對晶圓表面貼覆的各種薄膜進行激光切膜的新工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明是涉及半導體集成電路、電子元器件、各種傳感器和各種MEMS器件等的生產制造領域，特別涉及一種用于對晶圓表面貼覆的各種薄膜進行切割的新技術和新工藝。
【背景技術】
[0002]在半導體集成電路、電子元器件、各種傳感器和各種MEMS器件等的生產制造過程中，其中一道加工工藝是在晶圓(也稱為:晶片)表面或背面上貼膜。貼膜工藝多采用專用的貼膜機進行貼膜，其貼膜機的工藝過程如下:首先將一段表面膠層具有黏性的薄膜(包括但不限于切割藍膜、切割白膜、減薄保護膜、UV膜、DAF導電膜等、厚度在0.02mm到1.5mm之間)從整卷薄膜中拉出，懸空置于晶圓之上；用橡膠壓輥在薄膜上方向下搟壓、擠壓趕出薄膜與晶片之間的空氣并將薄膜粘貼在晶圓表面，一般薄膜的寬度尺寸稍大于晶圓的直徑、從而可將晶圓全面覆蓋；然后沿著晶圓的邊緣將薄膜切割斷，再將晶圓邊緣以外的薄膜揭起拿掉、最后將晶圓從貼I吳機上取下。
[0003]在現有技術中，對晶圓表面貼覆的薄膜多是采用機械手帶動鋒利的刀片沿著晶圓邊緣進行一周360度的圓形切割，將薄膜切斷。如中國發明專利(專利號:201010516841.X)就公開了一種切膜刀具，該切膜刀具(包括刀片)其特征在于，所述刀片角度可調地安裝于支架上，還包括第一彈性復位裝置，該彈性復位裝置可隨著刀片角度的變化而產生彈性變形力，該彈性變形力可使刀片回復至角度未變化的狀態。但采用刀片沿晶圓邊緣切割薄膜一直存在著以下弊端:
1)刀片在切割薄膜過程中金屬刀身與晶圓的邊緣接觸、有時刀刃還會啃到晶圓邊緣，存在造成晶圓邊緣損傷、崩口、裂紋的可能性，特別是在晶圓經過了多道工藝加工后，在貼膜和切膜前晶圓邊緣已經有裂紋或小裂口的情況下，則刀片切膜必然造成晶圓邊緣的更大損傷、甚至破裂；
2)刀片對薄膜的切割過程中難以保持刀刃始終沿著晶圓邊緣進行，有時刀刃會偏離晶圓的邊緣，從而在晶圓的邊緣會留下薄膜的飛邊(某處多出來一點)、毛刺(尚與切割后薄膜連在一起的細長絲)等問題，這些飛邊和毛刺等會影響下一步的晶圓加工工藝和加工質量；
3)對于一些對晶圓表面貼覆的薄膜進行切割時要縮進晶圓邊緣內一定尺寸(包括但不限于數毫米)、或超出晶片邊緣外一定尺寸(包括但不限于數毫米)的技術和工藝要求，則刀片切膜根本無法實現；
4)8英寸、12英寸和16英寸的晶圓為了定位在邊緣上都有一個V-Notch (V型缺口)，該V型缺口的寬度尺寸在2.0Omm到3.0Omm之間，刀片切割薄膜時在這樣狹窄的范圍內難以彎轉切入其內，造成在V型缺口內薄膜的殘留；
5)對于一些晶圓(包括但不限于制造各種傳感器的玻璃材質、晶體材質、陶瓷材質等的晶圓)的邊緣未經倒角處理而呈90度邊角、不光滑的狀態，刀片切割薄膜時因刀刃會不時啃到晶圓銳利的邊緣而迅速變鈍，根本無法順利自動進行下去，不得不采取人工用手術刀一點一點沿著晶片邊緣進行薄膜切割，其切割過程費時費力、人手無法長久穩定、難以保證切割質量。對于那些經過減薄后邊緣呈小角度銳角、很鋒利的超薄晶圓，刀片切割就更加困難了。
[0004]6)對于包括但不限于任意二維多邊形或任意二維非閉合切割軌跡的薄膜切割中，采用刀片切割薄膜時因刀片無法沿著尖銳的小角度銳角邊自如運動，所以根本就無法完成薄膜切割。

【發明內容】

[0005]鑒于以上所述現有薄膜切割技術的缺陷和弱點，本發明的目的在于提供一種不會損傷晶圓邊緣的、不會產生薄膜飛邊或毛刺的、可對晶圓表面貼覆的各種薄膜進行任意形狀和任意尺寸的、既可滿足沿著晶圓邊緣又可滿足縮進晶圓邊緣內一定尺寸(包括但不限于數毫米)或超出晶片邊緣外一定尺寸(包括但不限于數毫米)的薄膜切割新工藝，其包括如下步驟:首先設置一個激光切膜系統，所述激光切膜系統包括激光器、高速振鏡掃描器、聚焦透鏡組，該系統中的激光器沿Z軸垂直向下發出一束激光、其激光能量可以根據所要切割的薄膜材質和厚度進行調整，調控該系統中的高速振鏡掃描器使激光束照射到需要切膜的位置，再調整該系統中的聚焦透鏡組使激光束聚焦在晶圓表面貼敷的薄膜里，然后按照切割軌跡要求，勻速移動該系統的激光束對晶圓表面貼敷的薄膜進行切割。
[0006]優選地，所述激光切膜系統的激光器、高速振鏡掃描器和聚焦透鏡組與計算機控制系統連接，所述計算機控制系統通過調控所述激光器、高速振鏡掃描器和聚焦透鏡組，實現激光束在高速振鏡掃描器和聚焦透鏡組可視范圍內的勻速移動。
[0007]優選地，所述計算機控制系統內安裝有激光切割軌跡編輯單元，所述激光切割軌跡編輯單元用于對激光束的切割軌跡進行編輯和設定，所述計算機控制系統可以調控所述激光切膜系統中的激光器、高速振鏡掃描器和聚焦透鏡組，使所述激光束按事先編輯設定好的切割軌跡進行移動。
[0008]優選地，所述薄膜厚度包括但不限于0.02mm到1.5mm之間。
[0009]優選地，所述薄膜包括但不限于應用于在晶圓上制造集成電路或半導體元器件的切割藍膜、切割白膜、減薄保護膜、UV膜或DAF導電膜等。
[0010]優選地，所述激光切膜系統聚焦在薄膜上的激光束光斑直徑小于但不限于0.2mm。
[0011]優選地，所述激光切割軌跡編輯單元及其專用軟件對激光切膜的切割軌跡既可進行任意二維閉合形狀的編輯和設定，也可進行任意二維非閉合切割軌跡的編輯和設定。
[0012]優選地，所述激光切膜工藝應用于晶圓的直徑尺寸包括但不限于4英寸、5英寸、6英寸、8英寸、12英寸、16英寸，除了對晶圓表面貼覆的各種薄膜進行激光切膜外，還可以對于包括但不限于任意二維多邊形薄片表面貼覆的各種薄膜進行激光切膜。
[0013]優選地，所述激光切膜技術即可用于沿著晶圓的邊緣或任意二維多邊形薄片的邊緣進行薄膜切割，也可用于縮進晶圓邊緣內或任意二維多邊形薄片邊緣內一定尺寸(包括但不限于數毫米)、或超出晶片邊緣外或任意二維多邊形薄片邊緣外一定尺寸(包括但不限于數毫米)進行薄膜切割。
[0014]如上所述，本發明的對晶圓表面貼覆的各種薄膜進行激光切膜的新工藝具有以下有益效果:在使用激光束對晶圓表面貼覆的薄膜進行切割的過程中，因為沒有任何硬件物質與晶圓的邊緣接觸，從而可有效的避免對晶圓的邊緣造成損傷、崩裂等情況；在激光束勻速移動并不斷切割薄膜的過程中，因為是利用激光束的熱量將其聚焦點光斑內的薄膜全部氣化、并由本激光切膜系統中的排風裝置將氣化的物質排出，因此不會出現在激光切割槽范圍(切割槽寬度基本等同于激光束聚焦點光斑的直徑)內殘留下薄膜的飛邊或毛刺等問題；激光切膜技術可通過切割軌跡編輯單元和專用軟件來編輯和設定所需要的切割形狀或切割軌跡，然后由本激光切膜系統中的計算機控制系統調控由激光器、高速振鏡掃描器和聚焦透鏡組所產生的激光束按切割軌跡要求進行自動切割，可滿足客戶對各種各樣薄膜的切割要求；該激光切膜技術是在非接觸狀態下對晶圓表面貼敷的薄膜進行切割，所以對于那些邊緣未經倒角處理而呈90度邊角、不光滑的晶圓，甚至對于那些經過減薄后邊緣呈小角度銳角、很鋒利的超薄晶圓照樣可以順利完成對各種薄膜沿晶圓邊緣的切割。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明實施例激光切膜系統的結構示意圖。
[0016]1、二氧化碳激光器2、高速振鏡掃描器21、X軸折射振鏡及其驅動電機22、Y軸折射振鏡及其驅動電機3、聚焦透鏡組4、晶圓(也稱為:晶片)。
【具體實施方式】
[0017]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
[0018]需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，所以圖示中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其各個組件的布局、型態和相互連接也可能更為復雜。
[0019]本發明公開了一種對晶圓表面貼覆的各種薄膜進行激光切膜的新工藝，該工藝主要用于對貼敷在晶圓表面的薄膜進行激光切割，貼敷在晶圓表面的薄膜可以是應用于在晶圓上制造集成電路或半導體元器件的切割藍膜、切割白膜、減薄保護膜、UV膜或DAF導電膜等中的一種，但不僅限于以上幾種薄膜，薄膜的厚度一般在0.02mm到1.5mm之間，這種薄膜是通過貼膜機粘貼在晶圓表面上的。在進行貼膜