晶圆切割方法和晶圆切割设备与流程

本申请涉及半导体加工，尤其涉及一种晶圆切割方法和晶圆切割设备。

背景技术：

1、当前，在半导体加工技术领域，cmos图像传感器晶圆被广泛用于制造数码相机、智能手机及安防监控等设备的图像传感器芯片。为获取彩色图像，cmos图像传感器的像素区通常设置有色彩滤波阵列。拜耳阵列作为一种常见的色彩滤波阵列，按照红、绿、绿和蓝的模式排列，能够使图像传感器采集财社图像。

2、在晶圆制造完成后，需要沿切割道对晶圆进行划片切割，以将晶圆分离成的多个芯片。随着市场对图像传感器性能要求的不断提升，具有拜耳阵列的晶圆逐渐成为主流产品。在该晶圆中，切割道位于有效像素外侧。然而，在采用激光沿切割道对该晶圆进行切割时，激光切割产生的机械应力容易损伤有效像素区，导致像素失效、产生暗电流或白点缺陷，从而降低晶圆切割良率。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的在于提出一种晶圆切割方法和晶圆切割设备，用以解决上述技术问题。

2、基于上述目的，本申请的一个实施方式提供了一种晶圆切割方法，包括：

3、提供晶圆，所述晶圆包括多个有效像素区和围绕所述有效像素区的切割道；所述有效像素区具有拜耳阵列；在所述有效像素区和所述切割道之间设置有密封环和暗参考像素区，所述密封环设置于所述有效像素区靠近所述切割道的一侧，所述暗参考像素区设置于所述密封环靠近所述切割道的一侧；

4、采用皮秒激光机台发出激光束，通过所述激光束沿所述切割道对所述晶圆进行预定次数的扫描切割；所述预定次数大于或等于2次；每次所述扫描切割的所述激光束的位置相对于上一次所述扫描切割的所述激光束的位置向所述切割道的中心线方向内缩预定步进量；其中，所述皮秒激光机台的参数设置为：功率设置为1w~15w，频率设置为300khz~1000khz。

5、在一些实施方式中，所述预定次数为15次~20次；所述预定步进量为5μm~10μm。

6、在一些实施方式中，所述皮秒激光机台的参数还包括：波长为240nm~500nm，脉宽为100fs~500fs，加工速度为500mm/s~1000mm/s。

7、在一些实施方式中，所述采用皮秒激光机台发出激光束，通过所述激光束沿所述切割道对所述晶圆进行预定次数的扫描切割的步骤之后，还包括：采用超纯水对所述晶圆进行清洁。

8、在一些实施方式中，所述采用超纯水对所述晶圆进行清洁的步骤之后，还包括：

9、对所述晶圆进行刀痕检测；在所述刀痕检测过程中，向所述晶圆切割设备的微透镜进行吹气，所述吹气对应的气压为小于或等于0.3mpa。

10、在一些实施方式中，所述采用超纯水对所述晶圆进行清洁的步骤中，所述超纯水的喷射轨迹与所述晶圆之间的角度设置为45°~50°；所述超纯水的压力设置为0.35mpa~0.5mpa；所述超纯水的流速设置为1.0l/min~1.5l/min。

11、本申请的一个实施方式提供了一种晶圆切割设备，包括：载台，用于承载晶圆；皮秒激光机台，用于发出激光束；控制单元，与所述皮秒激光机台电连接，用于控制所述皮秒激光机台发出激光束，并通过所述激光束沿所述切割道对所述晶圆进行预定次数的扫描切割；所述预定次数大于或等于2次；每次所述扫描切割的所述激光束的位置相对于上一次所述扫描切割的所述激光束的位置向所述切割道的中心线方向内缩预定步进量。

12、在一些实施方式中，还包括清洁单元；所述清洁单元与所述控制单元电性连接，用于在所述控制单元的控制下，在刀痕检测前使用超纯水对所述晶圆进行清洗。

13、在一些实施方式中，还包括吹气单元，所述吹气单元与所述控制单元电性连接，用于在所述控制单元控制下对微透镜进行吹气，所述吹气的气压控制在小于或等于0.3mpa。

14、在一些实施方式中，所述载台为真空吸附载台，用于通过真空吸附方法固定所述晶圆。

15、本申请的一个实施方式提供的一种晶圆切割方法与现有技术相比，其有益效果在于：通过皮秒激光机台采用低功率、高频率、配合多次扫描切割，每次扫描向内缩进预定步进量的扫描方式，沿切割道对晶圆进行开槽，使切割后晶粒侧面的毛刺高度降低，从而提高晶圆切割良率。

1.一种晶圆切割方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆切割方法，其特征在于，所述预定次数为15次~20次；所述预定步进量为5μm~10μm。

3.根据权利要求2所述的晶圆切割方法，其特征在于，所述皮秒激光机台的参数还包括：波长为240nm~500nm，脉宽为100fs~500fs，加工速度为500mm/s~1000mm/s。

4.根据权利要求1所述的晶圆切割方法，其特征在于，所述采用皮秒激光机台发出激光束，通过所述激光束沿所述切割道对所述晶圆进行预定次数的扫描切割的步骤之后，还包括：

5.根据权利要求4所述的晶圆切割方法，其特征在于，所述采用超纯水对所述晶圆进行清洁的步骤之后，还包括：

6.根据权利要求4所述的晶圆切割方法，其特征在于，所述采用超纯水对所述晶圆进行清洁的步骤中，所述超纯水的喷射轨迹与所述晶圆之间的角度设置为45°~50°；所述超纯水的压力设置为0.35mpa~0.5mpa；所述超纯水的流速设置为1.0l/min~1.5l/min。

7.一种晶圆切割设备，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的晶圆切割设备，其特征在于，还包括清洁单元；所述清洁单元与所述控制单元电性连接，用于在所述控制单元的控制下，在刀痕检测前使用超纯水对所述晶圆进行清洗。

9.根据权利要求7所述的晶圆切割设备，其特征在于，还包括吹气单元，所述吹气单元与所述控制单元电性连接，用于在所述控制单元控制下对微透镜进行吹气，所述吹气的气压控制在小于或等于0.3mpa。

10.根据权利要求7所述的晶圆切割设备，其特征在于，所述载台为真空吸附载台，用于通过真空吸附方法固定所述晶圆。