CN114695258A - 晶圆的分割方法 - Google Patents

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CN114695258A CN202210346797.5A CN202210346797A CN114695258A CN 114695258 A CN114695258 A CN 114695258A CN 202210346797 A CN202210346797 A CN 202210346797A CN 114695258 A CN114695258 A CN 114695258A
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Abstract

本发明公开一种晶圆的分割方法，晶圆包括多个芯片，任意相邻的两个芯片之间均具有预先定义的切割道，分割方法包括：预分割步骤，介质件加工步骤，待挤压组件加工步骤和分割步骤。本申请实施例公开的晶圆的分割方法可以以解决目前采用等离子体切割工艺切割晶圆时，因切缝的深宽比相对较大，切割难度较大，且成本相对较高的问题。

Description

晶圆的分割方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆的分割方法。
背景技术
在半导体的制造过程中，通常需要利用切割的方式对晶圆上的芯片进行分割。相较于传统的机械切割和激光切割方式而言，等离子体切割工艺因其切屑更少，芯片强度和密度相对较高等特点，逐步发展为主流的晶圆切割方式。
但是，在采用等离子体切割工艺对晶圆进行切割的过程中，因切缝的深度较大，且宽度较小，导致切缝的深宽比相对较大，切割难度较大，且成本相对较高。
发明内容
本发明公开一种晶圆的分割方法，以解决目前采用等离子体切割工艺切割晶圆时，因切缝的深宽比相对较大，切割难度较大，且成本相对较高的问题。
为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：
本发明公开一种晶圆的分割方法，所述晶圆包括多个芯片，任意相邻的两个所述芯片之间均具有预先定义的切割道，所述分割方法包括：
预分割步骤，对多个所述切割道进行等离子体刻蚀以在所述晶圆的第一表面形成具有预设深度的直线槽；
介质件加工步骤，提供所述介质件，在所述介质件上形成多个凸部，其中，所述介质件的莫氏硬度值不小于所述晶圆的莫氏硬度值；
待挤压组件加工步骤，将多个所述凸部的端部抵接于所述晶圆的背离所述第一表面的第二表面，以形成所述待挤压组件，其中，所述端部在所述晶圆的厚度方向上的投影位于所述直线槽内；
分割步骤，挤压所述待挤压组件，以分割所述晶圆获得多个独立的所述芯片。
本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：
本发明公开一种晶圆的分割方法，分割方法中，先在晶圆上对多个切割道进行刻蚀，以在晶圆的第一表面形成具有预设深度的直线槽，且在介质件上加工形成多个凸部，凸部具有端部，以利用多个凸部的端部作为力的传递媒介，使晶圆和介质件之间作用力的作用效果更强。
基于此，本申请实施例公开的分割方法中，进一步地将具有凸部的介质件抵接于具有直线槽的晶圆中背离第一表面的第二表面，形成待挤压件。由于多个凸部的端部在晶圆的厚度方向上的投影均对应地位于直线槽内，使得凸部和晶圆的第二表面中与直线槽所对应的位置处的压强相对较大，且由于直线槽凹陷设置于晶圆上，进而能够降低具有直线槽的晶圆中位于直线槽相背两侧的部分之间的连接强度，进而在挤压待挤压件的过程中，使具有直线槽的晶圆能够以直线槽所在的位置处为分割界线被分割，且使晶圆被分割为多个独立的芯片，完成芯片的分割工作。
在本申请的上述分割方法中，由于直线槽并未沿晶圆的厚度方向贯穿晶圆，这使得直线槽的深度相对较小，进而使直线槽的深宽比也相对较小，从而可以大幅降低直线槽在形成过程中的加工难度，对应可以降低加工成本，提升加工效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例公开的晶圆的分割方法的流程图；
图2为本发明实施例公开的晶圆的分割方法的示意图；
图3为本发明实施例公开的介质件的结构示意图；
图4为本发明实施例公开的晶圆分割方法中待挤压组件的结构示意图；
图5为本发明实施例公开的晶圆分割方法中介质件的加工过程的剖面SEM表征示意图；
图6为本发明实施例公开的晶圆分割方法中晶圆的中心位置的剖面SEM表征示意图；
图7为本发明实施例公开的晶圆分割方法中晶圆的边缘位置的剖面SEM表征示意图；
图8为本发明实施例公开的晶圆分割方法中晶圆上另一种形状的直线槽的剖面SEM表征示意图。
附图标记说明：
100-晶圆、
200-介质件、210-凸部、220-基部、
300-光刻胶层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。
如图1-图8所示，本发明实施例公开一种晶圆100的分割方法，利用该分割方法可以分割晶圆100，晶圆100包括多个芯片，任意相邻的两个芯片之间均具有预先定义的切割道，切割道的具体延伸方向、数量和分布情况均与晶圆100上芯片的布设情况有关。另外，切割道的深度可以根据实际情况确定，且切割道的深度无需较大，具备标识作用即可。
晶圆100的分割方法具体可以包括下述步骤：
S1、预分割步骤，对多个切割道进行等离子体体刻蚀以在晶圆的第一表面形成具有预设深度的直线槽。具体地，同切割道相似，直线槽亦均位于晶圆100上的芯片之外，直线槽自晶圆100的第一表面凹陷形成，直线槽的预设深度小于晶圆100的厚度；换句话说，形成于晶圆100上的直线槽并未沿晶圆100的深度贯穿晶圆100。预设深度的具体大小可以根据晶圆100的厚度等参数确定，且预设深度可以与晶圆100的厚度呈比例关系，例如，直线槽的预设深度可以为晶圆100的厚度的一半。
考虑到加工精度和加工效果，可以采用等离子切割的方式，自晶圆100的第一表面沿晶圆100的厚度方向在晶圆100上形成凹陷设置的直线槽，且使直线槽避让晶圆100上芯片所在的位置。可选地，如图4所示，直线槽的相背两端可以不延伸至晶圆100的外边缘，这可以降低直线槽的加工难度；在本申请的另一实施例中，可以使直线槽的两端均延伸至晶圆100的边缘，这可以进一步提升对直线槽相背两侧的部分之间的连接强度的削弱能力。
另外，在刻蚀直线槽的过程中，可以使直线槽的深宽比大于或等于30:1，在这种情况下，使得直线槽的宽度相对较小，从而可以最大化地防止在分割过程中出现芯片被损坏的情况，提升成品率。同时，可以使直线槽的深度大于或等于晶圆100的厚度的1/7，且小于或等于晶圆100的厚度的2/7，这可以在保证直线槽相背两侧的部件之间的连接强度的削弱程度满足预设需求的同时，还可以使直线槽的加工难度相对较小，且可以进一步降低直线槽的加工难度。更具体地，晶圆100的厚度通常为700微米，基于这种厚度的晶圆100，直线槽的深度范围可以为100～200微米，具体可以为175微米，对应地，晶圆100中对应于直线槽的位置处的厚度则为525微米。
更进一步地，预分割步骤可以包括：
在晶圆的第一表面制备图案化的光刻胶层，以保护芯片不被刻蚀。
具体来说，在通过等离子体切割的方式对晶圆100进行加工的过程中，可以先在晶圆100的第一表面上形成光刻胶层300，具体可以通过旋涂或喷涂等方式在晶圆100的第一表面上形成预设厚度的光刻胶层300，前述预设厚度具体可以为0.5～30微米，优选地，前述预设厚度为15微米。
之后，通过曝光显影的方式，使光刻胶层300图案化，即在光刻胶层300上形成沟槽结构，且可以根据需要在晶圆100上形成的直线槽的位置和尺寸等参数，对应地确定前述沟槽结构的位置和尺寸。更直观地说，可以认为在光刻胶层300上形成的沟槽结构沿晶圆100的厚度方向的投影与直线槽相互重叠，二者对应的位置在宽度方向上的尺寸对应相同。具体地，在显影曝光过程中，曝光时间的取值范围可以为3～20s，具体可以为6s，显影时间的取值范围可以为45～120s，具体可以为75s，定影时间的取值范围可以为60～300s，具体可以为120s，经曝光显影工作之后，即可使光刻胶层300形成具有图案的掩膜层，前述图案包括前述沟槽结构。
之后，可以利用等离子体对形成有图案化光刻胶层300的晶圆100进行刻蚀，以刻蚀多个切割道，且在晶圆100上形成与光刻胶层300中沟槽结构对应的直线槽。
更具体地，刻蚀多个切割道以形成直线槽具体包括：
刻蚀步骤，工艺腔室的腔压为10～200mTorr，上电极中心功率为600～3000W，上电极边缘功率为500～3000W，下电极功率为50～500W，SF6中心流量为10～1000sccm，SF6边缘流量为10～1000sccm；
沉积步骤，工艺腔室的腔压为10～200mTorr，上电极中心功率为600～3000W，上电极边缘功率为500～3000W，C4F8中心流量为10～1000sccm，C4F8边缘流量为10～1000sccm；
交替执行上述刻蚀步骤和沉积步骤，直至形成直线槽。
更具体地，在晶圆100上形成直线槽的过程可以包括：将工艺腔室抽真空、将晶圆100传入工艺腔室之内、将晶圆100吸附在静电卡盘等吸附器件上、在晶圆100的背面通入氦气对晶圆100进行冷却、将工艺气体通入工艺腔室，以稳定工艺腔室的气氛、控制上电极启辉、进行沉积过程、进行刻蚀过程、循环沉积过程和刻蚀过程直至晶圆100上所形成的直线槽的深度满足预设要求，之后，控制静电卡盘解除对具有直线槽的晶圆100的吸附状态，且停止通入提供冷却作用的氦气，以及将具有直线槽的晶圆100传出至工艺腔室之外。当然，在刻蚀过程中，还需要对刻蚀设备的各项系数进行设置。
直观地，刻蚀晶圆100的过程中，等离子体刻蚀设备内各项参数的选定值如下表所示：
表1等离子体刻蚀工艺配方
Figure BDA0003580965640000061
其中，*表示下电极功率占空比具体为40％，选值范围可以为10％～90％；**中“～”表示在刻蚀步的工艺起始步与工艺终末步之间施加了递增(ramp)。
经过上述过程，可以在晶圆100上形成直线槽，且直线槽自晶圆100的第一表面沿晶圆100的厚度方向凹陷设置。当然，在完成直线槽的刻蚀工作之后，可能仍有部分光刻胶层300未被完全刻蚀，基于此，预分割步骤还包括：
去除光刻胶。具体地，可以通过对光刻胶进行清洗的方式，将晶圆100表面的光刻胶去除。更具体地，可以利用氧气等离子体干法去胶的方式，或者，还可以利用丙酮等溶剂清洗的湿法去胶的方式将晶圆100表面的光刻胶去除。
在刻蚀多个切割道形成直线槽的过程中，可以通过控制刻蚀过程中下电极的功率改变所形成的直线槽的截面形状。具体来说，如图7所示，直线槽中垂直于直线槽的延伸方向的截面呈U型结构，或者，如图8所示，直线槽的前述截面还可以呈V型结构。
在直线槽的前述截面呈V型结构的情况下，晶圆100中直线槽相背两侧的部分之间的连接可靠性相对更低，从而可以进一步降低晶圆100的被分割难度。具体地，在刻蚀截面为V型结构的直线槽的过程中，可以使下电极功率低于形成的直线槽的截面为U型结构的直线槽时下电极的功率。更具体地，形成截面为V型结构的直线槽的过程中，刻蚀配方可以按照下表所述的配方进行。
表2等离子体刻蚀工艺配方
Figure BDA0003580965640000081
其中，*表示下电极功率连续施加，无脉冲，无占空比概念；**中，“～”表示在工艺的起始步与工艺的终末步之间施加了递增(ramp)。
其中，与上述表1相比，表2中的下电极功率更低。另外，表1中的下电极功率按占空比换算后，其等效的下电极功率是60～100W。
通过采用上述配方对晶圆100进行加工，如图8所示，可以在晶圆100的表面形成截面为V型形貌的直线槽，具有这种直线槽的晶圆100在受介质件200的凸部210的作用力时，晶圆100更容易以直线槽为界被分割开来。
另外，在直线槽的刻蚀过程中，为了保证直线槽可以向晶圆100更深的方向延伸，上述交替执行刻蚀步骤和沉积步骤，具体包括：
刻蚀步骤的下电极功率在经过预设交替次数后递增预设功率值，和/或，SF6中心流量在经过预设交替次数后递增预设流量值。具体地说，如上述表1和表2所示，可以在完成一次刻蚀步骤和沉积步骤之后，即对下电极的功率进行调整，使下电极的功率随着循环步骤次数的增加而增大；或者，还可以通过对腔室中心通入的SF6气体的流量进行调整，具体为随着循环步骤的增加而增大SF6气体的流量，这均可以使刻蚀晶圆100所形成的直线槽的上述截面的形状为V型。需要说明的是，上述U型和V型指的是直线槽的槽底的大概形貌，并非绝对意义上与U型或V型完全一致，其中，截面为U型的直线槽中相对的两侧边之间的间距基本不变，截面为V型的直线槽中相对的两侧边之间的间距随所处深度的增加而增加。
可选地，被分割的晶圆100为单晶体结构，同时，在布设芯片的过程中，可以根据晶圆100的晶向类型，对应形成切割道。更具体地说，如上所述，晶圆100的材质为硅的单晶体，硅的单晶体中包括许多晶胞，任一晶胞均具有多种晶面，多种晶面均具有对应的晶向。举例来说，硅的单晶体的晶面指数包括100、110和111，三种不同的晶面指数对应的晶面和晶向均不同。
在晶圆片材形成的过程中，可以根据所需要的晶面指数类型，确定晶圆片材的切片方向和位置，使所形成的晶圆片材中晶胞的某一晶面平行于晶圆片材的上表面(或下表面，均记为第一表面)，基于此，使得晶圆的晶胞中与前述某一晶面垂直的其他晶面平行于晶圆片材的厚度方向，继而，在对晶圆片材进行切割时，则可以沿晶圆的厚度方向对晶圆进行切割，使晶圆被分割开的难度相对更小。
基于此，在本申请实施例公开的晶圆的分割方法中，亦需要对晶圆100上所形成的切割道的延伸方向进行限制，以保证晶圆100在后续的分割过程中能够更可靠地被分割为多个部分。概括地说，切割道的延伸方向需要与晶圆的任一晶胞中平行于晶圆的第一表面的第一晶面和该晶胞中相邻且垂直于第一晶面的第二晶面相交的线段的延伸方向平行，由于直线槽的延伸方向平行于切割道的延伸方向，这使得直线槽相背两侧的部分之间的连接强度更小。
如上所述，在形成晶圆片材的过程中，已经预先根据需求确定了所需要的晶圆的晶面指数类型，基于此，所形成的晶圆片材中任一晶胞均具有平行于晶圆100的第一表面的第一晶面，对应于该晶胞中，其必然具有多个与第一晶面相邻且垂直的第二晶面，且多个第二晶面均与第一晶面相交，各第二晶面与第一晶面相交均可得到一线段，多个线段的延伸方向即对应多个切割道的延伸方向，进而在利用多个切割道分割晶圆时，多个切割道之间围成的部分可以被更为可靠地、完整地分割出，获得独立的芯片。
本申请实施例公开的晶圆100的分割方法还包括：
S2、介质件加工步骤，进一步包括，提供介质件200，且在介质件200上形成多个凸部210，其中，介质件200的莫氏硬度值不小于晶圆100的莫氏硬度值，以保证介质件200具有较高的硬度，从而在通过介质件200上加工形成的凸部210与具有直线槽的晶圆100相互挤压时，保证凸部210可以为具有直线槽的晶圆100提供满足需求的作用力，且保证凸部210不会发生形变。
更具体地，介质件200的材料具体可以为硅，也即，可以用同种材料分别形成晶圆100和介质件200。或者，介质件200的材料还可以为氧化硅、碳化硅和氧化铝中的一者，这些材料的取材相对便捷，成本相对较低，以使介质件200的形成难度相对较小。
并且，介质件200经加工形成的具有凸部210的结构具体可以包括基部220和凸部210，其中，凸部210凸出设置于基部220的表面，基部220为凸部210的基础部分，凸部210为介质件200中用以直接提供作用效果的部分。通俗地说，基部220具体可以为介质件200中原本靠下的部分结构，凸部210则是介质件200中原本靠上的部分形成的结构。
更具体地，基部220即为介质件200中的下半部分，例如，介质件200为圆形片状结构，则基部220亦可以为圆形片状结构件，且基部220的厚度小于介质件200的厚度。需要说明的是，介质件200中的基部220和凸部210实质上属于一体式结构，二者仅在作用和形态上有所划分，实际中，二者可以没有实质的空间结构划分界限。
如上所述，晶圆100设有多个芯片和多个切割道，更详细地，多个切割道可以将多个芯片独立地隔开，具体来说，即多个切割道互相交叉设置，以使单个芯片能够被至少三条(四条或更多条)切割道围绕，之后通过在每一切割道上继续形成直线槽，即可使晶圆100上的每一芯片均能够经后续加工形成为独立的芯片。
可选地，介质件200中的多个凸部210中，可以包括多组沿直线分布的凸部210，每一沿直线分布的凸部210组合中可以包括多个独立结构，多个独立结构的凸部210均可以为棱锥或圆锥状突起结构，为了便于描述，独立结构的凸部210均以其为圆锥状突起结构为例进行描述。
并且，为了提升本实施例公开的凸部210为晶圆100提供的分割作用效果，如图3和图4所示，可以使多个圆锥状突起结构中的至少几者分别与多个切割道中任意两者的交点一一对应。直观地说，在多个沿直线分布的圆锥状突起结构中，其中一个圆锥状突起结构所在的位置为多个切割道中的两者相交的位置。同时，如上所述，凸部210的数量为多个，且多个凸部210可以包括多组沿不同直线分布的凸部210，基于此，如图4所示，可以使任意两个切割道相交的位置均设有圆锥状突起结构，以利用与相交的位置对应的圆锥状结构同时为两个切割道提供分割作用，提升晶圆中位于该切割道相背两侧的部分之间的被分割效果。
或者，介质件200上的多个凸部210中的至少一个凸部210为直线状突起结构，且该直线状突起结构在晶圆100的厚度方向上的投影位于两个芯片之间，或者说，该直线状突起结构的端部(即凸部210中背离介质件200中基部220的部分)的投影位于直线槽之内，以利用该直线状突起结构为晶圆100中对应的直线槽相背两侧的部分提供分割作用。在本实施例中，凸部210可以为某一侧面贴合在基部220的表面的正三棱柱，在这种情况下，凸部210中背离基部220的棱(即为凸部210的端部)理论上为一直线。
如上所述，介质件200可以为圆形片状结构件，也即，其形状可以与晶圆100的形状相同，在此基础上，介质件200的尺寸亦可以与晶圆100的尺寸相互对应。当然，介质件200的尺寸也可以稍小于晶圆100的尺寸，只需保证在介质件200上形成的凸部210的端部可以为晶圆100提供满足需求的作用效果即可。
更具体地，可以通过等离子体刻蚀的方式在介质件200上加工形成凸部210。如图5所示，介质件加工步骤包括：
在介质件200的表面形成包括多个柱状突起结构的光刻胶掩膜图形，且柱状凸起结构的截面为圆形；
刻蚀介质件200，在介质件200的表面形成多个圆锥状突起结构。
具体地，可以先在介质件200的表面旋涂或喷涂光刻胶，形成预设厚度的光刻胶层300，前述预设厚度具体可以为0.5～30微米，优选地，前述预设厚度为15微米。
之后，借助对应形状的光罩，通过曝光显影的方式，在光刻胶层300上形成包括多个柱状凸起结构的光刻胶掩膜图形，且可以根据前述需要在介质件200上形成的圆锥状突起结构的位置和尺寸等参数，对应地确定前述柱状凸起结构位置和尺寸。具体地，在显影曝光过程中，曝光时间的取值范围可以为3～20s，具体可以为6s，显影时间的取值范围可以为45～120s，具体可以为75s，定影时间的取值范围可以为60～300s，具体可以为120s，经曝光显影工作之后，即可使光刻胶层300形成包括多个柱状凸起结构的光刻胶掩膜图案。
之后，可以利用等离子体对形成有光刻胶掩膜图案的介质件200进行刻蚀，以在介质件200的表面刻蚀形成多个圆锥状突起结构。其中，介质件200的刻蚀过程与晶圆100的刻蚀过程相似，此处不再重复。以形成的凸部210包括多个圆锥状结构件为例，如图5所示，在刻蚀介质件200的过程中，用于刻蚀介质件200的工艺气体的种类可以根据介质件200的材质对应选择，以在刻蚀介质件200的过程中，可以向一并在介质件200的被刻蚀表面形成沉积层，沉积层更多地沉积在被刻蚀结构的侧壁上，从而加强了对被刻蚀结构的侧壁的保护；同时，由于被刻蚀结构(如光刻胶层300中未被曝光去除的部分)中靠近顶部的部分处等离子体的浓度相对较大，这使得被刻蚀结构中顶部的侧壁的被刻蚀速率大于被刻蚀结构的底部的被刻蚀速率，在沉积层的共同作用下，会进一步加大被刻蚀结构中顶部和底部的被刻蚀速率之间的差值，从而导致被刻蚀结构会自柱状结构被逐渐向圆锥状结构发展，并最终在介质件200上形成圆锥状突起结构。
如上所述，用以刻蚀介质件200的工艺气体的种类与介质件200的材质有关，具体地，以介质件200的形成材料为氧化铝为例，用以刻蚀介质件200的工艺气体具体可以为三氯化硼，刻蚀过程主要包括主刻蚀步和过刻蚀步，具体地工艺配方如下：
表3等离子体刻蚀工艺配方
Figure BDA0003580965640000131
其中，工艺腔室的腔压的范围可以为0.5～50mTorr，上电极功率的范围可以为600～3000W，下电极功率的范围可以为50～3000W，卡盘温度的范围可以为-15～50℃，BCl3流量的范围可以为10～1000sccm(另外，主刻蚀步中还可以添加少量CHF3或者C4F8以增强侧壁保护)，背氦压力的范围可以为1～20Torr，且工艺时间随刻蚀深度而变化。
经过上述过程，可以在介质件200的表面形成多个凸部210，当然，在完成凸部210的成型工作之后，可能仍有部分光刻胶层300和/或副产物残余在凸部210的表面，基于此，可以通过清洗的方式，将参与在凸部210表面的光刻胶和/或去除，以防止介质件200上残余的光刻胶层300和/或副产物污染晶圆100。
基于上述步骤，可以在晶圆100上形成直线槽，且在介质件200上形成凸部210，为此，本申请实施例公开的晶圆100的分割方法还包括：
S3、待挤压组件加工步骤，将多个凸部210的端部抵接于晶圆100中背离第一表面的第二表面，以形成待挤压组件，其中，凸部210的端部在晶圆100的厚度方向上的投影位于直线槽内。
通俗地说，在本步骤中，为了利用凸部210分割具有直线槽的晶圆100，需要使沿直线分布的凸部210的端部作用在晶圆100中与凸部210对应的直线槽的背面，从而利用凸部210的端部自晶圆100中直线槽的背面提供分割作用力，在直线槽的预分割作用下，使具有直线槽的晶圆100可以在作用力的作用下而被分割。对应地，在凸部210包括多组沿不同直线分布的凸部210的情况下，则可以使多个沿不同直线分布的凸部210分别与不同的直线槽一一对应，以为晶圆100上不同的部分分别提供分割作用。
具体地，如上所述，可以通过对晶圆100和介质件200各自的形状和尺寸进行对应，且使晶圆100上形成的直线槽的尺寸和位置与介质件200上的凸部210的尺寸和位置预先对应，在形成待挤压组件的过程中，仅需对相互对应的凸部210与直线槽的相对位置进行锚定，即可使形成的待挤压组件中，凸部210的端部在晶圆100的厚度方向上的投影位于直线槽内，从而保证具有直线槽的晶圆100可以受凸部210作用，且被分割。
当然，在形成待挤压组件的过程中，可以设置相应的器具，以使具有凸部210的介质件200和具有直线槽的晶圆100可以稳定地相互抵接。具体地，可以利用挤压设备使具有凸部210的介质件200和具有直线槽的晶圆100形成待挤压组件。挤压设备可以包括第一挤压板和第二挤压板，第一挤压板和第二挤压板相互平行，且具备相对运动的能力，将具有凸部210的介质件200和具有直线槽的晶圆100依次放置在第一挤压板上，且使第二挤压板向靠近第一挤压板的方向运动，即可使凸部210和具有直线槽的晶圆100在晶圆100的厚度方向上形成相互限位关系，为后续挤压工作做准备。当然，还可以在第一挤压板的外周设置限位结构，为介质件200和晶圆100提供周向限位作用，提升二者的装配精度，进而提升晶圆100的被分割效果。
继而，本申请实施例公开的晶圆100的分割方法还包括：
S4、分割步骤，挤压待挤压组件，以分割具有直线槽的晶圆100，且获得多个独立的芯片。具体地，如上所述，可以将具有凸部210的介质件200和具有直线槽的晶圆100设置于挤压设备的第一挤压板和第二挤压板之间，且使第一挤压板和第二挤压板具备沿晶圆100的厚度方向相对运动的能力。基于此，挤压设备还可以包括驱动机构，驱动机构与第一挤压板和/或第二挤压板连接，以驱动第一挤压板和第二挤压板相互靠近或相互远离，且控制二者之间的挤压作用大小等；进而，在待挤压组件被放置在第一挤压板和第二挤压板之间之后，则可以利用驱动机构驱动第一挤压板和第二挤压板相互靠近，以挤压待挤压组件，在挤压作用力的作用下，配合直线槽的预分割作用，即可使具有直线槽的晶圆100能够在具有凸部210的介质件200的作用下，以直线槽为界被分割，且获得多个相互独立的芯片。
本发明公开一种晶圆100的分割方法，分割方法中，先在晶圆100上对多个切割道进行刻蚀，以在晶圆100的第一表面形成具有预设深度的直线槽，且在介质件200上加工形成多个凸部210，凸部210具有端部，以利用多个凸部的端部作为力的传递媒介，使晶圆100和介质件200之间作用力的作用效果更强。
基于此，本申请实施例公开的分割方法中，进一步地将具有凸部210的介质件抵接于具有直线槽的晶圆100中背离第一表面的第二表面，形成待挤压件。由于多个凸部210的端部在晶圆100的厚度方向上的投影均对应地位于直线槽内，使得凸部210和晶圆100的第二表面中与直线槽所对应的位置处的压强相对较大，且由于直线槽凹陷设置于晶圆100上，进而能够降低具有直线槽的晶圆100中位于直线槽相背两侧的部分之间的连接强度，进而在挤压待挤压件的过程中，使具有直线槽的晶圆100能够以直线槽所在的位置处为分割界线被分割，且使晶圆100被分割为多个独立的芯片，完成芯片的分割工作。
在本申请的上述分割方法中，由于直线槽并未沿晶圆100的厚度方向贯穿晶圆100，这使得直线槽的深度相对较小，进而使直线槽的深宽比也相对较小，从而可以大幅降低直线槽在形成过程中的加工难度，对应可以降低加工成本，提升加工效率。
如上所述，在形成待挤压组件的过程中，可以将具有凸部210的介质件200和具有直线槽的晶圆100依次放置在挤压设备的第一挤压板上，在第二挤压板在向第一挤压板靠近的方向运动，且与具有直线槽的晶圆100接触时，为了防止第二挤压板对待挤压组件中凸部210和具有直线槽的晶圆100之间的相对位置产生影响，具体为凸部210和具有直线槽的晶圆100在垂直于晶圆100的厚度方向的方向上的相对位置，可选地，本申请实施例中，上述分割步骤之前，还可以包括：
S21、在垂直于晶圆100的厚度方向的方向上，固定待挤压组件中的具有凸部210的介质件200和具有直线槽的晶圆100。具体地，如上所述，可以通过额外增设限位结构的方式，使具有凸部210的介质件200和具有直线槽的晶圆100能够在垂直于晶圆100的厚度方向的方向上形成稳定的相对固定关系。具体地，以晶圆100和介质件200的形状和尺寸对应相同的情况为例，挤压设备中还可以包括圆形的限位筒，限位筒的内径与晶圆100的直径相当，进而可以通过使具有凸部210的介质件200和具有直线槽的晶圆100均容纳在限位筒中的方式，为具有凸部210的介质件200和具有直线槽的晶圆100提供沿垂直于晶圆100的厚度方向的方向上的限位作用，从而保证第二挤压板与具有直线槽的晶圆100相互接触时，不会对具有凸部210的介质件200和具有直线槽的晶圆100之间的相对位置产生不利影响。
对应地，在上述分割步骤之后，还可以包括：
S22、分离独立的芯片和具有凸部210的介质件200。如上所述，可以通过物理结构限位的方式使具有直线槽的晶圆100和具有凸部210的介质件200在垂直于晶圆100的厚度方向的方向上形成限位关系，对应地，在完成对具有直线槽的晶圆100的分割工作之后，也需要对应地对完成分割形成的多个独立的芯片与具有凸部210的介质件200在垂直于晶圆100的厚度方向的方向上的限位关系进行解除。以上述限位筒为例，则在完成具有直线槽的晶圆100的分割工作之后，可以通过将多个独立的芯片和具有凸部210的介质件200均自限位筒内取出的方式，使具有凸部210的介质件200能够与多个独立的芯片相互分离，使多个独立的芯片能够继续进行下一加工流程。
进一步地，上述步骤S21可以包括：
S31、将具有直线槽的晶圆100和具有凸部210的介质件200粘结在一起，以在垂直于晶圆100的厚度方向的方向上，固定待挤压组件中的介质件200和晶圆100。也即，在本实施例中，具体可以通过粘接的方式，将具有凸部210的介质件200和具有直线槽的晶圆100固定连接为一体，这可以进一步提升二者之间相对固定关系的稳定性，且操作难度相对较小，还无需额外增设其他器件；同时，粘结剂在晶圆100加工过程中的应用范围较广，其取材相对便利，成本较低。具体地，在进行上述分割步骤之前，可以通过预先在具有直线槽的晶圆100的第二表面涂抹或喷涂粘结剂，之后，再将介质件200的凸部210对准且粘接在具有直线槽的晶圆100的第二表面上对应位置处。更具体地，粘结剂可以为聚碳酸酯、聚酰亚胺或有机硅树脂等键合胶，这种粘结剂的去除工作也较容易进行。另外，在介质件200的凸部210的端部为尖角结构的情况下，可以通过稍微增多粘接剂的量，使介质件200能够通过其凸部210与晶圆100形成稳定的固定连接关系。
对应地，上述步骤S22可以包括：
S32、清洗粘结剂，以分离介质件200和多个独立的芯片。具体地，可以根据所选用的粘结剂的具体类型，对应地确定清洗粘结剂的方式。如上所述，粘结剂可以为键合胶，在这种情况下，可以通过加热或光照的方式，使键合胶发生解键合过程，进而使介质件200和多个独立的芯片相互分离。
如上所述，在晶圆100的分割过程中，需要在晶圆100上形成与多个切割道一一对应的多个直线槽，在形成多个直线槽的过程中，可以根据晶圆100的晶向种类，对晶圆100进行多次加工，每一加工过程均形成一直线槽。
在本申请的另一实施例中，可以在单次加工的过程中，一并在晶圆100上形成多个直线槽，多个直线槽均位于芯片之外，且多个直线槽中的至少三者所在的直线围绕的区域包括一个芯片。具体地，形成于晶圆100上的多个直线槽的分布情况与晶圆100的晶向和芯片的分布位置有关。以晶圆100为100晶向结构为例，则多个直线槽的延伸方向包括相互垂直的第一方向和第二方向，对应地，围绕一个芯片的直线槽为四个。
具体地，如上所述，利用光刻胶作为掩膜，且通过对应地设计光刻胶层300上形成的图案化掩膜，使掩膜图案与需要在晶圆100上形成的直线槽的尺寸和分布情况相对应，即可在晶圆100上形成对应数量、尺寸和分布情况的直线槽。
如上所述，介质件200上形成有凸部210，沿直线分布的一组凸部210中凸部210的数量可以为多个，且多个凸部210均可以为锥状突出结构，或者，沿直线分布的一组凸部210中凸部210可以为整体式结构，即凸部210的数量为一个。
无论凸部210具体为前述何种结构，凸部210均具有端部，端部可以为平面结构。为了提升凸部210的端部的作用效果，在本申请的另一实施例中，可选地，凸部210被垂直于与该凸部对应的直线槽的延伸方向的平面截得的截面具有尖端角，也即，凸部210为尖端结构件，相应地，尖端角的第一边和第二边的交点即为凸部210的端部。具体来说，凸部210具有与至对应的直线槽，直线槽在晶圆100的第一表面上具有明确的延伸方向，对应地，凸部210能够被垂直于前述直线槽的延伸方向的平面所截，截得的截面具有上述尖端角。
进一步地，可以使尖端角的第一边和第二边各自与二者的交点在基部220上的垂点之间的连线形成的角度相等，也即，凸部210为相对规则的结构，进而在利用凸部210为具有直线槽的晶圆100提供分割作用效果时，可以保证整个凸部210的施力和受力均匀性相对较好，提升凸部210的作用效果稳定性，进而提升对晶圆100的分割可靠性相对较高。
进一步地，前述尖端角的大小可以为30°～120°。在这种情况下，可以使凸部210的尖端部分兼顾较高的稳定性和较强的作用效果，这可以进一步提升凸部210与具有直线槽的晶圆100之间相互作用的可靠性。更具体地，可以使尖端角为90°，以进一步平衡凸部210的尖端部分的稳定性和作用效果。
基于上述任一实施例公开的晶圆100的分割方法，本申请实施例还公开一种介质件200，利用该介质件200可以用以分割晶圆100。介质件200的莫氏硬度值大于或等于晶圆100的莫氏硬度值，介质件200包括基部220和凸部210，凸部210凸出设置于基部220的表面，凸部210具有端部，利用前述结构的凸部210可以为具有直线槽的晶圆100提供分割作用，以使具有直线槽的晶圆100能够以直线槽所在位置处为界被分割开来，得到多个独立的芯片。由于上文已经对凸部210的具体结构和形成方式进行了详细的介绍，此处不再重复。
本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (12)

1.一种晶圆的分割方法，其特征在于，所述晶圆包括多个芯片，任意相邻的两个所述芯片之间均具有预先定义的切割道，所述分割方法包括：
预分割步骤，对多个所述切割道进行等离子体刻蚀以在所述晶圆的第一表面形成具有预设深度的直线槽；
介质件加工步骤，提供所述介质件，在所述介质件上形成多个凸部，其中，所述介质件的莫氏硬度值不小于所述晶圆的莫氏硬度值；
待挤压组件加工步骤，将多个所述凸部的端部抵接于所述晶圆的背离所述第一表面的第二表面，以形成所述待挤压组件，其中，所述端部在所述晶圆的厚度方向上的投影位于所述直线槽内；
分割步骤，挤压所述待挤压组件，以分割所述晶圆获得多个独立的所述芯片。
2.根据权利要求1所述的晶圆的分割方法，其特征在于，所述晶圆为单晶体结构，所述切割道的延伸方向与晶圆的晶胞中平行于所述晶圆的第一表面的第一晶面和所述晶胞中相邻且垂直于所述第一晶面的第二晶面相交的线段的延伸方向平行。
3.根据权利要求1所述的晶圆的分割方法，其特征在于，在所述分割步骤之前，还包括：将所述晶圆与所述介质件粘结在一起，以在垂直于所述晶圆的厚度方向上，固定所述介质件和所述晶圆；
在所述分割步骤之后，还包括：分离独立的所述芯片和所述介质件。
4.根据权利要求1所述的晶圆的分割方法，其特征在于，所述预分割步骤包括：
在所述晶圆的第一表面制备图案化的光刻胶层，以保护所述芯片不被刻蚀；
刻蚀多个所述切割道形成直线槽，所述直线槽的深度不小于所述晶圆的厚度的1/7，且不大于所述晶圆的厚度的2/7；
去除所述光刻胶层。
5.根据权利要求4所述的晶圆的分割方法，其特征在于，所述直线槽的深宽比大于或等于30:1。
6.根据权利要求4所述的晶圆的分割方法，其特征在于，所述直线槽中垂直于所述直线槽的延伸方向的截面呈U型结构，或，所述截面呈V型结构。
7.根据权利要求6所述的晶圆的分割方法，其特征在于，所述刻蚀多个所述切割道形成直线槽，包括，
刻蚀步骤，腔压为10～200mTorr，上电极中心功率为600～3000W，上电极边缘功率为500～3000W，下电极功率为50～500W，SF6中心流量为10～1000sccm，SF6边缘流量为10～1000sccm；
沉积步骤，腔压为10～200mTorr，上电极中心功率为600～3000W，上电极边缘功率为500～3000W，C4F8中心流量为10～1000sccm，C4F8边缘流量为10～1000sccm；
交替执行所述刻蚀步骤和所述沉积步骤；
其中，形成所述直线槽的所述截面为V型结构时的下电极功率低于形成所述直线槽的所述截面为U型结构时的下电极功率。
8.根据权利要求7所述的晶圆的分割方法，其特征在于，所述交替执行所述刻蚀步骤和所述沉积步骤，包括，
所述刻蚀步骤的下电极功率在经过预设交替次数后递增预设功率值，和/或，所述SF6中心流量在经过预设交替次数后递增预设流量值。
9.根据权利要求1所述的晶圆的分割方法，其特征在于，所述凸部被垂直于与所述凸部对应的所述直线槽的延伸方向的平面截得的截面具有尖端角，所述尖端角的第一边和第二边的交点为所述端部，所述尖端角的大小为30°～120°。
10.根据权利要求9所述的晶圆的分割方法，其特征在于，多个所述凸部均为圆锥状突起结构，多个所述圆锥状突起结构中的至少几者分别与多个所述切割道中任意两者的交点一一对应。
11.根据权利要求10所述的晶圆的分割方法，其特征在于，所述介质件加工步骤包括：
在所述介质件的表面形成包括多个柱状凸起结构的光刻胶掩膜图形，所述柱状凸起结构的截面为圆形；
刻蚀所述介质件，在所述介质件的表面形成多个所述圆锥状突起结构。
12.根据权利要求9所述的晶圆的分割方法，其特征在于，至少一个所述凸部为直线状突起结构，且所述直线状突起结构的端部的投影位于两个所述芯片之间。
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