CN109920759A - 芯片的切割方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种芯片的切割方法，该切割方法包括：采用激光在芯片背面的预定区域进行切割，得到切割凹槽；采用等离子体刻蚀法在芯片正面的预定区域进行刻蚀，得到多个芯片单元，其中，芯片正面的预定区域在芯片背面的投影与芯片背面的预定区域重合。该切割方法中，只从背面对芯片的部分厚度进行激光切割，激光切割产生的热量较少，对芯片的性能基本不会造成影响，对芯片的包括正面的部分厚度采用损伤更小的等离子体进行刻蚀，使得晶圆的有效利用面积增大，该方法避免只用激光切割法将芯片切割为多个单元切割芯片导致的芯片的性能发生改变甚至失效的问题，保证了切割形成的各个芯片单元的性能较好。

Description

芯片的切割方法

技术领域

本申请涉及半导体领域，具体而言，涉及一种芯片的切割方法。

背景技术

芯片在晶圆上加工完成之后需要以单元分开，如今主要采用机械切割以及激光切割的方法来实现，但是这两种技术都存在一定的局限性，对产品的性能或良率会产生一定影响。例如，机械切割不可避免地会造成晶圆结构的损伤，浪费了晶圆的面积，如果损伤面积过大可能会使得芯片功能失效。激光切割虽然损伤小，但是激光产生的热量可能会导致芯片性能发生改变甚至失效。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种芯片的切割方法，以解决现有技术中的激光切割法容易导致芯片失效的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种芯片的切割方法，该切割方法包括：采用激光在芯片背面的预定区域进行切割，得到切割凹槽；采用等离子体刻蚀法在芯片正面的预定区域进行刻蚀，得到多个芯片单元，其中，所述芯片正面的预定区域在所述芯片背面的投影与所述芯片背面的预定区域重合。

进一步地，所述激光的能量在2～200W之间。

进一步地，所述切割凹槽的深度为所述芯片的厚度的1/2～5/6。

进一步地，采用低温等离子体实施所述等离子体刻蚀法，所述低温等离子体的温度在0～100℃之间。

进一步地，采用高能量等离子体实施所述等离子体刻蚀法，所述高能量等离子体对应的射频源的偏压功率在500～10000W之间。

进一步地，所述采用等离子体刻蚀法在芯片正面的预定区域进行刻蚀，得到多个芯片单元包括：采用低温等离子体在所述芯片正面的预定区域进行刻蚀，所述低温等离子体的温度在0～100℃之间；采用高能量等离子体在所述芯片正面的预定区域进行刻蚀，所述高能量等离子体对应的射频源的偏压功率在500～10000W之间。

进一步地，在所述采用激光在芯片背面的预定区域进行切割之前，所述切割方法还包括：确定所述芯片背面的预定区域。

进一步地，所述确定所述芯片背面的预定区域包括：采用预定光从所述芯片正面垂直入射至所述芯片，所述芯片正面的预定区域覆盖有挡光材料，所述挡光材料对预定光的透过率小于30％，所述芯片的其他位置对所述预定光的透过率大于60％，所述预定光覆盖所述挡光材料以及所述挡光材料的外围区域；确定所述芯片背面上出射光最少的位置为所述芯片背面的预定区域。

进一步地，所述芯片包括硅材料，所述预定光为红外光。

应用本申请的技术方案，上述的芯片的切割方法中，结合激光切割法和等离子体刻蚀法，具体为采用激光切割法从芯片背面切割芯片，采用等离子体法从芯片正面刻蚀芯片，直到正面的刻蚀凹槽与背面刻蚀形成切割凹槽连通，即将芯片切割为多个芯片单元。该切割方法中，只从背面对芯片的部分厚度进行激光切割，激光切割产生的热量较少，对芯片的性能基本不会造成影响，对芯片的包括正面的部分厚度采用损伤更小的等离子体进行刻蚀，使得晶圆的有效利用面积增大，该方法避免只用激光切割法将芯片切割为多个单元切割芯片导致的芯片的性能发生改变甚至失效的问题，保证了切割形成的各个芯片单元的性能较好。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请的芯片的切割方法的实施例的流程示意图；以及

图2与图3示出了该切割方法在切割过程中的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、芯片；11、芯片单元。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术所介绍的，现有技术中的激光切割法容易导致芯片失效，为了解决如上的问题，本申请提出了一种芯片的切割方法。

本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种芯片的切割方法，如图1所示，该切割方法包括：

步骤S101，采用激光在芯片背面的预定区域进行切割，得到切割凹槽；

步骤S102，采用等离子体刻蚀法在芯片正面的预定区域进行刻蚀，得到多个芯片单元，其中，上述芯片正面的预定区域在上述芯片背面的投影与上述芯片背面的预定区域重合。

上述的芯片的切割方法中，结合激光切割法和等离子体刻蚀法，具体为采用激光切割法从芯片背面切割芯片，采用等离子体法从芯片正面刻蚀芯片，直到正面的刻蚀凹槽与背面刻蚀形成切割凹槽连通，即将芯片切割为多个芯片单元。该切割方法中，只从背面对芯片的部分厚度进行激光切割，激光切割产生的热量较少，对芯片的性能基本不会造成影响，对芯片的包括正面的部分厚度采用损伤更小的等离子体进行刻蚀，使得晶圆的有效利用面积增大，该方法避免只用激光切割法将芯片切割为多个单元切割芯片导致的芯片的性能发生改变甚至失效的问题，保证了切割形成的各个芯片单元的性能较好。

需要说明的是，本申请的芯片背面就是指芯片的背面，具体就是指衬底的远离其他结构层的表面，芯片正面就是指与芯片背面相对的一面。

在实际的切割过程中，激光的能量对芯片背面的切割过程有较大的影响，为了进一步保证激光切割的效率，同时进一步保证激光切割产生的热量较少，本申请的一种实施例中，上述激光的能量在2～200W之间。

当然，本申请的激光切割过程中采用的激光的能量并不限于上述的能量范围，还可以为其他的合适范围，本领域技术人员可以根据具体的待切割的芯片等来确定合适的激光的能量范围。

在实际的切割过程中，激光切割法只是切割了芯片的部分厚度，所以可以形成切割凹槽，具体该激光切割过程中形成的切割凹槽的深度可以根据实际情况来确定，比如根据具体的芯片中的器件的结构参数等来确定，为了进一步避免激光切割对芯片上的器件造成负面影响，本申请的一种实施例中，上述切割凹槽的深度为上述芯片的厚度的1/2～5/6。

本申请的切割过程中，对芯片正面采用等离子刻蚀法进行切割，为了进一步减小等离子体刻蚀过程中对芯片上的结构造成不良影响，本申请的一种具体的实施例中，采用低温等离子体实施上述等离子体刻蚀法，且上述低温等离子体的温度在0～100℃之间，这样可以避免温度较高的等离子体对芯片上的器件结构造成不良影响。

在实际的切割过程中，还要考虑切割效率，为了进一步提升芯片正面的切割效率，本申请的一种实施例中，采用高能量等离子体实施上述等离子体刻蚀法，上述高能量等离子体对应的射频源的偏压功率在500～10000W之间，这里的“高能量等离子体对应的射频源”就是指发出高能量等离子体的射频源。

当然，本申请的低温等离子体的温度范围和高能量等离子体对应的射频源的偏压功率范围并不限于上述的具体范围，本领域技术人员还可以根据具体的情况来选择合适温度的低温等离子体和合适偏压功率的射频源发出的高能量等离子体来实施等离子体刻蚀。

本申请的另一种具体的实施例中，上述采用等离子体刻蚀法在芯片正面的预定区域进行刻蚀，得到多个芯片单元包括：采用低温等离子体在上述芯片正面的预定区域进行刻蚀，上述低温等离子体的温度在0～100℃之间；采用高能量等离子体在上述芯片正面的预定区域进行刻蚀，上述高能量等离子体对应的射频源的偏压功率在500～10000W之间。即该实施例中，等离子体刻蚀的过程包括两步，一步为采用低温等离子体刻蚀的过程，另一步为采用高能量等离子体刻蚀的过程，这两个步骤可以根据实际情况来设置先后顺序。

在实际的切割过程中，需要芯片背面的预定区域与芯片正面的预定区域对准，这样才可以成功地将芯片切割为多个芯片单元，但是，在具体的应用过程中，由于芯片的正面一般都会设置有刻蚀标记，即芯片正面会标出预定区域，而芯片的背面一般不会设置刻蚀标记，即芯片背面不会标出预定区域，为了进一步保证芯片背面的预定区域与芯片正面的预定区域对准，本申请的一种实施例中，在上述采用激光在芯片背面的预定区域进行切割之前，上述切割方法还包括：确定上述芯片背面的预定区域。

本申请的确定芯片背面的预定区域的过程可以为现有技术中的任何可行的方式，比如可以借助镜头，根据芯片正面的标记来确定芯片背面的预定区域，还可以借助光的方式来确定芯片背面的预定区域。

为了简化确定芯片背面的预定区域的过程，本申请的一种实施例中，上述确定上述芯片背面的预定区域包括：将预定光从上述芯片正面垂直入射至上述芯片，上述芯片正面的预定区域覆盖有挡光材料，上述挡光材料对预定光的透过率小于30％，上述芯片的其他区域对上述预定光的透过率大于60％，上述预定光覆盖上述挡光材料以及上述挡光材料的外围区域，即在挡光材料的四周都有光入射，这样由于挡光材料对预定光的透过率较小，其外围区域对预定光的透过率较大，这样从芯片背面看，某个区域的出射光很少，其周围的出射光较多，形成了比较明显的明暗区域；后续确定上述芯片背面上出射光最少的区域，即最暗的区域为上述芯片背面的预定区域。

一种具体的实施例中，上述芯片包括硅材料，由于红外光可以穿透硅材料，因此，预定光可以为红外光。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例来说明。

实施例

芯片的切割过程包括：

将芯片10进行翻面，使得芯片10的背面朝上，即衬底面朝上，该芯片10的衬底为单晶硅衬底，芯片正面的预定区域具有标记；

采用激光在芯片背面的预定区域进行切割，得到切割凹槽，且切割凹槽为芯片10厚度的2/3，得到图2所示的结构，图2中的虚线表示切割形成切割凹槽的位置；

再次对芯片10进行翻面，使得芯片正面朝上；

将预定光从上述芯片正面垂直入射至上述芯片10，上述芯片正面的预定区域覆盖有挡光材料，上述挡光材料对预定光的透过率小于30％，上述芯片10的其他区域对上述预定光的透过率大于60％，上述预定光覆盖上述芯片正面，这样由于挡光材料对预定光的透过率较小，其他域对预定光的透过率较大，从芯片背面看，某个区域的出射光很少，其周围的出射光较多，形成了比较明显的明暗区域，确定上述芯片背面上出射光最少的区域，即最暗的区域为上述芯片背面的预定区域；

采用等离子体刻蚀法在芯片正面的预定区域进行刻蚀，得到如图3所示的多个芯片单元11，具体地，等离子体为低温等离子体，其温度为60℃。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

本申请的芯片的切割方法中，结合激光切割法和等离子体刻蚀法，具体为采用激光切割法从芯片背面切割芯片，采用等离子体法从芯片正面刻蚀芯片，直到正面的刻蚀凹槽与背面刻蚀形成切割凹槽连通，即将芯片切割为多个芯片单元。该切割方法中，只从背面对芯片的部分厚度进行激光切割，激光切割产生的热量较少，对芯片的性能基本不会造成影响，对芯片的包括正面的部分厚度采用损伤更小的等离子体进行刻蚀，使得晶圆的有效利用面积增大，该方法避免只用激光切割法将芯片切割为多个单元切割芯片导致的芯片的性能发生改变甚至失效的问题，保证了切割形成的各个芯片单元的性能较好。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种芯片的切割方法，其特征在于，包括：

采用激光在芯片背面的预定区域进行切割，得到切割凹槽；

采用等离子体刻蚀法在芯片正面的预定区域进行刻蚀，得到多个芯片单元，其中，所述芯片正面的预定区域在所述芯片背面的投影与所述芯片背面的预定区域重合。

2.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，所述激光的能量在2～200W之间。

3.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，所述切割凹槽的深度为所述芯片的厚度的1/2～5/6。

4.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，采用低温等离子体实施所述等离子体刻蚀法，所述低温等离子体的温度在0～100℃之间。

5.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，采用高能量等离子体实施所述等离子体刻蚀法，所述高能量等离子体对应的射频源的偏压功率在500～10000W之间。

6.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，所述采用等离子体刻蚀法在芯片正面的预定区域进行刻蚀，得到多个芯片单元包括：

采用低温等离子体在所述芯片正面的预定区域进行刻蚀，所述低温等离子体的温度在0～100℃之间；

采用高能量等离子体在所述芯片正面的预定区域进行刻蚀，所述高能量等离子体对应的射频源的偏压功率在500～10000W之间。

7.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，在所述采用激光在芯片背面的预定区域进行切割之前，所述切割方法还包括：

确定所述芯片背面的预定区域。

8.根据权利要求7所述的切割方法，其特征在于，所述确定所述芯片背面的预定区域包括：

将预定光从所述芯片正面垂直入射至所述芯片，所述芯片正面的预定区域覆盖有挡光材料，所述挡光材料对预定光的透过率小于30％，所述芯片的其他区域对所述预定光的透过率大于60％，所述预定光覆盖所述挡光材料以及所述挡光材料的外围区域；

确定所述芯片背面上出射光最少的区域为所述芯片背面的预定区域。

9.根据权利要求8所述的切割方法，其特征在于，所述芯片包括硅材料，所述预定光为红外光。