CN115831736A - 一种半导体材料产品的切割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体材料产品的切割方法，包括：提供一半导体材料产品，半导体材料产品上具有切割道；在该半导体材料产品背面粘贴第一保护膜；对半导体材料产品的切割道延伸方向的两端沿着切割道的方向切割，形成定位切口；在半导体材料产品正面沿着切割道切割，形成第一预设深度；对半导体材料产品正面粘贴第二保护膜，并去除背面的第一保护膜；基于两个定位切口，确定半导体材料产品背面的切割位置，并在半导体材料产品背面沿着切割位置进行切割，形成第二预设深度，以将半导体材料产品切割分离，通过正反面切割的方式，并通过定位切口将正反面的切割位置对准，可实现对超厚产品的切割，且规避了背崩现象。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体材料产品的切割方法。
背景技术
在半导体制造工艺中，对半导体材料进行切割时，很容易造成崩边问题，这种问题直接导致产品性能失效。
常用的划片机切割工艺是通过砂轮刀片高速旋转切割，切割过程中砂轮刀出刀位置会因应力无法有效控制，导致背崩问题严重，背崩成为切割工艺中产品失效的主要原因之一，对于超厚材料的，因为厚度很厚，切割应力急剧上升，背崩随厚度增加而更为严重，而且，对于硬脆材料，因材料特性，在切割过程中晶介受力后背崩也异常严重，以CZT为例，2mm厚度的CZT虽然采用国际领先的STEP CUT切割方式，但是平均背崩宽带依然大于150um左右。
因此，对于超硬、超脆、超厚材料的产品，如何降低背崩现象是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的半导体材料产品的切割方法。
本发明提供了一种半导体材料产品的切割方法，包括：
提供一半导体材料产品，所述半导体材料产品的厚度为8.37mm以下的任一厚度，所述半导体材料产品上具有切割道；
在所述半导体材料产品背面粘贴第一保护膜；
对所述半导体材料产品的切割道延伸方向的两端切割，形成两个定位切口，所述定位切口贯穿所述半导体材料产品正面和背面；
在所述半导体材料产品正面沿着所述切割道切割，形成第一预设深度；
对所述半导体材料产品正面粘贴第二保护膜，并去除所述第一保护膜；
基于所述两个定位切口，确定所述半导体材料产品背面的切割位置，并在所述半导体材料产品背面沿着所述切割位置进行切割，形成第二预设深度，以将所述半导体材料产品切割分离。
优选地，所述第一保护膜和所述第二保护膜均为UV膜或者普通膜。
优选地，所述定位切口的长度为0.5~20mm。
优选地，所述在所述半导体材料产品正面沿着所述切割道切割，形成第一预设深度，包括：
在划片机的刀片切割时，控制所述刀片的高度达到的最低高度为第一预设高度，所述刀片的高度为所述刀片距离切割台面的高度；
基于所述第一预设高度，控制刀片在所述半导体材料产品正面沿着所述切割道切割，形成第一预设深度。
优选地，所述第一预设高度基于第一保护膜的厚度、所述半导体材料产品的厚度、刀片的第一磨损量以及第一切透量所确定，所述第一磨损量基于刀片的切割深度所确定，所述第一切透量基于经验确定；
具体按照如下公式确定
其中，
为第一预设高度。
优选地，所述第一预设深度为：
其中，
为第一预设深度。
优选地，所述基于所述定位切口，确定所述半导体材料产品背面的切割位置，并在所述半导体材料产品背面沿着所述切割位置进行切割，形成第二预设深度，以将所述半导体材料产品切割分离，包括：
基于所述定位切口，确定半导体材料产品背面的切割位置，并在所述半导体材料产品背面沿着所述切割位置进行切割时，控制所述刀片的高度达到的最低高度为第二预设高度；
基于所述第二预设高度，形成第二预设深度，以将半导体材料产品切割分离。
优选地，所述第二预设高度基于第二保护膜的厚度、所述半导体材料产品的厚度、刀片的第二磨损量以及第二切透量所确定，所述第二磨损量基于刀片的切割深度所确定，所述第二切透量基于经验确定；
具体按照如下公式确定：
其中，
为第二预设高度。
优选地，所述第二预设深度为：
其中，
为第二预设深度。
优选地，在所述半导体材料产品背面粘贴第一保护膜之后，还包括：
将第一保护膜边缘粘贴在崩膜环上，使得所述崩膜环将所述第一保护膜绷紧，其中，所述第一保护膜的尺寸大于所述半导体材料产品的尺寸；
在对所述半导体材料产品正面粘贴第二保护膜，并去除所述第一保护膜之后，还包括：
将第二保护膜粘边缘粘贴在崩膜环上，使得所述崩膜环将所述第二保护膜绷紧，其中，所述第二保护膜的尺寸大于所述半导体材料产品的尺寸。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明提供了一种半导体材料产品的切割方法，包括：提供一半导体材料产品，所述半导体材料产品的厚度为8.37mm以下的任一厚度，半导体材料产品上具有切割道；在该半导体材料产品背面粘贴第一保护膜；对半导体材料产品的切割道延伸方向的两端沿着切割道的方向切割，形成定位切口；在半导体材料产品正面沿着切割道切割，形成第一预设深度；对半导体材料产品正面粘贴第二保护膜，并去除背面的第一保护膜；基于两个定位切口，确定半导体材料产品背面的切割位置，并在半导体材料产品背面沿着切割位置进行切割，形成第二预设深度，以将半导体材料产品切割分离，进而通过正反面切割的方式，并通过定位切口将正反面的切割位置对准，可实现对超厚产品的切割，且规避了背崩现象。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明实施例中半导体材料产品的切割方法的步骤流程示意图；
图2示出了本发明实施例中崩膜环固定半导体材料产品的示意图；
图3示出了本发明实施例中定位切口的示意图；
图4示出了本发明实施例中第一预设高度以及第一预设深度的示意图；
图5示出了本发明实施例中第二预设高度以及第二预设深度的示意图。
图中标号：201-第一保护膜，202-崩膜环，203-半导体材料产品，301-定位切口，401-刀片，402-切割台面，403-半导体材料产品正面，404-半导体材料产品背面。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明的实施例提供了一种半导体材料产品的切割方法，如图1所示，包括：
S101，提供一半导体材料产品，该半导体材料产品的厚度采用8.37mm以下的任一厚度，半导体材料产品上具有切割道；
S102，在半导体材料产品背面粘贴第一保护膜；
S103，对半导体材料产品的切割道延伸方向的两端切割，形成两个定位切口，定位切口贯穿半导体材料产品正面和背面；
S104，在半导体材料产品正面沿着切割道切割，形成第一预设深度；
S105，对半导体材料产品正面粘贴第二保护膜，并去除第一保护膜；
S106，基于两个定位切口，确定半导体材料产品背面的切割位置，并在半导体材料产品背面沿着切割位置进行切割，形成第二预设深度，以将半导体材料产品切割分离。
首先，目前通用的划片工艺可支持的产品厚度为4.2mm以下材料的精密切割，对于超出该尺寸厚度的切割均会造成背崩现象。
因此，本发明中采用的切割方法可以对超出该尺寸厚度的产品切割，而且，能够有效避免背崩现象。
在本发明中，选择4.2mm以上可达到8.37mm厚度的半导体材料产品进行切割，当然，也可以采用4.2mm以下厚度的半导体材料产品，具体的，在S101中，提供一半导体材料产品，该半导体材料产品的厚度采用8.37mm以下的任一厚度，半导体材料产品上具有切割道。该半导体材料产品可以是晶圆，也可以是材料板，在此并不作限定。
该切割道是在该半导体材料产品上预留的专用切割线，仅在半导体材料产品的一面上。
接下来，执行S102，在半导体材料产品背面粘贴第一保护膜。半导体材料产品具有正面和背面，其中，切割道位于半导体材料产品正面，通过在半导体材料产品背面粘贴第一保护膜，进而为后续对半导体材料产品正面切割降低应力。该第一保护膜具体为UV膜或者普通膜。
具体如图2所示，在S102之后，还包括：将第一保护膜201边沿粘贴在崩膜环202上，使得崩膜环202将第一保护膜201绷紧，其中，第一保护膜201的尺寸大于半导体材料产品203的尺寸，从而也可以对半导体材料产品203进行固定，该崩膜环202为环状结构，针对不同的半导体材料产品203，可以是圆形的环状结构，也可以是方形的环状结构，在此并不作限定。
紧接着，执行S103，对半导体材料产品203的切割道302延伸方向的两端切割，形成两个定位切口301，该定位切口301贯穿半导体材料产品正面和背面。所形成的定位切口301如图3所示。该定位切口301的切割长度L为0.5~20mm，优选地采用2mm。
接下来，执行S104，在半导体材料产品正面沿着切割道切割，形成第一预设深度。
该步骤就是对半导体材料产品正面切割，切割线为该切割道，如图4所示，具体地：
在划片机的刀片401切割时，控制刀片401的高度达到的最低高度为第一预设高度，该刀片401的高度为刀片距离切割台面402的高度；
基于第一预设高度，控制刀片401在半导体材料产品203正面403沿着切割道切割，形成第一预设深度。
其中，该第一预设高度为基于第一保护膜的厚度
，半导体材料产品的厚度d、刀
片的第一磨损量
以及第一切透量
所确定。具体按照如下公式确定：
其中，
为第一预设高度。
第一切透量
为1~30um，具体可以采用10um，该第一切透量为根据经验获得，其目的是通过多切一些进而确保能够切透。
刀片的第一磨损量
会造成刀片401的高度抬高，因此，需要通过控制刀片401下降一些（下降的部分即为对该刀片的磨损量的弥补）。通过精确控制刀片401的高度，实现对半导体材料产品的精确切割。
具体地，第一磨损量
可以根据前后两次对刀片401测长度来确定，比如，切割半导体材料产品正面403之前测一次刀片的长度，在切割到半导体材料产品的一半厚度时再测一次，两次的刀片长度的差值即为刀片401的第一磨损量
。当然，该刀片401的第一磨损量与切割深度相关，切割深度越深，则造成的磨损量越大。
在采用上述方式控制刀片达到的最低高度，进而使得在半导体材料产品正面形成第一预设深度。
由此，该第一预设深度为：
其中，
为第一预设深度。
也就是在对半导体材料产品正面403切割时，具体是切割至该半导体材料产品厚度的一半，当然，为了避免其他客观因素造成无法到达一半的情况，对这些客观因素造成的情况进行弥补，因此会在一半厚度的基础上多切一些，多切的部分即为弥补刀片的第一磨损量以及避免没有切透的情况所多切的切透量。
接下来，是从半导体材料产品背面切割，在背面切割之前，执行S105，对半导体材料产品正面粘贴第二保护膜，并去除背面的第一保护膜。
在对半导体材料产品背面切割之前，需要对半导体材料产品正面粘贴第二保护膜，以降低在切割半导体材料产品背面时的应力。该第二保护膜也可以采用UV膜或者普通膜。在半导体材料产品正面粘贴第二保护膜之后，需将半导体材料产品背面的第一保护膜去除。
在该步骤中，具体是进行倒模，在S105之后，将第二保护膜边缘粘贴在崩膜环上，使得崩膜环将第二保护膜绷紧，其中，第二保护膜的尺寸大于该半导体材料产品的尺寸，也对反转后的半导体材料产品进行固定。
接下来，执行S106，基于两个定位切口301，确定半导体材料产品背面404的切割位置，并在半导体材料产品背面404沿着切割位置进行切割，形成第二预设深度，以将半导体材料产品切割分离。
首先，以两个定位切口301进行定位，确定切割位置，原理是两点确定一条直线，两个定位切口301即为两点，两个定位切口301所确定的一条直线即为切割位置。然后，在半导体材料产品背面404沿着切割位置进行切割，从而形成第二预设深度，最终将半导体材料产品切割分离。
具体地，如图5所示，基于定位切口301，确定半导体材料产品背面404的切割位置，并在半导体材料产品背面404沿着切割位置进行切割时，控制刀片401的高度达到的最低高度为第二预设高度
；基于第二预设高度
，形成第二预设深度
，以将半导体材料产品切割分离。
该第二预设高度
基于第二保护膜的厚度
、半导体材料产品的厚度d、刀片的
第二磨损量
以及第二切透量
所确定，该第二磨损量
基于刀片401的切割深度所确
定，第二切透量
基于经验确定。具体地，按照如下公式确定：
其中，
为第二预设高度。
该第一切透量与第二切透量可以相同也可以不同。优选地，第一切透量与第二切透量均为1~30mm，优选地，采用10mm。
在采用上述方式控制刀片401达到的最低高度，进而使得在半导体材料产品背面404形成第二预设深度。
该第二预设深度为：
其中，
为第二预设深度。
通过上述的切割方式，对半导体材料产品进行切割分离，若该半导体材料产品为晶圆，最终切割分离得到多个芯片，若该半导体材料产品为材料板，则最终切割分离得到多个材料块。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明提供了一种半导体材料产品的切割方法，包括：提供一半导体材料产品，所述半导体材料产品的厚度为8.37mm以下的任一厚度，半导体材料产品上具有切割道；在该半导体材料产品背面粘贴第一保护膜；对半导体材料产品的切割道延伸方向的两端沿着切割道的方向切割，形成定位切口；在半导体材料产品正面沿着切割道切割，形成第一预设深度；对半导体材料产品正面粘贴第二保护膜，并去除背面的第一保护膜；基于两个定位切口，确定半导体材料产品背面的切割位置，并在半导体材料产品背面沿着切割位置进行切割，形成第二预设深度，以将半导体材料产品切割分离，进而通过正反面切割的方式，并通过定位切口将正反面的切割位置对准，可实现对超厚产品的切割，且规避了背崩现象。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种半导体材料产品的切割方法，其特征在于，包括：
提供一半导体材料产品，所述半导体材料产品的厚度为8.37mm以下的任一厚度，所述半导体材料产品上具有切割道；
在所述半导体材料产品背面粘贴第一保护膜；
对所述半导体材料产品的切割道延伸方向的两端切割，形成两个定位切口，所述定位切口贯穿所述半导体材料产品正面和背面；
在所述半导体材料产品正面沿着所述切割道切割，形成第一预设深度；
对所述半导体材料产品正面粘贴第二保护膜，并去除所述第一保护膜；
基于所述两个定位切口，确定所述半导体材料产品背面的切割位置，并在所述半导体材料产品背面沿着所述切割位置进行切割，形成第二预设深度，以将所述半导体材料产品切割分离。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一保护膜和所述第二保护膜均为UV膜或者普通膜。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位切口的长度为0.5~20mm。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述半导体材料产品正面沿着所述切割道切割，形成第一预设深度，包括：
在划片机的刀片切割时，控制所述刀片的高度达到的最低高度为第一预设高度，所述刀片的高度为所述刀片距离切割台面的高度；
基于所述第一预设高度，控制刀片在所述半导体材料产品正面沿着所述切割道切割，形成第一预设深度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一预设高度基于第一保护膜的厚度、所述半导体材料产品的厚度、刀片的第一磨损量以及第一切透量所确定，所述第一磨损量基于刀片的切割深度所确定，所述第一切透量基于经验确定；
具体按照如下公式确定：
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一预设深度为：
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述定位切口，确定所述半导体材料产品背面的切割位置，并在所述半导体材料产品背面沿着所述切割位置进行切割，形成第二预设深度，以将所述半导体材料产品切割分离，包括：
基于所述定位切口，确定半导体材料产品背面的切割位置，并在所述半导体材料产品背面沿着所述切割位置进行切割时，控制所述刀片的高度达到的最低高度为第二预设高度；
基于所述第二预设高度，形成第二预设深度，以将半导体材料产品切割分离。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二预设高度基于第二保护膜的厚度、所述半导体材料产品的厚度、刀片的第二磨损量以及第二切透量所确定，所述第二磨损量基于刀片的切割深度所确定，所述第二切透量基于经验确定；
具体按照如下公式确定：
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二预设深度为：
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述半导体材料产品背面粘贴第一保护膜之后，还包括：
将第一保护膜边缘粘贴在崩膜环上，使得所述崩膜环将所述第一保护膜绷紧，其中，所述第一保护膜的尺寸大于所述半导体材料产品的尺寸；
在对所述半导体材料产品正面粘贴第二保护膜，并去除所述第一保护膜之后，还包括：
将第二保护膜粘边缘粘贴在崩膜环上，使得所述崩膜环将所述第二保护膜绷紧，其中，所述第二保护膜的尺寸大于所述半导体材料产品的尺寸。
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