一种MEMS硅压阻式压力传感器晶圆划片方法与流程

本发明涉及晶圆划切，具体涉及一种mems硅压阻式压力传感器晶圆划片方法。

背景技术：

1、mems硅压阻式压力传感器利用压阻效应，利用全桥设计的传感器信号调节电路集成芯片，具有高灵敏性、输出保护和诊断信号作用，该器件在工业控制、汽车电子、医疗技术、航空航天等领域已得到大规模应用。由于其结构采用硅晶圆作为压力敏感元件，为提高器件灵敏度，压力传感器中的硅晶圆设计的越来越薄，但由于其晶圆划片过程中的应力存在，过薄的硅片会导致在划片过程中在成硅片崩边、开裂，造成器件失效。

2、砂轮划片工艺方法用于常规晶圆划片，是一种高效率、稳定性、可靠性高的晶圆划片技术，可实现厚度100um以上的晶圆一定尺寸芯片划切，以及成本低廉等，在半导体芯片级封装领域得到广泛应用。

3、砂轮划片工作原理是以强力磨削为手段，通过空气静压支撑的主轴带动超薄金刚石刀片以高速旋转，用刀片上细微颗粒与被加工物接触，使其划切处材料产生碎屑，同时载物台一一定速度沿刀片与工件接触方向沿直线运动，在由于刀具自身转动下以及切割水作用下将划切产生切屑带出，最终实现被切割物分离或开槽。

4、针对划片有诸多因素,如切割水流量、划片主轴转速、刀片移动速度等。划片过程中的每个工艺参数的变化对切割影响，以及各工艺参数间的相互配合, 才能获得晶圆划切的最佳效果。特别是多结构异质晶圆，正确的划切方式是晶圆切割品质效果良好的首要条件。

5、基于上述的技术背景和问题，为提高压力传感器划片效率及成品率，避免在划切过程中出现划片过程中硅片崩边、开裂，设计一种划片方式成为一个亟待解决的问题。

6、经过对现有专利检索，中国专利《晶圆划片方法》(专利号zl202210857760.9)，使用刻蚀工艺，在晶圆划片道沿着晶圆厚度方向对所述晶圆方向进行刻蚀，形成沟槽；并沿着此沟槽进行划片。一方面该晶圆是由两种不同材质组合而成，由于等离子体聚集在玻璃上，会产生反溅效应；另一方面在刻蚀过程中，玻璃盖帽会被蚀，容易出现盖帽腐蚀严重、造成外观不良等问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中晶圆划切过程中出现硅片碎裂、崩边的现象，本发明提供了一种mems硅压阻式压力传感器晶圆划片方法。

2、它采用了如下技术方案：

3、一种mems硅压阻式压力传感器晶圆划片方法，该方法应用于一面为硅结构层、另一面为玻璃结构层的压力传感器晶圆划片；

4、其包括以下步骤：

5、1）将晶圆的玻璃结构层表面上贴膜，并固定在晶圆划片机的工作台上，硅结构层作为第一切割层；

6、2）编辑晶圆划片机的划切参数，对第一切割层进行切割，且划片刀未接触玻璃结构层；

7、3）将晶圆从晶圆划片机取出，放入晶圆清洗机清洗硅屑，清洗干净后吹干并将膜撕下；

8、4）将晶圆的硅结构层表面上贴膜，并固定在晶圆划片机的工作台上，玻璃结构层作为第二切割层；

9、5）编辑晶圆砂轮划片机的划切参数，对第二切割层进行切割分离；

10、6）将晶圆从晶圆划片机取出，放入晶圆清洗机清洗硅屑，清洗干净后吹干，进行倒膜。

11、进一步地，所述第一切割层的划片参数为：晶圆划片机主轴转速为30000r/min-35000r/min、刀片进刀速度为15mm/s、冷却水流量设为1.2l/min，刀片为金刚石电镀刀片，其厚度为25um、刀刃长度为560um。

12、进一步地，所述第二切割层的划片参数为：晶圆划片机主轴转速为20000r/min-22000r/min、刀片进刀速度为8mm/s、冷却水流量设为1.2l/min，刀片为树脂划片刀，其厚度为刀片厚度为200um、刀片外径为58mm。

13、进一步地，在步骤6）中，所述倒膜方法包括：

14、使用wafer环上将划切结束的压力传感器芯片玻璃结构层表面直接贴膜，操作滚轮贴膜机设备使膜贴附紧密，然后，翻转wafer环，将贴在压力传感器芯片硅结构层的膜去除。

15、本发明相比现有技术具的有益效果：本发明在划片过程中先将其硅结构层划开，同时设置刀高进刀转速控制其划片高度与速度，避免划片刀接触玻璃结构层；在硅结构层完全划切结束后，再将晶圆反贴膜，再次设置相对应的刀高转速，同时更换刀片，此时刀片只划切玻璃结构层，由于硅结构层已经划切，划产生的应力将不会释放在硅片中，从而防止硅结构层崩边碎裂，有效降低划切过程中产生的应力，保证晶圆划切质量。

技术特征：

1.一种mems硅压阻式压力传感器晶圆划片方法，其特征在于：该方法应用于一面为硅结构层、另一面为玻璃结构层的压力传感器晶圆划片；

2.根据权利要求1所述的一种mems硅压阻式压力传感器晶圆划片方法，其特征在于：所述第一切割层的划片参数为：晶圆划片机主轴转速为30000r/min-35000r/min、刀片进刀速度为15mm/s、冷却水流量设为1.2l/min，刀片为金刚石电镀刀片，其厚度为25um、刀刃长度为560um。

3.根据权利要求1所述的一种mems硅压阻式压力传感器晶圆划片方法，其特征在于：所述第二切割层的划片参数为：晶圆划片机主轴转速为20000r/min-22000r/min、刀片进刀速度为8mm/s、冷却水流量设为1.2l/min，刀片为树脂划片刀，其厚度为刀片厚度为200um、刀片外径为58mm。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种mems硅压阻式压力传感器晶圆划片方法，其特征在于：在步骤6）中，所述倒膜方法包括：

技术总结本发明涉及一种MEMS硅压阻式压力传感器晶圆划片方法，它应用于一面为硅结构层、另一面为玻璃结构层的压力传感器晶圆划片；其包括以下步骤：将晶圆的玻璃结构层表面上贴膜并固定在晶圆划片机工作台上；编辑晶圆划片机的划切参数，对第硅结构层进行切割，且划片刀未接触玻璃结构层；将晶圆取出，放入晶圆清洗机清洗硅屑，清洗干净后吹干并将膜撕下；将晶圆的硅结构层表面上贴膜并固定在晶圆划片机工作台上；编辑晶圆砂轮划片机的划切参数，对玻璃结构层进行切割分离；将晶圆取出，放入晶圆清洗机清洗硅屑，清洗干净后吹干进行倒膜。本发明通过先划切硅结构层再划切玻璃结构层的方式，有效降低划切过程中产生的应力，保证晶圆划切质量。技术研发人员：李自春,娄逸萱,石承伟受保护的技术使用者：华东光电集成器件研究所技术研发日：技术公布日：2024/3/21