CN1677622A - 将半导体晶片切割成小片的方法及使用这种方法的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种沿着分割线将半导体晶片切割成小片的半导体晶片切割方法。其中形成有半导体晶片沿着其切割成小片的分割线的半导体晶片由一粘性带保持。通过在半导体晶片中的小片不彼此分开的状态下径向拉伸粘性带，将小片彼此分开，并且小片之间的间隙扩张。

Description

将半导体晶片切割成小片的方法及使用这种方法的设备
技术领域
本发明涉及将半导体晶片切割成小的块片(小片)的方法。
背景技术
人们已知一种将半导体晶片切割成小片的方法。根据这种方法，其一表面用保护带加以保护的半导体晶片的背面被研磨(背侧研磨)成所要的厚度，并且在其背面贴附至一粘性带的状态下将所制得的半导体晶片安装在一切割环上。接着，分离晶片表面上的保护带，然后用金刚石切割器或类似的装置沿着半导体晶片表面中的划线形成分割线，这些分割线为在垂直和水平方向上的狭长沟道。之后，将诸如辊子之类的一加压件压靠在粘性带的背面上，以使弯曲应力集中在分割线上，从而将半导体晶片分成小片。最后，径向地拉伸粘性带以扩张小片间的间隙。
也已经研制出一种技术，它与使用金刚石切割器的情况(参见JPA2003-33887)相比，可通过用激光在半导体晶片中形成一修改的部分以藉此获得分割线来抑制伴随分割线的形成而产生灰尘。
不过，在传统的切割技术中，在各种模式的任一种中在沿着分割线切割半导体晶片时，都对贴附至半导体晶片的粘性带的背侧施加一外力，以使弯曲应力集中在分割线上。因而可能会由于出现裂缝而损坏在晶片表面上的图案，或者可能有切割产生的灰尘附着到小片表面上，或者可能出现其它不利的情况。
发明内容
本发明是鉴于上述的情况作出的，因此，本发明的一个目的是提供一种半导体晶片切割方法，它能不发生开裂、没有灰尘附着到小片表面或不发生类似情况地执行切割的过程。
为了实现该目的，本发明采用了以下的措施。
一种将半导体晶片切割成小片的方法，该方法包括以下步骤：保持一半导体晶片，该半导体晶片中形成有沿着其将半导体晶片分成小片的分割线，并由一粘性带保持半导体晶片；以及之后，在保持在粘性带上的半导体晶片的小片没有彼此分开的状态下径向拉伸粘性带，从而使小片彼此分开并在小片之间扩张出间隙。
根据本发明的方法，在沿带子表面的方向上拉伸应力集中在半导体晶片中分割线上，并且半导体晶片在拉伸粘性带时又牢固地贴附在粘性带上并由其保持住，从而发生沿分割线的破裂，以将半导体晶片切割成小片。同时，小片在粘性带的径向拉伸作用下彼此分开，在小片之间形成间隙，并且晶片破裂所产生的灰尘落入间隙中。其结果是灰尘不会移动并附着到小片表面上。
较佳的是，本发明的方法还包括以下步骤：在有保护带贴附至半导体晶片的一表面的状态下、在其背面已研磨的半导体晶片中形成分割线；将粘性带贴附至其中形成有分割线的半导体晶片的背面；在将粘性带贴附至半导体晶片的背面之后从半导体晶片分离保护带；以及在分离保护带之后径向拉伸粘性带。
较佳的是，在形成分割线的步骤中，用激光束扫描半导体晶片的背面或者用金刚石切割器切割半导体晶片的背面，以形成分割线。
根据本发明的方法，在半导体晶片中形成十分脆弱的修改层。该修改层用作用于制成小片的分割线。因此，不会由于形成分割线的过程而产生灰尘。
较佳的是，本发明的方法还包括以下步骤：在有保护带贴附至半导体晶片表面的状态下、将一粘性带贴附至其背面已研磨的半导体晶片的背面，并由一辅助环保持该半导体晶片；从由辅助环保持的半导体晶片的表面分离保护带；在分离了保护带的半导体晶片中形成分割线；在形成分割线之后径向拉伸在辅助环中的粘性带；以及通过使用另一切割环来保持在辅助环中拉伸的粘性带。
根据本发明的方法，可经由粘性带由切割环保持住通过拉伸从半导体晶片分出的一组小片，从而能容易地就小片传送到随后的小片接合工序。
较佳的是，在形成分割线的步骤中，用激光束扫描半导体晶片的背面或者用金刚石切割器切割半导体晶片的背面，以形成分割线。
根据本发明的方法，在半导体晶片中形成十分脆弱的修改层。该修改层用作用于制成小片的分割线。因此，不会由于形成分割线的过程而产生灰尘。
较佳的是，在本发明的方法中，粘性带是紫外线固化型的，并且拉伸粘性带、之后用紫外线辐照它。
根据本发明的方法，在拉伸粘性带的步骤中，由于半导体晶片被粘性带牢固地保持住，所以当粘性带受到拉伸时，沿着分割线分出沿着分割线切割的一组小片。通过在拉伸粘性带之后用紫外线进行辐照，可减弱粘性带的附着力，从而能容易地从粘性带分离。
较佳的是，在本发明的方法中，控制粘性带的拉伸量。
根据本发明的方法，能均匀地拉伸粘性带的整个面。
较佳的是，通过使粘性带中心部分中的温度和周缘部分中的温度彼此不同来控制粘性带的拉伸量，或者粘性带中的温度差由粘性带从半导体晶片的中心至外缘的距离和从半导体晶片的外缘至露出的粘性带的末端的距离来决定。
根据本发明的方法，当从半导体晶片的周缘到拉伸圆筒的距离较长时，由于没有贴附半导体晶片的粘性带的周缘部分比由于半导体晶片的贴附而抑制拉伸的带子中心部分拉伸得要多，所以通过产生一温度差使粘性带中心部分的温度变得比周缘部分的温度高，从而改善对粘性带中心部分的拉伸，并能均匀地拉伸粘性带的整个面。
当从半导体晶片的周缘部分至拉伸圆筒的距离较短时，径向拉伸力在拉伸粘性带的过程中倾向于集中在粘性带的中心部分中，以致周缘部分比中心部分拉伸得要少。因而，在这样的状况下，通过产生一温度差以使粘性带的周缘部分的温度变得比中心部分中的温度高，从而能均匀地拉伸粘性带的整个面。
更具体地说，较佳的是，通过使吹向中心部分(或周缘部分)的热风也流动到周缘部分(中心部分)，可在实现周缘部分与中心部分之间的温度差的同时实现比较平滑的温度分布。
为了实现该目的，本发明还采用以下的措施。
一种用于将半导体晶片切割成小片的设备，该设备包括：用于形成用于将半导体晶片切割成小片的分割线的装置，该装置通过在垂直和水平方向沿着半导体晶片表面中的图案扫描半导体晶片来形成所述分割线；用于夹持一部分粘性带的装置，该装置在半导体晶片背面贴有比半导体晶片宽的粘性带的状态下，在离开半导体晶片的外缘一定距离处，夹持该粘性带的位于半导体晶片外缘外侧的部分以围绕半导体晶片；用于与粘性带中暴露于半导体晶片外缘和夹持装置之间的一部分接触并从下方上推带有粘性带的半导体晶片的装置；用于在半导体晶片被上推装置上推的状态下、将一切割环贴附至粘性带以使半导体晶片位于中央的装置；以及用于沿着切割环的形状切割贴附至切割环的粘性带的装置。
采用这种结构，能合适地实现本发明的方法。
在本发明的设备中，较佳的是，粘性带是紫外线固化型的。较佳的是，该设备还包括用于在上推装置上推带有粘性带的半导体晶片之后用紫外线辐照粘性带的装置，所述粘性带是紫外线固化型的，或者用于在上推装置上推半导体晶片的状态下加热粘性带的装置。
附图说明
为了说明本发明的目的，在附图中示出了目前为较佳的若干形式。应予理解的是，本发明并不局限于所示的完全相同的结构和手段。
图1A至1E是本发明方法的一第一实施例的过程图；
图2F至2I是本发明方法的第一实施例的过程图；
图3是示出在切割过程中的一半导体晶片的平面图；
图4是示出第一实施例的一修改变型中的切割过程的垂直剖视图；
图5A至5E是本发明方法的一第二实施例的过程图；以及
图6F至6I是本发明方法的第二实施例的过程图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的实施例。
第一实施例
图1A至1E以及图2F至2I示出一种将半导体晶片切割成小片的方法的一第一实施例的过程图。
如图1A所示，要进行切割过程的一半导体晶片1(下文被适当地称作“晶片”)处于这样的状态，即有一保护带2保护其上形成有图案的表面，并且晶片的背面研磨至一预定的厚度。
如图1B所示，在垂直和水平方向上沿着晶片表面的图案用一激光3扫描所传送的半导体晶片1的背面，从而在垂直和水平方向上在半导体晶片1中形成一脆弱的修改层。该修改层成为用于制成小片的分割线L。激光3对应于本发明的分割线形成装置。
如图1C中所示，用来自紫外线灯4的紫外线辐照保护带2的表面，以减弱保护带2的附着力。
如图1D中所示，用紫外线辐照的半导体晶片1贴附到一紫外线固化类型的粘性带5上，并由该粘性带5来保持住晶片1。之后，如图1E中所示，分离其附着力已减弱的保护带2，并将其从半导体晶片1的表面去除。
如图2F所示，粘性带5贴附至一辅助环6并由其保持，并且在辅助环6和一夹持环7从上方和下方夹住粘性带5的周缘部分的状态下将晶片1传送到位于一拉伸圆筒8上方的位置。辅助环6和夹持环7对应于本发明夹持装置。
如图2G中所示，将辅助环6和夹持环7装配在拉伸圆筒8周围，并下压它们(或者上推拉伸圆筒8)，从而使粘性带5在其覆盖拉伸圆筒8的上端的状态下径向受拉伸。当拉伸粘性带5时，拉伸应力集中在半导体晶片1中的分割线L上，而半导体晶片1又牢固地贴附在粘性带5上并由其保持住，所以发生如图3所示的在水平和垂直方向上的沿分割线L的破裂，并且将半导体晶片1切割成小片。小片1a在粘性带5的径向拉伸作用下彼此分开，并在小片之间形成间隙“c”。拉伸圆筒8对应于本发明的上推装置。
在这种情况下，当从半导体晶片1的周缘到拉伸圆筒8的距离较长时，没有贴附半导体晶片1的带子的周缘部分倾向于比由于半导体晶片1的贴附而抑制拉伸的带子中心部分拉伸得要多。因此，从设置在拉伸圆筒8中心处一喷嘴9吹送热风，且热风从粘性带5的中心部分朝向周缘部分吹送以产生一温度差，从而在粘性带5中心部分中的温度变得比周缘部分的温度高。其结果是可均匀地拉伸整个粘性带5。喷嘴9对应于本发明的加热装置。
在完成切割过程之后，如图2H所示，一切割环10通过贴附装置(未示出)被贴附到粘性带5上，并且由与切割环10同心地转动和移动的一切割器11沿着切割环10切割粘性带5。切割器11对应于本发明的切割装置。
之后，如图2I所示，用来自一紫外线灯12的紫外线辐照粘性带5的保持诸小片的部分。用紫外线辐照的粘性带5的附着力减弱，从而易于在随后的小片接合过程中通过一真空拾取嘴或类似的装置从小片1a上分离粘性带5。紫外线灯12对应于本发明的紫外线辐照装置。
当从半导体晶片1的周缘部分至拉伸圆筒8的距离较短时，径向拉伸力在拉伸粘性带5的过程中倾向于集中在粘性带5的中心部分中，以致周缘部分比中心部分拉伸得要少。因而，在这样的状况下，如图4所示，从设置在拉伸圆筒8的周缘中的喷嘴组9吹送热风，且热风从粘性带的周缘部分向中心部分吹送以产生一温度差，从而在粘性带5的周缘部分中的温度变得比中心部分中的温度高。其结果是，能均匀地拉伸整个粘性带5。
第二实施例
图5和图6示出一种将半导体晶片切割成小片的方法的一第二实施例的过程图。
如图5A所示，要进行切割过程的一半导体晶片1处于这样的状态，即有一保护带2保护其上形成有图案的表面，并且晶片的背面研磨至一预定的厚度。还有，这里将一紫外线固化型的粘性带用作保护带2。
如图5B所示，用来自紫外线灯4的紫外线辐照保护带2，以减弱保护带2的附着力。
如图5C中所示，经紫外线辐照的半导体晶片1贴附至一紫外线固化型的粘性带5并由其保持，所述粘性带5贴附至辅助环6并由其保持，并且，如图5D所示，从半导体晶片1表面分离和去除其附着力已减弱的保护带2。
如图5E所述，在垂直和水平方向上沿着晶片表面的图案用一激光3扫描粘性带5的背面，从而在垂直和水平方向上在半导体经1中形成一脆弱的修改层。该修改层成为用于制成小片的分割线L。
如图6F所示，在辅助环6和夹持环7从上方和下方夹住粘性带5的周缘部分的状态下将晶片1传送到位于拉伸圆筒8上方的位置。
如图6G中所示，将辅助环6和夹持环7装配在拉伸圆筒8周围并下压它们，从而使粘性带5在其覆盖拉伸圆筒8的上端的状态下径向受拉伸。当拉伸粘性带5时，拉伸应力集中在半导体晶片1中的分割线L上，而半导体晶片1又牢固地贴附在粘性带5上并由其保持住，所以发生在水平和垂直方向上的沿分割线L的破裂，并且将半导体晶片1切割成小片。小片1a在粘性带5的径向拉伸作用下彼此分开，并在小片之间形成间隙“c”。
在这种情况下，当从半导体晶片1的周缘到拉伸圆筒8的距离较长时，没有贴附半导体晶片1的带子的周缘部分倾向于比由于半导体晶片1的贴附而抑制拉伸的带子中心部分拉伸得要多。因此，从设置在拉伸圆筒8中心处一喷嘴9吹送热风，且热风从粘性带5的中心部分朝向周缘部分吹送以产生一温度差，从而在粘性带5中心部分中的温度变得比周缘部分的温度高。其结果是可均匀地拉伸整个粘性带5。
在完成切割过程之后，如图6H所示，将一切割环10贴附到粘性带5上，并且由与切割环10同心地转动和移动的一切割器11沿着切割环10切割粘性带5。
之后，如图6I所示，用来自一紫外线灯12的紫外线辐照粘性带5。用紫外线辐照的粘性带5的附着力减弱，从而易于在随后的小片接合过程中通过一真空拾取嘴或类似的装置从小片1a上分离粘性带5。
其它
(1)作为形成分割线L的技术，从抑制产生灰尘的观点来看较佳的是使用如上所述的激光。或者，也可以通过使用诸如金刚石切割器之类的一机械切割装置来形成分割线L。
(2)粘性带并不局限于紫外线固化型粘性带，而是也可使用压敏粘性带。
(3)作为使粘性带中产生温度差的技术，除了供应热风之外，还可以使用任意的加热技术，如由红外线灯辐照红外线。
本发明可以不超出其精神或主要贡献地以其它的特殊形式来实施，因此，在表示本发明的保护范围时，应参照所附的权利要求书，而非前面的说明。

Claims (16)

1.一种将半导体晶片切割成小片的方法，该方法包括以下步骤：
保持一半导体晶片，该半导体晶片中形成有沿着其将半导体晶片分成小片的分割线，并由一粘性带保持半导体晶片；以及之后，在保持在粘性带上的半导体晶片的小片没有彼此分开的状态下径向拉伸粘性带，从而使小片彼此分开并在小片之间扩张出间隙。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在有保护带贴附至半导体晶片的一表面的状态下、在其背面已研磨的半导体晶片中形成分割线；
将粘性带贴附至其中形成有分割线的半导体晶片的背面；
在将粘性带贴附至半导体晶片的背面之后从半导体晶片分离保护带；以及
在分离保护带之后径向拉伸粘性带。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，
在形成分割线的步骤中，用激光束扫描半导体晶片的背面，以形成分割线。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，
在形成分割线的步骤中，用金刚石切割器切割半导体晶片的背面，以形成分割线。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在有保护带贴附至半导体晶片表面的状态下、将一粘性带贴附至其背面已研磨的半导体晶片的背面，并由一辅助环保持该半导体晶片；
从由辅助环保持的半导体晶片的表面分离保护带；
在分离了保护带的半导体晶片中形成分割线；
在形成分割线之后径向拉伸在辅助环中的粘性带；以及
通过使用另一切割环来保持在辅助环中拉伸的粘性带。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，
在形成分割线的步骤中，用激光束扫描半导体晶片的背面，以形成分割线。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，
在形成分割线的步骤中，用金刚石切割器切割半导体晶片的背面，以形成分割线。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
粘性带是紫外线固化型的，并且拉伸粘性带，之后用紫外线辐照它。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
控制粘性带的拉伸量。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，
通过使粘性带中心部分中的温度和周缘部分中的温度彼此不同来控制粘性带的拉伸量。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，
粘性带中的温度差由贴附的粘性带从半导体晶片的中心至外缘的距离和从半导体晶片的外缘至露出的粘性带的末端的距离来决定。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，
在拉伸粘性带的步骤中，通过吹送热风来使在粘性带中心部分的温度和周缘部分的温度彼此不同。
13.一种用于将半导体晶片切割成小片的设备，该设备包括：
用于形成将半导体晶片切割成小片的分割线的装置，该装置通过在垂直和水平方向沿着半导体晶片表面中的图案扫描半导体晶片来形成所述分割线；
用于夹持一部分粘性带的装置，该装置在半导体晶片背面贴有比半导体晶片宽的粘性带的状态下，在离开半导体晶片的外缘一定距离处，夹持该粘性带的位于半导体晶片外缘外侧的部分以围绕半导体晶片；
用于与粘性带中暴露于半导体晶片外缘和夹持装置之间的一部分接触并从下方上推带有粘性带的半导体晶片的装置；
用于在半导体晶片被上推装置上推的状态下、将一切割环贴附至粘性带以使半导体晶片位于中央的装置；以及
用于沿着切割环的形状切割贴附至切割环的粘性带的装置。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，还包括
用于在上推装置上推带有粘性带的半导体晶片之后用紫外线辐照粘性带的装置，所述粘性带是紫外线固化型的。
15.如权利要求13所述的设备，其特征在于，还包括
用于在上推装置上推半导体晶片的状态下加热粘性带的装置。
16.如权利要求13所述的设备，其特征在于，
一保护带贴附至半导体的表面。
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