CN105957835A - 一种芯片的切割方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种芯片的切割方法，属于功率器件处理技术领域。为了解决现有的芯片加工过程中易被静电击穿的问题，提供一种芯片的切割方法，该方法包括使划片机的切刀沿着晶圆中对应的切道进行切割处理，切割过程中使含有碳酸氢根的去离子水随切割处进行冲淋，经过若干次横向切割和纵向切割之后，使晶圆中的每一个芯片均被切割分离出来，得到相应的单一的芯片。本发明能够实现防止芯片被静电击穿的效果，使芯片的合格率能够达到100％，且能够提高切割的合格率，使保证不会出现崩边或裂痕现象。

Description

一种芯片的切割方法
技术领域
本发明涉及一种芯片的切割方法，属于功率器件处理技术领域。
背景技术
芯片一般是经过批量生产成整版的形式，一般加工成晶圆，而晶圆一般包含几百至几千个电路体系完整的芯片，且在半导体芯片制造过程中，需要将芯片从晶圆中分离。现有的芯片切割方法主要有刀具(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道进行切割，实现芯片的分离，而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，沿切割道直接进行气化而分离出相应的芯片(晶粒)，然而，由于激光方法成本较高，在实际生产过程中应用较少。因此，采用刀具切割仍是最常用的芯片切割方式。然而，随着技术的不断发展，器件集成度不断增加，芯片的尺寸也相应减少，线沟宽度不断缩小，而由于晶圆中切割的尺寸一般比较小，在切割的过程中很容易造成芯片正面和背面的崩边损坏或出现微损伤和裂痕，因此，传统的切割方法其合格率只能达到70％左右，不既影响封装后芯片的质量，又间接的增加了生产的成本。为了解决现有的刀具切割所存在的崩边、产生损伤或裂痕问题，现有技术中也进行改进加，如中国专利(公告号：CN102496602B)公开了一种芯片切割方法，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：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；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。其通过使横向切割与纵向切割均间隔两列或两列以上，增加晶粒与背面蓝膜(粘膜层)之间的接触面，来减小晶粒的内部应力，使释放切割时晶粒的内部应力，有效避免晶粒的崩边、损坏和裂痕等缺陷，但其仅仅是对机械力作用产生的缺陷，而切刀在切割转动过程中会产生静电，静电击穿的问题并不能很好的解决。主要是由于芯片上集成了完整的电路功能是靠PN结来实现相应的功能，其对静电的敏感性非常强，切割过程中防静电措施不到位，导致切割过程中释放静电击穿器件的问题。
发明内容
本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，提供一种芯片的切割方法，解决的问题是如何同时防止芯片被静电击穿而损坏。
本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的，一种芯片的切割方法，该方法包括以下步骤：
使划片机的切刀沿着晶圆中对应的切道进行切割处理，切割过程中使含有碳酸氢根的去离子水随切割处进行冲淋，经过若干次横向切割和纵向切割之后，使晶圆中的每一个芯片均被切割分离出来，得到相应的单一的芯片。
由于采用刀具切割过程中，切刀是在高转速的情况下运转，很容易发热和产生静电；同时，由于晶圆中切道的实际宽度一般仅在30μm～60μm之间，切割过程中产生的硅渣(废渣)很容易碰撞到周围的芯片，从而使芯片产生崩边、损坏等问题。本发明通过在切割过程上采用含有碳酸氢根的去离子水进行冲淋，一方面能够起到冷却的作用，而采用冲淋的目的则是为了更好的起到清洗切割过程中产生的硅渣，使能够及时去除，使不会因为废渣的存在而导致芯片崩边和损坏的现象。另一方面，更重要的是通过使去离子水中含有HCO3 -，能够去除切割过程中产生的静电，起到了释放静电的效果，从而起到防止静电击穿的效果，保证了芯片的合格率。
在上述芯片的切割方法中，作为优选，所述含有碳酸氢根的去离子水的导电率为0.5uS/cm～1.5uS/cm。能够更有效有起到导电能力，从而导出切割过程中产生的静电的效果，实现防止静电击穿的效果。
在上述芯片的切割方法中，作为优选，所述含有碳酸氢根的去离子水通过向去离子水中通入二氧化碳得到。产生的碳酸是一种弱酸性物质，并不会对芯片产生腐蚀现象，既能够实现较好的导电能力。
在上述芯片的切割方法中，作为优选，所述切割处理的切割速度为60mm/s～90mm/s；且所述切割处理时采用的切刀的转速为30千转/秒～35千转/秒。通过有效的调整切割速度和切割过程中切刀自身的转速，能够使切割过程中不会产生崩边或出现裂痕，保证了芯片的合格率。
在上述芯片的切割方法中，作为优选，所述切刀的刀刃长度为600μm～720μm；且所述切刀的刀片厚度为15μm～20μm。由于切刀厚度太薄，刀刃长度相应就短；而刀刃长度长，则切刀的厚度相应会变厚，则容易造成崩边现象。通过采用上述切刀进行切割能够有效控制崩边的产生，又能够提高生产效率，以上切刀能够持续生产1800～2400米左右，在保证芯片不会产生崩边或裂痕的基础上，又大大节约了换刀时间，提高了生产的效率。
在上述芯片的切割方法中，作为优选，所述晶圆预先放置在具有粘性的粘膜上。通过使晶圆粘在粘膜上，能够使切割后的芯片粘在粘膜上，不会出现散落现象，也能够提高芯片的合格率，使不会产生额外的崩边或裂痕问题。
综上所述，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1.本芯片的切割方法通过使去离子水中含有HCO3 -根能够有效去除切割过程中产生的静电，从而实现防止芯片被静电击穿的效果，使芯片的合格率能够达到100％。
2.本芯片的切割方法通过调整切割速度的切刀的转速，以及控制控制切刀结构，能够提高切割的合格率，使保证不会出现崩边或裂痕现象。
附图说明
图1是本发明中所用晶圆的结构示意图。
图2是本明中所用晶圆的另一种结构示意图。
图3是本发明图2中D处的放大结构示意图。
图中，1、晶圆；2、切道；21、横向切道；22、纵向切道；3、芯片。
具体实施方式
下面通过具体实施例和附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，但是本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本发明所用晶圆1是由若干具有完整的电路功能的芯片3组成，在相邻两行或两列之间形成的空间即对应于相应的切道2，切道2的尺寸一般在30μm～60μm之间。为了更清楚的表述相应的切道2，采用另一种如图2所示的表示方法来进一步示意说明，切道2包括若干横向切道21和若干纵向切道22。
实施例1
将已经加工成整片的晶圆1先粘着在具有一定粘性的粘膜层上，也有称相应的粘膜层为蓝膜，使晶圆1的背面粘着在粘膜层上，晶圆1是由若干个芯片3排列组成，晶圆1的大小可以根据实际芯片3的大小和加工生产线的规模进行调整，然后，从晶圆1的正面采用划片机对晶圆1进行切割处理，即使划片机中的切刀沿着晶圆1中对应的切道2进行切割处理，切割过程中使含有碳酸氢根的去离子水流过切割处，流量控制在2.0m/min左右，使切割处理的切割速度为60mm/s(毫米/秒)；且使切割处理时切刀的转速为30kr/s(千转/秒)，切刀的刀刃长度为600μm；且切刀的刀片厚度为15μm；切割过程中直接依次按相邻的切道2进行切割即可，经过若干次横向切割和纵向切割之后，使晶圆1中的每一个芯片3均被切割分离出来，经过整理、检测合格后，得到相应的单一芯片3，得到的芯片用于下一步的上芯工序。芯片3的合格率达到100％，不仅没有机械力作用产生的崩边、损坏和裂痕出现，也没因静电击穿而产生的损坏。
实施例2
将已经加工成整片的晶圆1先粘着在具有一定粘性的粘膜层上，也有称相应的粘膜层为蓝膜，使晶圆1的背面粘着在粘膜层上，晶圆1是由若干个芯片3排列组成，晶圆1的大小可以根据实际芯片3的大小和加工生产线的规模进行调整，然后，从晶圆1的正面采用划片机对晶圆1进行切割处理，即使划片机中的切刀沿着晶圆1中对应的切道2进行切割处理，切割过程中使去离子水流过切割处，流量控制在50mL/min左右，同时向去离子水中通入二氧化碳气体，从而使去离子水中含有HCO3 -,且使含有HCO3 -的去离子水的导电率为0.5uS/cm，使切割处理的切割速度为90mm/s(毫米/秒)；且使切割处理时切刀的转速为35kr/s(千转/秒)，切刀的刀刃长度为720μm；且切刀的刀片厚度为20μm；切割过程中先按照横向切道21进行若干次切割将横向完全切割完成后，再将晶圆1旋转90度，再按照纵向切道22进行若干次切割将纵向也完全切割完成后，从而使晶圆1中的每一个芯片3均被切割分离出来，粘着在粘膜层上，也是由于有粘膜层的存在使切割出来的芯片3不会出现散落现象，再经过整理、检测合格后，得到相应的单一芯片3，得到的芯片用于下一步的上芯工序。芯片3的合格率达到100％，不仅没有机械力作用产生的崩边、损坏和裂痕出现，也没因静电击穿而产生的损坏。
实施例3
将已经加工成整片的晶圆1先粘着在具有一定粘性的粘膜层上，也有称相应的粘膜层为蓝膜，使晶圆1的背面粘着在粘膜层上，晶圆1是由若干个芯片3排列组成，晶圆1的大小可以根据实际芯片3的大小和加工生产线的规模进行调整，然后，从晶圆1的正面采用划片机对晶圆1进行切割处理，即使划片机中的切刀沿着晶圆1中对应的切道2进行切割处理，切割过程中使去离子水流过切割处，流量控制在50mL/min左右，同时向去离子水中通入二氧化碳气体，从而使去离子水中含有HCO3 -,且使含有HCO3 -的去离子水的导电率为1.5uS/cm，使切割处理的切割速度为70mm/s(毫米/秒)；且使切割处理时切刀的转速为32kr/s(千转/秒)，切刀的刀刃长度为650μm；且切刀的刀片厚度为18μm；切割过程中先按照横向切道21进行若干次切割将横向完全切割完成后，再将晶圆1旋转90度，再按照纵向切道22进行若干次切割将纵向也完全切割完成后，从而使晶圆1中的每一个芯片3均被切割分离出来，粘着在粘膜层上，也是由于有粘膜层的存在使切割出来的芯片3不会出现散落现象，再经过整理、检测合格后，得到相应的单一芯片3，得到的芯片用于下一步的上芯工序。芯片3的合格率达到100％，不仅没有机械力作用产生的崩边、损坏和裂痕出现，也没因静电击穿而产生的损坏。
实施例4
将已经加工成整片的晶圆1先粘着在具有一定粘性的粘膜层上，也有称相应的粘膜层为蓝膜，使晶圆1的背面粘着在粘膜层上，晶圆1是由若干个芯片3排列组成，晶圆1的大小可以根据实际芯片3的大小和加工生产线的规模进行调整，然后，从晶圆1的正面采用划片机对晶圆1进行切割处理，即使划片机中的切刀沿着晶圆1中对应的切道2进行切割处理，切割过程中使去离子水流过切割处，流量控制在50mL/min左右，同时向去离子水中通入二氧化碳气体，从而使去离子水中含有HCO3 -,且使含有HCO3 -的去离子水的导电率为1.0uS/cm，使切割处理的切割速度为70mm/s(毫米/秒)；且使切割处理时切刀的转速为32kr/s(千转/秒)，切刀的刀刃长度为650μm；且切刀的刀片厚度为18μm；切割过程中先按照横向切道21进行若干次切割将横向完全切割完成后，再将晶圆1旋转90度，再按照纵向切道22进行若干次切割将纵向也完全切割完成后，从而使晶圆1中的每一个芯片3均被切割分离出来，粘着在粘膜层上，也是由于有粘膜层的存在使切割出来的芯片3不会出现散落现象，再经过整理、检测合格后，得到相应的单一芯片3，得到的芯片用于下一步的上芯工序。芯片3的合格率达到100％，不仅没有机械力作用产生的崩边、损坏和裂痕出现，也没因静电击穿而产生的损坏。
实施例5
本实施例的具体切割方法同实施例4一致，区别仅在于切割处理之前先对切道2进行定位设置，选取要切割的相应切道2，具体如图3所示，如先对横向切道21进行切割处理，则先在同一横向切道21上选取三个点A、B和C点，且使三个点A、B和C点均与两边的芯片3等距离，然后切割时沿着A、B和C点相连所确认的直线进行切割处理即可，从而实现精确定位的效果，提高切割的精度。得到的芯片3的合格率达到100％，不仅没有机械力作用产生的崩边、损坏和裂痕出现，也没因静电击穿而产生的损坏。
比较例1
将已经加工成整片的晶圆1先粘着在具有一定粘性的粘膜层上，也有称相应的粘膜层为蓝膜，使晶圆1的背面粘着在粘膜层上，晶圆1是由若干个芯片3排列组成，晶圆1的大小可以根据实际芯片3的大小和加工生产线的规模进行调整，然后，从晶圆1的正面采用划片机对晶圆1进行切割处理，即使划片机中的切刀沿着晶圆1中对应的切道2进行切割处理，切割过程中使去离子水流过切割处，即去直接采用去离子，而使去离子水中不含有HCO3 -离子，使切割处理的切割速度为70mm/s(毫米/秒)；且使切割处理时切刀的转速为32kr/s(千转/秒)，切刀的刀刃长度为650μm；且切刀的刀片厚度为18μm；切割过程中先按照横向切道21进行若干次切割将横向完全切割完成后，再将晶圆1旋转90度，再按照纵向切道22进行若干次切割将纵向也完全切割完成后，从而使晶圆1中的每一个芯片3均被切割分离出来，粘着在粘膜层上，也是由于有粘膜层的存在使切割出来的芯片3不会出现散落现象，再经过整理、检测合格后，得到相应的单一芯片3，得到的芯片用于下一步的上芯工序，通过检测发现，芯片3没有因机械力作用产生的崩边、损坏和裂痕出现；然而，因静电击穿出现了部分损坏，使芯片的整体合格率只能达到90％左右。
本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (6)

1.一种芯片的切割方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
使划片机的切刀沿着晶圆(1)中对应的切道(2)进行切割处理，切割过程中使含有碳酸氢根的去离子水流过切割处，经过若干次横向切割和纵向切割之后，使晶圆(1)中的每一个芯片(3)均被切割分离出来，得到相应的单一芯片(3)。
2.根据权利要求1所述芯片的切割方法，其特征在于，所述含有碳酸氢根的去离水的导电率为0.5uS/cm～1.5uS/cm。
3.根据权利要求1所述芯片的切割方法，其特征在于，所述含有碳酸氢根的去离子水通过向去离子水中通入二氧化碳得到。
4.根据权利要求1或2或3所述芯片的切割方法，其特征在于，所述切割处理的切割速度为60mm/s～90mm/s；且所述切割处理时采用的切刀的转速为30千转/秒～35千转/秒。
5.根据权利要求1或2或3所述芯片的切割方法，其特征在于，所述切刀的刀刃长度为600μm～720μm；且所述切刀的刀片厚度为15μm～20μm。
6.根据权利要求1所述芯片的切割方法，其特征在于，所述晶圆预先放置在具有粘性的粘膜上。
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Applicant after: ZHEJIANG E-ZONE INTELLIGENT ELECTRIC CO.,LTD.

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Applicant before: ZHEJIANG QIANJIANG MOTORCYCLE Co.,Ltd.

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Address after: Room 201, Building 1, Shanglin Industrial Zone (northeast of the intersection of Wanchang West Road and Shanglin Road), Chengxi Street, Wenling City, Taizhou City, Zhejiang Province, 317500

Patentee after: Zhejiang Yizhong Packaging Technology Co.,Ltd.

Address before: 317500 Wanchang West Road, Taiping Street, Wenling City, Taizhou, Zhejiang Province

Patentee before: ZHEJIANG E-ZONE INTELLIGENT ELECTRIC CO.,LTD.

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