本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造，尤其涉及一種圖像傳感器制造裝置、制造方法及圖像傳感器。

背景技術(shù)：

1、晶圓作為半導(dǎo)體襯底，加工工藝主要分為前端工藝和后端工藝，前端工藝負(fù)責(zé)制造芯片上的晶體管等有源器件，后端工藝則主要分為切片、研磨、拋光和清洗等步驟，對(duì)晶圓實(shí)施后端工藝的過(guò)程中能夠去除晶圓受到化學(xué)污染的部分并能夠同步減小芯片的厚度、降低電阻、減少功耗以及提高熱導(dǎo)率。其中，切片作為晶圓后端加工的第一道工序,切片的質(zhì)量對(duì)加工過(guò)程中導(dǎo)致的晶圓損傷程度及最終晶圓的成品質(zhì)量具有至關(guān)重要的影響。目前,半導(dǎo)體晶圓切片通常采用線鋸切片技術(shù)，并根據(jù)切割線材質(zhì)的不同將晶圓切片線鋸分為游離磨粒切片線鋸和固結(jié)磨粒切片線鋸。

2、其中，游離磨粒常采用砂漿，固結(jié)磨粒線則采用金剛線，金剛線是采用表面附著鎳基合金或樹脂的不銹鋼線，且常常通過(guò)電鍍、粘合或焊接等技術(shù)在鎳基合金或樹脂層中固著微小的硬質(zhì)顆粒作為磨粒。游離磨粒線鋸能夠?qū)尉Ч柚瞥傻木A切片，切片過(guò)程中，通過(guò)單晶硅晶棒在進(jìn)給單元的作用下以一定的進(jìn)給速度向線網(wǎng)移動(dòng)，同時(shí)金屬線帶動(dòng)砂漿使磨粒到達(dá)加工區(qū)域并對(duì)磨粒施加壓力，使得磨粒能夠在晶棒和金屬線間的固液混合區(qū)域進(jìn)行切片；切割時(shí),磨粒與晶錠表面直接接觸,通過(guò)磨損去除切縫處的晶體材料。

3、然而，由于切割、研磨后的晶圓厚度較小，使得晶圓很容易受到外力的影響而發(fā)生折斷或晶圓邊緣翹曲的現(xiàn)象，導(dǎo)致晶圓后端工藝的處理難度增大，不利于保證晶圓出廠的良品率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種圖像傳感器制造裝置、制造方法及圖像傳感器，能夠?qū)A柱狀的晶圓對(duì)半切分為包括至少一個(gè)斜切面的晶圓，使晶圓厚度能夠?qū)崿F(xiàn)在晶圓橫截面水平方向直徑上的均勻增加，降低晶圓受外力影響的程度，同時(shí)能夠有效降低晶圓在后端工藝過(guò)程中發(fā)生折斷或翹曲的風(fēng)險(xiǎn)，解決晶圓后端工藝處理難度大、不利于提高晶圓加工出廠良品率的問(wèn)題。

2、一方面，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種圖像傳感器制造裝置，包括底座、線軸組件和切割線，所述底座的頂部固定有電機(jī)箱，電機(jī)箱的側(cè)面貫穿開設(shè)有多個(gè)散熱孔，能夠保持電機(jī)箱的內(nèi)部與外部環(huán)境之間進(jìn)行氣體交換，防止電機(jī)箱的內(nèi)部過(guò)熱而影響電機(jī)箱內(nèi)部電機(jī)的正常工作，電機(jī)箱的內(nèi)部固定安裝有若干個(gè)電機(jī)，若干個(gè)所述電機(jī)的輸出端分別與一個(gè)軸狀部件連接并驅(qū)動(dòng)該軸狀部件轉(zhuǎn)動(dòng)；

3、所述線軸組件包括分別與所述電機(jī)箱輸出端連接的放線軸、驅(qū)動(dòng)軸、張緊結(jié)構(gòu)、輔助軸和收線軸，其中，放線軸轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中能夠?qū)⑵浔砻胬p繞的切割線進(jìn)行放卷，使切割線能夠呈多圈狀依次張緊纏繞在驅(qū)動(dòng)軸、張緊結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向軸和輔助軸的表面，并在輔助軸與導(dǎo)向軸之間形成切割線陣，驅(qū)動(dòng)軸的直徑較輔助軸的直徑大，有利于較輔助軸增加與切割線之間的接觸長(zhǎng)度，以便驅(qū)動(dòng)切割線在豎直方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使切割線能夠與晶柱表面發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，同時(shí)配合給進(jìn)結(jié)構(gòu)，對(duì)晶柱實(shí)施壓力切割，張緊結(jié)構(gòu)能夠?qū)η懈罹€施加水平方向上的張緊力，第一張緊軸和第二張緊軸分別對(duì)切割線施加力大小相等、作用方向相反的張緊力，使纏繞在第一張緊軸和第二張緊軸的切割線能夠張緊繃直，以便保持對(duì)晶柱的切割強(qiáng)度，便于在切割晶柱的過(guò)程中形成整齊的切口，有利于減輕后續(xù)研磨工藝的難度以及節(jié)省研磨時(shí)間，便于提升晶柱的加工效率，輔助軸通過(guò)與切割線之間靜摩擦力接觸，能夠?qū)η懈罹€施加驅(qū)動(dòng)力，配合處于線軸組件頂端的驅(qū)動(dòng)軸保持切割線能夠同步移動(dòng)，收線軸作為切割線的收卷端，能夠?qū)η懈罹€進(jìn)行收卷；

4、所述線軸組件還包括導(dǎo)向軸，所述導(dǎo)向軸的底部焊接有能夠使切割線的纏繞方向發(fā)生變化的轉(zhuǎn)向部件，驅(qū)動(dòng)軸、張緊結(jié)構(gòu)、輔助軸和導(dǎo)向軸的中心連線為正多邊形，導(dǎo)向軸的一端與電機(jī)箱的一側(cè)固定，能夠通過(guò)轉(zhuǎn)向部件使切割線的纏繞方向發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，以便在切割晶柱后形成具有傾斜平面狀切口的晶柱塊；

5、所述切割線繞經(jīng)導(dǎo)向軸與輔助軸之間時(shí)形成水平切割段和傾斜切割段，傾斜切割段切割晶柱后形成具有斜面切口的晶柱塊，所述切割線依次纏繞在所述放線軸、驅(qū)動(dòng)軸、張緊結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向軸、輔助軸和收線軸的表面。

6、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述水平切割段和傾斜切割段兩者在直線方向上呈等間距交錯(cuò)排布，交錯(cuò)排布的水平切割段和傾斜切割段能夠?qū)ν桓е綄?shí)施多次切割，使晶柱能夠被同時(shí)切割為多個(gè)包括一個(gè)平面、一個(gè)斜面和一個(gè)圓柱面的斜圓柱晶柱塊，有利于較單一斜切割段提升對(duì)晶柱的切割加工效率，節(jié)省切割加工時(shí)間，所述傾斜切割段相對(duì)于所述水平切割段形成有夾角θ，該夾角θ為銳角，夾角θ角度可以是10°、30°、45°或60°中的任意一種或若干種的組合，能夠形成傾斜程度不同的斜面，有利于拓展芯片的分布面積，增加晶圓上的光吸收量，有利于增強(qiáng)光學(xué)圖像的采集效果。

7、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述轉(zhuǎn)向部件包括第一轉(zhuǎn)向柱和第二轉(zhuǎn)向柱，所述第一轉(zhuǎn)向柱和第二轉(zhuǎn)向柱分別為長(zhǎng)度不小于所述切割線直徑長(zhǎng)度的圓柱桿，第一轉(zhuǎn)向柱和第二轉(zhuǎn)向柱的中軸線與導(dǎo)向軸的母線方向垂直，一方面，能夠?qū)@過(guò)第一轉(zhuǎn)向柱和第二轉(zhuǎn)向柱的切割線進(jìn)行轉(zhuǎn)向，另一方面，能夠減小切割線單位時(shí)間內(nèi)對(duì)第一轉(zhuǎn)向柱或第二轉(zhuǎn)向柱表面的磨損程度，有利于延長(zhǎng)第一轉(zhuǎn)向柱和第二轉(zhuǎn)向柱的使用壽命和維護(hù)周期。

8、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：切割線經(jīng)過(guò)第一轉(zhuǎn)向柱和第二轉(zhuǎn)向柱處形成“z”字形走線部，第一轉(zhuǎn)向柱和第二轉(zhuǎn)向柱在豎直平面的投影輪廓的最小間隔距離不小于切割線的直徑，能夠保證切割線能夠從第一轉(zhuǎn)向柱和第二轉(zhuǎn)向柱之間穿出，避免影響切割線的均勻移動(dòng)，同時(shí)能夠防止切割線在移動(dòng)過(guò)程中對(duì)第一轉(zhuǎn)向柱和第二轉(zhuǎn)向柱表面施加作用力。

9、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：張緊結(jié)構(gòu)包括第一張緊軸和第二張緊軸，所述第一張緊軸和第二張緊軸互相關(guān)于所述驅(qū)動(dòng)軸的縱向二等分面對(duì)稱，所述驅(qū)動(dòng)軸、第一張緊軸、第二張緊軸、輔助軸和導(dǎo)向軸的長(zhǎng)度兩兩相等，所述驅(qū)動(dòng)軸的直徑不小于輔助軸直徑的兩倍，輔助軸的轉(zhuǎn)速大于驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速的兩倍，所述驅(qū)動(dòng)軸和輔助軸之間的轉(zhuǎn)速之比的倒數(shù)等于兩者間的直徑比值，能夠保持切割線不同部位的移動(dòng)速度相等，有利于保持切割線表面具有均勻的繃緊程度，保證對(duì)晶柱切割的同步性。

10、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述制造裝置還包括給進(jìn)結(jié)構(gòu)，所述給進(jìn)結(jié)構(gòu)包括開設(shè)在底座頂部的給進(jìn)平臺(tái)和升降部件，升降部件貫穿固定在給進(jìn)平臺(tái)的頂部，升降部件的頂部固定有微孔吸盤，微孔吸盤的頂部負(fù)壓吸引有待切割的晶柱，微孔吸盤能夠?qū)е牡撞窟M(jìn)行吸引，有利于保持晶柱在微孔吸盤表面放置的平穩(wěn)性，升降部件可以是伸縮氣缸、伸縮液壓缸或伺服給進(jìn)機(jī)構(gòu)，當(dāng)待切割的晶柱的圓柱側(cè)面與微孔吸盤的頂面相切接觸，并使晶柱的中軸線與水平切割段平行，能夠?qū)⒕е懈畛啥喽尉哂幸粋€(gè)平面、一個(gè)斜面和一個(gè)圓柱狀曲面的晶柱塊，具有斜面的晶柱塊在加工稱為晶圓后，其頂面為傾斜的橢圓面；

11、當(dāng)晶柱塊的橫截面直徑為a，則半徑長(zhǎng)r=a/2，當(dāng)切割后形成的斜截面與水平面形成的銳角角度θ=30°，那么截面橢圓面的長(zhǎng)軸則為b=a/cosθ，其中，θ<90，那么通過(guò)計(jì)算可知b>a，可以得出s橢圓>s圓面，當(dāng)對(duì)圓柱狀的晶柱進(jìn)行斜切并形成橢圓形截面后，橢圓形截面的面積較晶柱的橫截面面積大，因此，具有斜截面的晶圓能夠較圓形截面的晶圓排布更多數(shù)量的圖像傳感器，有利于節(jié)省圖像傳感器的制造成本。

12、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：切割線包括線芯，線芯的表面依次電鍍有鍍膜層和加厚層，線芯表面固定有貫穿所述鍍膜層與加厚層的金剛石，線芯為高強(qiáng)度鋼絲或鎢絲金屬線，線芯為高強(qiáng)度鋼絲或鎢絲金屬線，剛強(qiáng)度鎢絲金屬線由高硬度的金剛石磨粒通過(guò)電鍍方式固定在碳鋼或者鎢絲基材上制成，金剛石關(guān)于線芯的中心等間距均勻分布，金剛石的橫截面外輪廓為三角形或五邊形。

13、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述電機(jī)箱包括多個(gè)電機(jī)，多個(gè)所述電機(jī)的輸出端分別與放線軸、收線軸、驅(qū)動(dòng)軸和輔助軸的一端連接，電機(jī)箱內(nèi)安裝的多個(gè)電機(jī)的輸入端分別與外部電源電性連接，外部電源能夠?qū)﹄姍C(jī)箱的內(nèi)部電機(jī)供電，接通電機(jī)箱與外部電源的接電，能夠啟動(dòng)各個(gè)電機(jī)，使各電機(jī)的輸出端帶動(dòng)線軸組件轉(zhuǎn)動(dòng)，以便切割線轉(zhuǎn)動(dòng)切割晶柱。

14、第二方面，還提供了?一種圖像傳感器制造方法，所述制造方法具有以下工序：

15、對(duì)硅碇實(shí)施半導(dǎo)體制造的前端工藝得到晶柱；

16、將晶柱垂直水平切割段放置在微孔吸盤的頂部，使微孔吸盤對(duì)晶柱的表面施加吸附力，微孔吸盤的表面開設(shè)有多個(gè)圓周均勻分布的吸附微孔，能夠?qū)е谋砻嫖搅?，防止微孔吸盤帶動(dòng)晶柱在豎直方向上下移動(dòng)的過(guò)程中使晶柱發(fā)生滾動(dòng)，有利于提高對(duì)晶柱切割的精確性；

17、啟動(dòng)升降部件，使升降部件對(duì)微孔吸盤的位置進(jìn)行抬升并使微孔吸盤與傾斜切割段以及水平切割段接觸；

18、繼續(xù)抬升晶柱，使傾斜切割段和水平切割段對(duì)晶柱進(jìn)行切割形成具有斜面的晶柱塊；

19、對(duì)切割完成后的晶柱塊實(shí)施研磨、蝕刻工藝并施加ro/di水浴，使研磨得到的晶圓片表面平整，并通過(guò)蝕刻晶圓去除微觀裂紋或表面損傷；

20、采用cmp拋光技術(shù)對(duì)晶圓進(jìn)行拋光，并對(duì)拋光后的晶圓進(jìn)行清洗，以便去除晶圓表面的有機(jī)雜質(zhì)和顆粒；

21、對(duì)晶圓外延生長(zhǎng)單晶硅層后刻蝕電路層并封裝。

22、第三方面，還提供一種圖像傳感器，所述圖像傳感器采用如上述方案所述的制造方法制造而成。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

24、1、本發(fā)明通過(guò)采用具有多個(gè)傾斜切割段的切割線對(duì)晶柱進(jìn)行切割，能夠同時(shí)得到多個(gè)厚度連續(xù)增加的晶柱塊，并獲得厚度連續(xù)增加的晶圓，能夠減少晶圓受到外力的影響程度，防止晶圓進(jìn)行后端工藝的加工過(guò)程中，晶圓發(fā)生折斷或邊緣翹曲的現(xiàn)象，有利于減小晶圓后端工藝的處理難度，有利于保證晶圓出廠的良品率。

25、2、本發(fā)明通過(guò)對(duì)晶柱進(jìn)行斜切加工并形成具有橢圓形截面的晶柱塊，由于橢圓形截面的面積較晶柱的橫截面面積大，因此，當(dāng)具有橢圓斜面的晶柱塊加工形成的晶圓能夠較圓形截面的晶圓排布更多數(shù)量的圖像傳感器，有利于節(jié)省圖像傳感器的制造成本，同時(shí)在排布同樣數(shù)量的圖像傳感器電路時(shí)，能夠減少晶圓的用量以及更換晶圓的時(shí)間，有利于提升圖像傳感器的制造效率。

26、3、本發(fā)明通過(guò)在升降部件的頂部固定微孔吸盤，微孔吸盤的內(nèi)部能夠形成負(fù)壓環(huán)境，從而使微孔吸盤的頂部能夠通過(guò)負(fù)壓吸引待切割的晶柱，有利于保持晶柱在微孔吸盤表面放置的平穩(wěn)性和可靠性。

27、4、本發(fā)明通過(guò)第一張緊軸和第二張緊軸分別對(duì)切割線施加力大小相等、作用方向相反的張緊力，能夠使纏繞在第一張緊軸和第二張緊軸的切割線張緊繃直，以便保持對(duì)晶柱的切割強(qiáng)度，便于在切割晶柱的過(guò)程中形成整齊的切口，有利于減輕后續(xù)研磨工藝的難度以及節(jié)省研磨時(shí)間，便于提升晶柱的加工效率。