CN111376116A - 用于成形半导体切割/修整刀片的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请案涉及用于成形半导体切割/修整刀片的系统及方法。一种用于磨快及/或整形用于制造半导体装置的刀片的敷料板可包含工作表面，所述工作表面经配置以磨快及/或整形用于制造半导体装置的切分或磨边刀片的切割表面。所述工作表面可经配置以在磨快或整形所述刀片的所述切割表面时接触所述切割表面。所述敷料板可包含支撑衬底，所述支撑衬底经配置以相对于所述敷料板定位于其中的壳体的底面支撑所述工作表面。在一些实施例中，所述工作表面包含不平行于所述底面的第一部分。

Description

用于成形半导体切割/修整刀片的系统及方法
技术领域
本发明技术大体来说涉及半导体装置，且在一些实施例中，更特定来说涉及用于成形及/或修复半导体切割与修整工具的方法及系统。
背景技术
微电子装置(例如存储器装置、微处理器及发光二极管)通常包含安装到衬底(例如，晶片、硅晶片或其它衬底)的一或多个半导体裸片。半导体裸片可包含例如存储器单元、处理器电路及互连电路等功能特征。半导体裸片还通常包含电耦合到所述功能特征的接合垫及柱结构。接合垫可电耦合到引脚或其它类型的端子以将半导体裸片连接到总线、电路或其它组合件。
制造特定微电子装置的工艺中的一个步骤是切分或单个化阶段。在此步骤中，切割或以其它方式分割具有安装于上面的一个以上装置的衬底以将所述装置彼此分离开。可通过刀片、锯、激光器、化学品及/或将衬底分隔成多个片段的其它器件执行切割。在一些应用中，修整或整形微电子装置的衬底或其它部分可为合意的。举例来说，可期望经倒角或经切圆角的边缘。
发明内容
本申请案的一个方面针对于一种制造或维修半导体切分或磨削刀片的方法，所述方法包括：将刀片移动成与敷料板的磨削表面接触，所述刀片包括：旋转轴；环形切割表面，其经配置以围绕所述旋转轴旋转；及刀片主体，其在所述旋转轴与所述环形切割表面之间延伸；以及在所述刀片与所述敷料板的所述磨削表面接触的同时，使所述环形切割表面围绕所述旋转轴旋转，其中所述环形切割表面的旋转致使所述敷料板的所述磨削表面将所述环形切割表面整形为所要形状；其中在平行于所述刀片的所述旋转轴的切割平面上截取的所述所要形状的横截面的至少一部分不平行于所述刀片的所述旋转轴。
本申请案的另一方面针对于一种用于磨快及/或整形用于制造半导体装置的刀片的敷料板，所述敷料板包括：工作表面，其经配置以磨快及/或整形用于制造半导体装置的切分或磨边刀片的切割表面，所述工作表面经配置以在磨快或整形所述刀片的所述切割表面时接触所述切割表面；及支撑衬底，其经配置以相对于所述敷料板定位于其中的壳体的底面支撑所述工作表面；其中所述工作表面包含在所述切分或磨边刀片的所述切割表面的磨快及/或整形期间在所述壳体中不垂直于地球重力及/或不平行于所述切分或磨边刀片的旋转轴的第一部分。
附图说明
可参考以下图式更好地理解本发明技术的许多方面。所述图式中的组件未必按比例。而是，重点在于清晰地图解说明本发明技术的原理。
图1A是切割或修整刀片的透视图。
图1B是切割或修整刀片及待切分衬底的透视图。
图2A是切割刀片的经磨损边缘的横截面图。
图2B是切割刀片的新边缘或经整修边缘的横截面图。
图3A是经磨损切割刀片及敷料板的横截面图。
图3B是与图3A的敷料板接触的图3A切割刀片的横截面图。
图3C是在通过敷料板修复之后的图3A切割刀片的横截面图。
图4A是经磨损切割刀片及敷料板的横截面图，其中切割刀片的旋转轴不平行于敷料板的表面。
图4B是与图4A的敷料板接触的图4A切割刀片的横截面图。
图4C是在通过敷料板修复之后的图4A切割刀片的横截面图。
图5A是经磨损切割刀片及非平面敷料板的横截面图。
图5B是与图5A的敷料板接触的图5A切割刀片的横截面图。
图5C是在通过敷料板修复之后的图5A切割刀片的横截面图。
图6A是具有带斜坡的工作表面的敷料板的横截面图。
图6B是具有凹形弯曲工作表面的敷料板的横截面图。
图6C是具有凹形弯曲工作表面的敷料板的横截面图。
图6D是具有凸形弯曲工作表面的敷料板的横截面图。
图7是磨快刀片的切割表面的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
下文描述敷料板以及相关联的系统及方法的数个实施例的特定细节。如本文中所使用，术语“半导体装置”通常是指包含一或多种半导体材料的固态装置。半导体装置的实例包含逻辑装置、存储器装置、微处理器及二极管以及其它。此外，术语“半导体装置”可指成品装置或指在成为成品装置之前的各个处理阶段处的组合件或其它结构。取决于其中使用术语“衬底”的上下文，其可指晶片级衬底或指单个化裸片级衬底。所述领域的技术人员将认识到，可以晶片级或以裸片级执行本文中所描述的方法的适合步骤。此外，除非上下文另有指示，否则本文中所揭示的结构可使用常规半导体制造技术形成。
为便于参考，遍及本发明，使用完全相同的参考编号来识别类似或相似的组件或特征，但使用相同参考编号并非暗指各特征应视为完全相同的。实际上，在本文中所描述的许多实例中，具完全相同的编号的特征具有结构及/或功能上彼此不同的多个实施例。此外，相同阴影可用于在横截面中指示组成上可为类似的材料，但除非本文中具体注明，否则相同阴影的使用并不暗指应将材料视为完全相同的。
图1图解说明切割或磨削刀片10的实施例。刀片10包含经配置以切割、修整、整形或者以其它方式修改半导体装置的衬底或其它部分的形状的切割表面12。切割表面12经配置以围绕旋转轴14旋转。优选地，当平行于刀片10的旋转轴14观察时，旋转轴14定位于刀片10的几何中心处。刀片10包含在旋转轴14与切割表面12之间延伸的刀片主体16。在一些实施例中，刀片主体16在旋转轴14与切割表面12之间是实心的(例如，不具有空洞、孔隙、孔或其它材料缺失)。
在图1A中所图解说明的实施例中，刀片10的切割表面12是平坦的(例如，平行于旋转轴14)。在一些实施例中，切割表面12从切割表面12的第一横向边缘18a到第二横向边缘18b是平坦的。在一些实施例中，当垂直于旋转轴14观察时，刀片10的切割表面12的全部或一部分是弯曲的。当垂直于刀片10的旋转轴14观察时，刀片10切割表面12可包含一或多个弯曲部分。
切割表面12的形状通常由成品半导体装置的所要形状决定。举例来说，对于经斜切边缘，使用具有相对于旋转轴14成斜坡的切割表面12的刀片10可为合意的。对于经切圆角的边缘，使用具有当平行于旋转轴14观察时为凹形的切割表面12的刀片10可为合意的。对于切分/单个化工艺，具有尖锐切割表面12的刀片10可为合意的。
如图1B中所图解说明，在切分/单个化工艺期间，可邻近衬底20定位刀片10。衬底20可具有安装于上面的一或多个半导体装置22。在一些实施例中，在衬底20的表面上形成一或多个切分道/线24。切分道24可在切割表面12切分衬底20以将半导体装置22分离开时导引刀片10。切分道24可通过蚀刻衬底20而形成。适合蚀刻剂包含但不限于硝酸或氢氟酸。所述蚀刻剂可用于在光学光刻掩模工艺或另一工艺中形成切分道24。切分道24的宽度及其之间的间隔可经选择以产生具所要形状及大小的半导体装置22。在一些实施例中，在不形成切分道或线的情况下执行切分工艺。
可沿着切分道24及/或沿着预定路径将刀片10引导成与衬底20接触。刀片10可用于以所要图案切割衬底20以将半导体装置22彼此分离开。在某一实施例中，可通过刀片10(例如，与用于切分衬底20的刀片相同的刀片或不同的刀片)修整或整形半导体装置22的边缘及/或衬底20的边缘28。在一些应用中，可通过切割刀片10成形其它特征。举例来说，可使用刀片10来在半导体装置的衬底或其它部分上或其中成形例如棱锥、圆顶、支柱等结构及/或其它结构。
使用刀片10来切分/修整/成形半导体装置22及衬底20会磨损切割表面12、边缘18a、18b及/或刀片10的其它部分。如图2A中所图解说明，切割表面12可以不均匀或在其它方面不合意的方式磨损。举例来说，切割表面12的第一横向边缘18a可在有限使用次数之后出现缺口或以其它方式腐蚀。在一些情形中，对切割表面12的损坏发生在横向边缘18a、18b之间的位置处。可使用平坦敷料板来实现对平坦刀片切割表面12的修复或整修。此类敷料板能够恢复平坦切割表面12，如图2B中所图解说明。
图3A到3C中图解说明使用平坦敷料板30修复刀片10的平坦切割表面12的另一实例。在此工艺中，使刀片10的切割表面12与敷料板30的工作表面32(例如，磨削表面)接触，同时使刀片10围绕其旋转轴14旋转。朝向敷料板30按压刀片10，其中刀片10的旋转与刀片10朝向敷料板30的力组合地允许工作表面32修复/重新整形切割表面12。敷料板30的工作表面32可由各种形式的碳化硅、石英、合成碳硅石、碳纤维增强碳及/或其它适当材料或材料的组合构造而成。在所图解说明的实例中，刀片的旋转轴14平行于敷料板30的工作表面32。在此实例中，所得经修复/经整修切割表面12平行于刀片10的旋转轴。
在一些应用中，如图4A到4C中所图解说明，可使用平坦敷料板30来成形或修复带斜坡的切割表面12。为了实现此，可使刀片10的旋转轴14相对于敷料板30的平坦工作表面32以非零角度定向。那么，在修复/整修之后切割表面12相对于刀片10的旋转轴14的所得角度将等于或基本上等于刀片10的旋转轴14相对于工作表面32之间的角度。其中旋转轴14不平行于敷料板30的平坦工作表面32的此布置可要求用于将刀片10朝向敷料板30移动的机构沿不垂直于平坦工作表面32的方向移动，或用于将刀片10朝向敷料板30移动的机构沿不垂直于刀片10的旋转轴14的方向移动。在任一例子中，可难以获得切割表面12的角度的精确对准，因为机构移动路径、旋转轴14及平坦工作表面32之间的角度各自应被精确地控制。可需要精确控制来确保切割表面形状精度在100微米内。因此，敷料板30能够适应且修复/整修具有不完全平坦且不完全平行于刀片10的旋转轴14的切割表面12的刀片10是合意的。优选地，将可能使用以下工艺进行所述修复/整修：其中可相对于敷料板30在单个位置中修复/整修切割表面12，及/或在修复/整修工艺期间可将刀片10的旋转轴14定向为平行于水平面。如本文中所使用，“水平面”可平行于其中使用敷料板的室的底面、敷料板定位于上面的平台或其它结构的斜坡，及/或垂直于地球重力的方向。本文中所描述的敷料板可包含经配置以在工作区中支撑敷料板的支撑衬底(例如，平台、台架、基座等)。
图5A到5C图解说明适于修复、成形及/或整修在垂直于刀片110的旋转轴114观察时具有非平坦切割表面112的刀片110的敷料板130的实施例。在所图解说明的实例中，可使具有平坦或基本上平坦的切割表面112的刀片110与敷料板130接触。在一些实施例中，切割表面112具有大体上匹配敷料板130的工作表面132的形状的轮廓，具有经损坏或经磨损部分。使刀片110围绕旋转轴114旋转同时在刀片110上朝向敷料板130施加力可促进刀片切割表面112的重新整形/修复，使得刀片切割表面112的轮廓匹配或基本上匹配敷料板130的工作表面132的轮廓。在所图解说明的实例中，工作表面132具有凹形弯曲形状，从而使得刀片110具有凸形且弯曲的切割表面112。
图6A到6D图解说明具有经整形工作表面的敷料板的额外实施例。举例来说，图6A中所图解说明的敷料板230具有相对于水平面以角度A1定向的工作表面232。角度A1可为介于0°与90°之间的任一值。在一些实施例中，敷料板230的工作表面232的一部分以不同于第一角度A1的第二角度定向，从而使得工作表面具有相对于水平面的两个或多于两个斜坡。
图6B及6C图解说明具有凹形工作表面的敷料板的实施例。举例来说，图6B中的敷料板330的工作表面332具有基本上平行于水平面的第一端350a及不平行于水平面的第二端350b。工作表面332在两个端350a、350b之间的部分可为凹形的。举例来说，工作表面332可在第一端350a与第二端350b之间具有曲率半径R1。在一些实施例中，在两个端350a、350b之间，曲率半径R1是恒定的。在一些实施例中，敷料板330的工作表面332的曲率半径在两个端350a、350b之间有变化。在一些实施例中，如图6C中所图解说明，敷料板430的工作表面432可具有曲率半径R2且可关于工作表面430的垂直(例如，垂直于水平线及/或平行于地球重力)中心线452为对称的。在又一些额外实施例中，敷料板的工作表面可关于敷料板的垂直中心线对称且具有非均匀曲率半径。
除平坦、带斜坡及凹形工作表面之外或替代其等，敷料板还可包含凸形表面。举例来说，如图6D中所图解说明，敷料板530的工作表面532的全部或一部分可为凸形的。工作表面532可具有跨越工作表面532的宽度为均匀或非均匀的曲率半径R3。如所图解说明，工作表面532可关于工作表面530的垂直中心线552对称。在一些实施例中，工作表面532不关于工作表面532的垂直中心线552对称。
在一些实施例中，敷料板的工作表面沿平行于刀片的旋转轴的方向经定大小以横跨从刀片的第一横向边缘到第二横向边缘的整个切割表面(图5B)。替代地，敷料板的工作表面可经定大小以沿平行于所述旋转轴的方向仅横跨切割表面的一部分。
使用具有非平坦工作表面的敷料板可允许修复及/或整修先前为一次性的刀片。另外，使用非平坦工作表面可允许针对刀片使用比历史上可接受的更柔软的材料。举例来说，在不存在能够磨快复杂切割表面的敷料板的情况下，使用硬及/或耐用的材料来形成刀片的切割表面是有利的(在一些情形中，是经济上必要的)。此类材料包含碳化硅、不锈钢及其它硬化材料。在许多应用中，此类材料可能损坏正切分/修整的半导体装置的衬底及其它部分。然而，使用较柔软、危害较小的刀片材料在不存在用以修复或整修刀片的器件的情况下需要较频繁地处置刀片。使用本文中所揭示的敷料板，现在可整修且修复具有非平坦切割表面的刀片，借此允许使用较柔软、危害较小且较不耐用的刀片材料(例如，铝及/或其它较柔软材料)。
图7是修复/整修刀片的切割表面的方法600的实施例的流程图。方法600可包含将刀片的切割表面移动成与敷料板的工作表面接触(框602)。在一些实施例中，使刀片沿垂直于刀片的旋转轴及/或平行于地球重力引力的方向朝向敷料板移动。方法600可包含使刀片围绕刀片的旋转轴旋转以在刀片与工作表面之间产生摩擦(框604)。刀片与敷料板的工作表面之间的摩擦可将刀片的切割表面重新整形、整修及/或修复为所要形状(框606)。在一些实施例中，重新整形或修复刀片可在不使刀片的旋转轴沿一个以上定向进行定向的情况下实现。上文揭示及描述实例性工作表面形状。
本技术的实施例的以上详细说明并非打算为穷尽性或将本技术限制于上文所揭示的精确形式。尽管上文出于说明性目的描述本技术的特定实施例及实例，但如所属领域的技术人员将认识到，可在本技术的范围内做出各种等效修改。举例来说，虽然本文中图解说明及揭示敷料板工作表面的特定几何形状，但本申请案的发明性概念的优点不限于所图解说明的实施例。可使用其它工作表面形状及配置来修复/整修刀片，包含并入有凹形部分、平坦部分、偏斜部分及/或凸形部分的工作表面。在一些实施例中，工作表面的至少10％可为平坦的，且工作表面的至少10％可为弯曲的(例如，凹形及/或凸形)。另外，虽然以给定次序呈现步骤，但替代实施例可以不同次序执行步骤。此外，本文中所描述的各种实施例还可经组合以提供进一步实施例。本文中对“一个实施例”、“一实施例”或类似表述的提及意指结合实施例描述的特定特征、结构、操作或特性可包含于本发明技术的至少一个实施例中。因此，本文中的此类短语或表述的出现未必均指同一实施例。
此外，除非单词“或”在参考两个或多于两个项目的列表时明确地限于仅意指排斥其它项目的单个项目，否则在此列表中使用“或”将被解释为包含(a)列表中的任一单个项目，(b)列表中的所有项目或(c)列表中的项目的任一组合。在上下文准许的情况下，单数或复数术语还可分别包含复数或单数术语。另外，通篇中使用术语“包括”以意指至少包含(若干)所叙述的特征，使得不排除任何较大数目个相同特征及/或额外类型的其它特征。例如“上部”、“下部”、“前部”、“后部”、“垂直”及“水平”等方向术语可在本文中用于表达及阐明各种元件之间的关系。应理解，此类术语并不表示绝对定向。此外，虽然已在本技术的某些实施例的上下文中描述与那些实施例相关联的优点，但其它实施例还可展现此些优点，且并非所有实施例都必须展现此些优点以归属于本技术的范围内。因此，本发明及相关联技术可涵盖本文中未明确展示或描述的其它实施例。

Claims (20)

1.一种制造或维修半导体切分或磨削刀片的方法，所述方法包括：
将刀片移动成与敷料板的磨削表面接触，所述刀片包括：
旋转轴；
环形切割表面，其经配置以围绕所述旋转轴旋转；及
刀片主体，其在所述旋转轴与所述环形切割表面之间延伸；以及
在所述刀片与所述敷料板的所述磨削表面接触的同时，使所述环形切割表面围绕所述旋转轴旋转，其中所述环形切割表面的旋转致使所述敷料板的所述磨削表面将所述环形切割表面整形为所要形状；
其中在平行于所述刀片的所述旋转轴的切割平面上截取的所述所要形状的横截面的至少一部分不平行于所述刀片的所述旋转轴。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在平行于所述刀片的所述旋转轴的所述切割平面上截取的所述所要形状的所述横截面包括第一部分及第二部分，其中：
所述第一部分的正切线相对于所述刀片的所述旋转轴形成第一角度；
所述第二部分的正切线相对于所述刀片的所述旋转轴形成第二角度；且
所述第一角度不等于所述第二角度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一角度及所述第二角度两者均不平行于所述刀片的所述旋转轴。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在平行于所述刀片的所述旋转轴的所述切割平面上截取的所述所要形状的所述横截面包括第一部分及第二部分，其中：
正切线或平行于沿着所述第一部分的两个点的线相对于所述刀片的所述旋转轴形成第一角度；
正切线或平行于沿着所述第二部分的两个点的线相对于所述刀片的所述旋转轴形成第二角度；且
所述第一角度不等于所述第二角度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在平行于所述刀片的所述旋转轴的所述切割平面上截取的所述所要形状的所述横截面包括沿着所述所要形状的至少10％延伸的笔直部分及沿着所述所要形状的至少10％延伸的弯曲部分。
6.根据权利要求1所述的方法，其中在平行于所述刀片的所述旋转轴的所述切割平面上截取的所述所要形状的所述横截面沿着大部分的所述所要形状是弯曲的。
7.根据权利要求1所述的方法，其中将所述刀片移动成与所述敷料板的所述磨削表面接触包括使所述刀片沿既垂直于所述刀片的所述旋转轴又平行于地球重力引力的方向移动。
8.根据权利要求1所述的方法，其中将所述刀片移动成与所述敷料板的所述磨削表面接触包括使所述刀片沿垂直于所述刀片的所述旋转轴的方向移动。
9.根据权利要求1所述的方法，其中在所述环形切割表面与所述磨削表面接触的同时旋转期间，通过所述磨削表面在不使所述刀片的所述旋转轴相对于所述敷料板重新定向的情况下整形所述整个环形切割表面。
10.一种用于磨快及/或整形用于制造半导体装置的刀片的敷料板，所述敷料板包括：
工作表面，其经配置以磨快及/或整形用于制造半导体装置的切分或磨边刀片的切割表面，所述工作表面经配置以在磨快或整形所述刀片的所述切割表面时接触所述切割表面；及
支撑衬底，其经配置以相对于所述敷料板定位于其中的壳体的底面支撑所述工作表面；
其中所述工作表面包含在所述切分或磨边刀片的所述切割表面的磨快及/或整形期间在所述壳体中不垂直于地球重力及/或不平行于所述切分或磨边刀片的旋转轴的第一部分。
11.根据权利要求10所述的敷料板，其中所述工作表面包含不平行于所述第一部分的第二部分。
12.根据权利要求11所述的敷料板，其中所述工作表面的所述第二部分不平行于所述底面。
13.根据权利要求10所述的敷料板，其中所述第一部分在平行于所述刀片的旋转轴的平面中是弯曲的。
14.根据权利要求13所述的敷料板，其中所述工作表面包含第二部分，所述第二部分在平行于所述刀片的所述旋转轴的平面中并非是弯曲的。
15.根据权利要求13所述的敷料板，其中所述工作表面包含第二部分，所述第二部分是弯曲的且具有与所述第一部分的曲率半径不同的曲率半径。
16.根据权利要求10所述的敷料板，其中所述工作表面包括碳化硅、石英、合成碳硅石及/或碳纤维增强碳。
17.根据权利要求10所述的敷料板，其中所述工作表面的至少一部分是凸形的。
18.根据权利要求10所述的敷料板，其中所述工作表面的至少一部分是凹形的。
19.根据权利要求10所述的敷料板，其中所述工作表面的所述第一部分是平坦的，且所述工作表面包括凸形或凹形的第二部分。
20.根据权利要求10所述的敷料板，其中当在与刀片的旋转轴平行且重合的平面中所述切割表面的轮廓具有第一部分及不平行于所述切割表面的所述轮廓的所述第一部分的第二部分时，工作表面经定大小及整形以同时整形所述刀片的整个切割表面。
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