專利名稱：將由半導體材料組成的晶體切割成多個晶片的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于將晶體切割成多個晶片的方法。
背景技術：
半導體晶片通常是通過在一個加工過程中借助線鋸將由半導體材料組成的、具有縱軸和橫截面的單晶或多晶晶體同時切割成多個半導體晶片而制造的。工件例如可以是由硅組成的圓柱體單晶。術語“圓柱體”不應理解為晶體必須一定要具有圓形的橫截面。晶體甚至可以具有任何普通圓柱體的形狀。普通圓柱體是由具有封閉的準線的圓柱體面和兩個平行平面即圓柱體的底面所限定的物體。因此，該方法還適合于鋸切包含側面的非圓柱體晶體塊，即例如具有正方形或長方形的橫截面的晶體塊。尤其是使用線鋸以在一個加工過程中將晶體切割成多個半導體晶片、太陽能晶片及其他晶體晶片。US-5, 771，876描述了適合于將晶體切割成半導體晶片的線鋸的實用原則。DE 102006058823AUDE 102006058819A1 和 DE 102006044366A1 公開了用于線鋸切的對應的方法。線鋸具有由纏繞在2個或更多個線導輥(DrahtfUhrungsro 11 en)上的鋸線形成的 (Drahtgatter)。鋸線可以涂覆有研磨涂層。在使用具有不含牢固粘結的研磨顆粒的鋸線的線鋸的情況下，在切割過程中以懸浮液(漿料)的形式加入研磨顆粒。在切割過程中，工件穿過線排，其中鋸線以彼此平行地排列的線段的形式設置。利用與線排相對地引導工件或者與工件相對地引導線排的進給裝置實現(xiàn)線排的穿過。在將晶體切割成半導體晶片時，晶體通常與在該過程結束時由鋸線所切入的鋸切墊板(Sageleiste)相連。鋸切墊板例如是石墨板，其粘結或粘著在晶體的側面上。然后將具有鋸切墊板的工件粘著在載體上。在切割之后所產(chǎn)生的半導體晶片如同梳子的齒一樣保持固定在鋸切墊板上，因此可以從線鋸取下。然后將殘留的鋸切墊板與半導體晶片分離。在根據(jù)現(xiàn)有技術的方法中，所切割的半導體晶片經(jīng)常具有提高的翹曲值。目前認為，參數(shù)弓彎和翹曲作為實際的晶片形狀相對于所期望的理想晶片形狀 (BP" Sori")的偏差的度量完全決定性地取決于切割的直線度。參數(shù)“翹曲”是在SEMI標準M1-1105中定義的。測量變量翹曲是相對于理想晶片形狀的偏差的度量，其特征在于平坦且面平行的晶片側面。翹曲還是通過鋸線段相對于工件的相對移動產(chǎn)生的，其是在鋸切過程中在軸向上相對于工件發(fā)生的。該相對移動例如可以是通過在鋸切時產(chǎn)生的切割力、由熱膨脹導致的線導輥軸向位移、通過軸承間隙或者通過工件的熱膨脹而產(chǎn)生的。DE 101 22 6 公開了一種利用鋸切割棒狀或塊狀工件的方法，其特征在于，在切割期間測量工件的溫度，并將測量信號傳輸至控制單元，該控制單元產(chǎn)生用于控制工件溫度的控制信號。此外，在現(xiàn)有技術中努力改善鋸線的引導。DE 10 2007 019 566A1例如公開了一種用于在線鋸中將圓柱體工件同時切割成多個晶片的線導輥，該輥具有厚度為至少2mm且最大7. 5mm的、由蕭氏A硬度為至少60且最大99的材料組成的涂層，該輥額外包含多個凹槽，鋸線是通過這些凹槽引導的，其中這些凹槽均具有曲率半徑R為鋸線直徑D的0. 25至1. 6倍且孔徑角a為60至130°的彎曲的槽底。此類線鋸的使用導致波紋度的改善。除了厚度改變以外，半導體晶片的兩個面的平坦度也具有重要的意義。在利用線鋸切割半導體單晶例如硅單晶之后，如此制得的晶片具有波紋狀表面。在后續(xù)步驟如研磨或精研中，可以取決于該波紋的波長和振幅以及去除材料的深度而部分或完全地消除該波紋。在最不利的情況下，可具有由幾毫米至最大例如50mm的周期性的此類表面不規(guī)則性 (“起伏”、“波紋”)即使在拋光之后仍然可以在最終的半導體晶片上被檢測到，在此其對于局部幾何形狀有負面影響。DE 10 2006 050 330A1公開了一種利用具有特定排線長度的線排鋸同時將至少 2個圓柱體工件切割成多個晶片的方法，其中至少2個工件在縱向上依次固定在安裝板上， 其中在工件之間均保持有一定的距離，將它們夾入線排鋸中，并利用線排鋸進行切割。若期望低的晶片翹曲值，則選擇盡可能長的工件。為了獲得高的翹曲值，將比較短的工件固定在安裝板上，并相應地進行鋸切。然而發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有技術中雖然采取了所有的措施，但總是重復地產(chǎn)生具有提高的翹曲值的晶片。這顯然不能總是歸因于鋸切過程本身或者工件、線導輥等的熱學性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于深入研究這些觀察結果以及提供用于線鋸切的新型方法。本發(fā)明的目的是通過根據(jù)本發(fā)明的方法實現(xiàn)的。晶體塊取決于其晶體取向及取決于拉伸邊緣(Ziehkante)的位置而以如下方式固定在桌或安裝板上及隨后在線鋸中切割成半導體晶片，在一個拉伸邊緣的直接附近實施鋸入(鋸切進入)過程，或者在一個拉伸邊緣的直接附近實施鋸出(鋸切退出)過程。本發(fā)明的發(fā)明人認為，半導體晶片的翹曲值特別明顯地取決于工件的晶面，在其上利用線鋸開始切入過程。如前已述，引導工件通過線排，即在非常特殊的工件位置上切入及在工件側面的相對位置上切出。驚人地發(fā)現(xiàn)，若在拉伸邊緣處鋸出，則產(chǎn)生低的翹曲值。為了實現(xiàn)這一情況，將工件在其側面的拉伸邊緣范圍內(nèi)固定在鋸切墊板、載體或線鋸的桌上。與此不同，若將晶體固定在載體上，從而在一個拉伸邊緣處鋸入，則產(chǎn)生高的翹曲值。拉伸邊緣的數(shù)量原則上是通過晶體結構的對稱性預先確定的。因此例如<111>硅
4晶體具有3個拉伸邊緣，參見圖1。待鋸切的工件優(yōu)選為由硅組成的單晶。硅單晶優(yōu)選具有晶體取向<100>、<110>或<111>。優(yōu)選在拉伸邊緣處鋸入，以產(chǎn)生提高的翹曲。若例如半導體晶片提供有外延涂層， 則這對于后續(xù)的加工步驟可以是有利的。下面依照2個附圖闡述本發(fā)明。


圖1所示為具有2個工件的線鋸的結構示意圖。圖2所示為對所鋸切的由硅組成的<111>晶體的翹曲測量結果。附圖標記列表11，12 晶體塊2拉伸邊緣21實施鋸入的拉伸邊緣22實施鋸出的拉伸邊緣3鋸切墊板4線鋸的線排5在工件與線排之間的相對移動6翹曲分布“在拉伸邊緣處鋸入”7翹曲分布“在拉伸邊緣處鋸出”
具體實施例方式利用帶鋸將晶體塊切割成2個部分。2個晶體塊11和12不同地粘著在安裝板或鋸切墊板3上。2個晶體塊11和12具有晶體取向<111>。<111>晶體包含3個拉伸邊緣2。4所示為線鋸的線排。晶體塊12以其側面在拉伸邊緣22附近固定在鋸切墊板3上(在拉伸邊緣處切出)。晶體塊11以側面與拉伸邊緣21相對的一側固定在鋸切墊板3上(在拉伸邊緣處切入)。在一個加工過程中鋸切2個晶體塊11和12，以確保相同的加工條件。5所示為在工件11和12與線排4之間的相對移動V的方向。對所有所切割的晶片在翹曲方面加以檢測，由此獲得圖2中所示的分布情況。對于在拉伸邊緣處切出的情況，顯示出改善了一個數(shù)量級的翹曲分布7。6所示為晶體塊的翹曲分布，在此在拉伸邊緣處進行切入。
權利要求
1.用于將由半導體材料組成的、具有縱軸和橫截面的晶體切割成多個晶片的方法，其中所述晶體固定于一桌上，通過在所述桌與線鋸的線排之間在垂直于晶體縱軸的方向上的相對移動引導所述晶體通過由鋸線形成的線排，其方式是使鋸線在晶體的拉伸邊緣附近鋸入或者使鋸線在晶體的拉伸邊緣附近鋸出。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述晶體由硅組成，并且具有晶體取向<100>、<110>或 <111>。
3.根據(jù)權利要求1或2的方法，其中引導所述晶體通過線排，其方式是在期望具有低翹曲的晶片的情況下使鋸線在拉伸邊緣附近鋸出。
4.根據(jù)權利要求1或2的方法，其中引導所述晶體通過線排，其方式是在期望具有高翹曲的晶片的情況下使鋸線在拉伸邊緣附近鋸入。
全文摘要
用于將由半導體材料組成的、具有縱軸和橫截面的晶體切割成多個晶片的方法，其中所述晶體固定于一桌上，通過在所述桌與線鋸的線排之間在垂直于晶體縱軸的方向上的相對移動引導所述晶體通過由鋸線形成的線排，其方式是使鋸線在晶體的拉伸邊緣附近鋸入或者使鋸線在晶體的拉伸邊緣附近鋸出。
文檔編號B28D5/04GK102152417SQ20111003756
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月10日 優(yōu)先權日2010年2月10日
發(fā)明者A·布蘭克, M·克澤爾 申請人:硅電子股份公司