来越多的新技术被应用，例如High-K（高介电常数）金属栅极工艺和low-k（低介电常数）工艺。采用此类新工艺虽然可以带来半导体器件性能的大幅提升，但由于晶圆电路层的切割道中会存在金属层和/或low-k层，也对器件制造工艺带来了新的挑战：

当切割道内有金属层设计的晶圆采用机械切割时（轴带动金刚刀高速旋转进行切割），切割槽以外的金属层在切割过程中无法切除。由于金属具有较好的延展性，很容易随着金刚刀旋转而翘起，金属翘起的部分有概率和焊线或基板接触，而导致半导体结构发生漏电或短路。另外，金属层在切割过程中也容易包覆在刀刃上，影响金刚刀正常自我代谢，导致切割崩角，影响芯片性能和可靠性。

当Low-k设计的晶圆采用机械切割时，由于现有low-k材料的特性，金刚石刀切割low-k层容易出现low-k层剥离、崩角和裂缝等现象，并且low-k层所产生的裂缝很容易扩展到金属层中，从而影响芯片性能和可靠性。

现有技术采用激光切割的方式或者激光切割与机械切割相结合的方式来解决这一问题，即直接用激光切割将芯片与晶圆分离；或者先用激光进行预切割，将切割道中的金属层和low-k层切除，然后再用机械切割方式实现芯片与晶圆的最终分离。虽然以上方案可较好地解决这一问题，但由于激光切割的实现成本较高，因此有必要探索一种实现成本较低的解决方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术所存在的实现成本较高的不足，提供一种低成本的晶圆分离方法，使用机械切割实现晶圆分离，并可有效防止切割过程中切割道内金属层翘起、崩角和/或low-k层剥离、裂缝等问题。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种晶圆分离方法，用于按照设置于晶圆电路层的切割道将晶圆分离为多个独立的芯片，所述切割道包含金属层和/或low-k层；所述晶圆分离方法包括：首先在所述晶圆电路层的表面粘附一层透明的保护膜；然后使用机械切割方法按照所述切割道将晶圆分离为多个独立的芯片。

作为其中一种优选方案，所述机械切割方法为台阶式的两步机械切割方法。

进一步优选地，所述两步机械切割方法的第一步机械切割所使用切割刀的宽度为所述切割道宽度的1/2～3/4；第二步机械切割所使用切割刀的宽度比第一步机械切割所使用切割刀的宽度小5~15μm。

进一步优选地，所述两步机械切割方法具体如下：先通过第一步机械切割在所述切割道上切割出深度超出晶圆电路层10~20μm的切割槽，然后对晶圆背面衬底进行研磨以使晶圆达到目标厚度，最后在所述切割槽中进行第二步机械切割以使晶圆分离为多个独立的芯片。