CN102496602B

CN102496602B - 一种芯片切割方法

Info

Publication number: CN102496602B
Application number: CN201110441963.1A
Authority: CN
Inventors: 刘剑
Original assignee: Chengdu Advanced Power Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Chengdu Advanced Power Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2031-12-26
Also published as: CN102496602A

Abstract

本发明涉及一种芯片切割方法，包括交替进行若干次横向切割和若干次纵向切割，具体步骤：(一)首次横向切割，间隔N列晶粒切割，所述N为整数且N≥2；首次纵向切割，间隔M列晶粒切割，所述M为整数且M≥1；(二)后续横向切割和/或后续纵向切割，间隔一列或一列以上晶粒对未切割的晶粒切割，直至将每个晶粒分离。通过本发明的切割方法，晶粒合格率可达到100％，有效降低了生产成本。

Description

一种芯片切割方法

技术领域

本发明涉及一种将晶粒从芯片上分离的方法，特别涉及一种适用于刀具切割领域的芯片切割方法。

背景技术

半导体芯片制造过程中，需要将晶粒从芯片上分离。晶粒一般呈矩形，排列在芯片表面，芯片表面沿晶粒四周设有格子状的切割道，用以分隔各晶粒。现有的芯片切割方法主要有刀具(如金刚石刀具)切割和辐射能量(如激光)切割。刀具切割是利用机械力直接作用在芯片的切割道，实现晶粒的分离。激光切割是非接触式切割方法，它是激光能量通过光学聚焦后获得高能量密度，沿切割道直接将芯片气化，从而分离晶粒。由于激光方法成本较高，因此刀具切割仍是目前最常用的芯片切割方法。

刀具切割领域，传统的芯片切割方法，是用金刚石刀具逐一对准切割道进行一次横向切割和一次纵向切割，从而分离晶粒。具体方法为：沿每一晶粒列的切割道，先进行横向切割；横向切割完成后，逆时针或顺时针旋转芯片90°，再沿每一晶粒列的切割道，进行纵向切割，完成晶粒从芯片的分离。横向和纵向，是相对的概念。一般来说，将第一次水平方向的切割称为横向切割；与第一次切割方向垂直的切割，即称为纵向切割。作为本领域技术人员所知的，实现横向切割和纵向切割的转换，是将芯片逆时针或顺时针旋转90°。

随着技术的发展，器件集成度不断增加，晶粒尺寸也相应不断减小、线沟宽度不断缩小。传统前述切割方法，导致芯片应力过大，容易造成晶粒正面和背面的崩边(chipping)、以及晶粒的微损伤或裂痕。据统计，前述传统切割方法，切割后晶粒的合格率仅为70％，这不仅严重影响了封装后芯片的品质，也大大增加了生产成本。

鉴于激光切割成本较高，因此，如何有效改善或避免现有刀具切割方法容易导致晶粒崩边、产生损伤或裂痕的问题，是本领域亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种有效避免晶粒崩边、产生损伤和裂痕的芯片切割方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了如下技术方案：

一种芯片切割方法，包括交替进行若干次横向切割和若干次纵向切割，具体步骤：

(一)首次横向切割，间隔N列晶粒切割，所述N为整数且N≥2；首次纵向切割，间隔M列晶粒切割，所述M为整数且M≥1；

(二)后续横向切割和/或后续纵向切割，间隔一列或一列以上晶粒对未切割的晶粒切割，直至将每个晶粒分离。

本发明的发明人通过长期的生产经验积累及大量实验研究，得到了本发明的方法。发明人经研究发现，现有技术切割方法中导致晶粒出现崩边、破损或裂缝的原因主要在于应力过大。本发明摒弃了现有技术的切割方法，交替进行若干次横向切割和若干次纵向切割，并在首次横向切割时，间隔N列晶粒切割，所述N为整数且N≥2，即，在首次横向切割时采取间隔两列或两列以上的晶粒进行切割；在第一次纵向切割时，间隔M列晶粒切割，所述M为整数且M≥1，即，在首次纵向切割时，间隔一列或一列以上晶粒切割；在后续横向切割和后续纵向切割时，再间隔一列或一列以上晶粒对未切割的晶粒进行切割。这种方法，实现了在首次横向和首次纵向切割时，将两粒或两粒以上的晶粒视为一个晶粒进行切割，有效增大了切割时晶粒与蓝膜之间的接触面，有利于释放切割时晶粒内部应力，有效避免了晶粒的崩边、损坏和裂缝。

作为优选，前述芯片切割方法，步骤(一)所述2≤N≤1/2晶粒横向总列数。作出前述优选后，能有效提高芯片切割效率。

作为优选，前述芯片切割方法，步骤(一)所述2≤M≤1/2芯片晶粒纵向总列数。首次横向切割和首次纵向切割都间隔两列或两列以上进行切割，进一步扩大了切割时晶粒与蓝膜之间的接触面，减小了晶粒内部应力。作为进一步优选，前述芯片切割方法，步骤(一)所述N与M相等。当N与M相等时，最大程度上增大了切割时晶粒与蓝膜之间的接触面。作为更进一步优选，前述芯片切割方法，步骤(一)所述N＝2或3或4或5，步骤(一)所述M＝2或3或4或5。当N与M相等，且N与M为2或3或4或5时，可以有效增大切割时晶粒与蓝膜的接触面，同时后续切割方便进行。

作为进一步优选，前述芯片切割方法，所述横向切割为两次横向切割，所述纵向切割为两次纵向切割；步骤(一)所述N＝2，步骤(一)所述M＝2；步骤(二)所述后续横向切割为间隔两列晶粒对未切割的晶粒切割，步骤(二)所述后续纵向切割为间隔两列晶粒对未切割的晶粒切割。

作为进一步优选，前述芯片切割方法，所述横向切割为两次横向切割，所述纵向切割为一次纵向切割；步骤(一)所述N＝2，步骤(一)所述M＝1；步骤(二)所述后续横向切割为间隔两列晶粒对未切割的晶粒切割。

作为进一步优选，前述芯片切割方法，所述横向切割为两次横向切割，所述纵向切割为两次纵向切割；步骤(一)所述N＝3，步骤(一)所述M＝3；步骤(二)所述后续横向切割为间隔一列或两列晶粒对未切割的晶粒切割，步骤(二)所述后续纵向切割为间隔一列或两列晶粒对未切割的晶粒切割。

前述三种进一步优选的方案，在有效增加晶粒与蓝膜的接触面的同时，通过两次交替进行的横向切割和纵向切割，即完成了全部晶粒的分离。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

一、本发明的切割方法，产品合格率可达100％；

二、有效降低了生产成本降低，节约芯片30％，节约蓝膜10％，节约刀片约20％。

附图说明

图1和图2为对比例的芯片切割方法的示意图；

图中标记：1为晶粒，2为芯片，301为横向切割轨迹，401为纵向切割轨迹。

图3、图4、图5和图6为实施例1芯片切割方法的示意图；

图中标记：1为晶粒，2芯片，302为首次横向切割轨迹，402为首次纵向切割轨迹，502为第二次横向切割轨迹，602为第二次纵向切割轨迹。

图7、图8、图9是实施例2芯片切割方法的示意图；

图中标记：1为晶粒，2为芯片，303为首次横向切割轨迹，403为首次纵向切割轨迹，503为第二次横向切割轨迹。

图10、图11、图12、图13是实施例3芯片切割方法的示意图；

图中标记：1为晶粒，2为芯片，304为首次横向切割轨迹，404为首次纵向切割轨迹，504为第二次横向切割轨迹，604为第二次纵向切割轨迹。

图14为现有技术切割方法得到的晶粒。

图15为本发明实施例1切割方法得到的晶粒。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

对比例

本对比例所列举的，是本领域现有技术所采取的芯片切割方法。

如图1所示，晶粒1按列排列在芯片2上。切割时，金刚石刀具先间隔每一列晶粒1进行横向切割，形成横向切割轨迹301。横向切割完成后，芯片3顺时针旋转90°，如图2所示，金刚石刀具再间隔每一列晶粒1，进行纵向切割，形成纵向切割轨迹401，从而完成每一个晶粒1从芯片3的分离。

实施例1

本实施例列举的芯片切割方法，交替进行两次横向切割和两次纵向切割，包括步骤：

(一)首次切割：如图3所示的首次横向切割，间隔两列晶粒1切割，形成首次横向切割轨迹302；首次横向切割完成后，芯片2顺时针转动90°，如图4所示，进行首次纵向切割，间隔两列晶粒1切割，形成首次纵向切割轨迹402，首次纵向切割完成后，将芯片2分割成每四个晶粒1组成的单元；

(二)第二次切割：首次切割完成后，芯片2逆时针转动90°，如图5所示，进行第二次横向切割，第二次横向切割间隔两列晶粒1对未切割的晶粒1进行切割，形成第二次横向切割轨迹502；第二次横向切割完成后，芯片2顺时针转动90°，如图6所示，进行第二次纵向切割，第二次纵向切割为间隔两列晶粒1对未切割的晶粒1进行切割，形成第二次纵向切割轨迹602，从而将每个晶粒1从芯片2上分离。

实施例2

本实施例列举的芯片切割方法，交替进行两次横向切割和一次纵向切割，包括步骤：

(一)首次切割：如图7所示，进行首次横向切割，间隔两列晶粒1切割，形成首次横向切割轨迹303；首次横向切割完成后，芯片2逆时针转动90°，如图8所示，进行首次纵向切割，间隔每列晶粒1切割，形成首次纵向切割轨迹403，首次纵向切割完成后，将芯片2分割成每两个晶粒1组成的单元；

(二)第二次切割：首次切割完成后，芯片2顺时针转动90°，如图9所示，进行第二次横向切割，第二次横向切割间隔两列晶粒1对未切割的晶粒1进行切割，形成第二次横向切割轨迹503，从而将每个晶粒1从芯片2上分离。

实施例3

(一)首次切割：如图10所示，进行首次横向切割，间隔三列晶粒1切割，形成首次横向切割轨迹304；首次横向切割完成后，芯片2顺时针转动90°，如图11所示，进行首次纵向切割，间隔三列晶粒1切割，形成首次纵向切割轨迹404，首次纵向切割完成后，将芯片2分割成每三个晶粒1组成的单元；

(二)第二次切割：首次切割完成后，芯片2逆时针转动90°，如图12所示，进行第二次横向切割，第二次横向切割间隔每一列晶粒1切割(对未切割的晶粒1进行切割，遇到已切割过的切割道，则不用重复切割)，形成第二次横向切割轨迹504；第二次横向切割完成后，芯片2顺时针转动90°，如图13所示，进行第二次纵向切割，第二次纵向切割间隔每一列晶粒1切割(对未切割的晶粒1进行切割，遇到已切割过的切割道，则不用重复切割)，形成第二次纵向切割轨迹604，从而将晶粒1从芯片2中分离。

试验例

分别采用对比例中的方法与实施例1的切割方法，进行试验，比较现有技术切割方法与本发明切割方法的背崩效果。两种切割方法得到的晶粒，通过显微镜测量背崩大小，背崩大小的单位为mil(1mil＝25.4um)，随机采集30组数据。试验结果见表1。

表1 现有技术与本发明切割方法的晶粒背崩效果比较

按照本行业的通行标准，背崩大小应小于3mil，产品合格。

由表1可见，采取对比例中的方法，得到的晶粒中有30％不合格。采取实施例1的切割方法，晶粒100％合格。

Claims

1.一种芯片切割方法，其特征在于，包括交替进行若干次横向切割和若干次纵向切割，具体步骤：

（一）首次横向切割，间隔N列晶粒切割，所述N为整数且2≤N≤1/2晶粒横向总列数；首次纵向切割，间隔M列晶粒切割，所述M为整数且2≤M≤1/2晶粒纵向总列数；

（二）后续横向切割和后续纵向切割，间隔一列以上晶粒对未切割的晶粒切割，直至将每个晶粒分离；

所述切割为刀具切割。

2.根据权利要求1所述的一种芯片切割方法，其特征在于，步骤（一）所述N与步骤（一）所述M相等。

3.根据权利要求2所述的一种芯片切割方法，其特征在于，步骤（一）所述N=2或3或4或5，步骤（一）所述M=2或3或4或5。

4.根据权利要求1所述的一种芯片切割方法，其特征在于，所述横向切割为两次横向切割，所述纵向切割为两次纵向切割；步骤（一）所述N=2，步骤（一）所述M=2；步骤（二）所述后续横向切割为间隔两列晶粒对未切割的晶粒切割，步骤（二）所述后续纵向切割为间隔两列晶粒对未切割的晶粒切割。

5.根据权利要求1所述的一种芯片切割方法，其特征在于，所述横向切割为两次横向切割，所述纵向切割为两次纵向切割；步骤（一）所述N=3，步骤（一）所述M=3；步骤（二）所述后续横向切割为间隔两列晶粒对未切割的晶粒切割，步骤（二）所述后续纵向切割为间隔两列晶粒对未切割的晶粒切割。