本發(fā)明涉及的是一種輪式金剛刀劃片方法,它不僅適用于低硬度的半導(dǎo)體材料劃片，也適用于高硬度的半導(dǎo)體材料劃片。屬于半導(dǎo)體器件制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品在改善人們的日常生活的同時(shí)，也使人們對(duì)電子產(chǎn)品的依賴性越來(lái)越強(qiáng)，要求越來(lái)越高，迫切的發(fā)展需求促使電子產(chǎn)品更新?lián)Q代周期變短。其中半導(dǎo)體技術(shù)是促進(jìn)上述變化的主要驅(qū)動(dòng)力量，是電子產(chǎn)品不斷發(fā)展進(jìn)步的核心，這也使得人們對(duì)作為電子產(chǎn)品“心臟”的半導(dǎo)體器件的性能、質(zhì)量及成本提出越來(lái)越苛刻的要求。

劃片工藝是把前工序加工的晶圓用劃片機(jī)切割成單個(gè)芯片，再用分片及或手工將芯片分開(kāi)，是半導(dǎo)體器件加工過(guò)程中關(guān)鍵工序之一，其加工質(zhì)量的優(yōu)劣，對(duì)器件性能及可靠性有決定性影響。當(dāng)前圓片劃片方式主要有砂輪劃片、金剛刀劃片和激光劃片三種，在劃片效率、成品率及成本方面各有優(yōu)劣。

但在高硬度材料如SiC、GaN等半導(dǎo)體材料劃片方面，三種劃片方式均存在一定局限性。由于材料硬度高，砂輪刀具損耗快使砂輪劃片成本偏高且為保證切割品質(zhì)需降低劃片速度使劃片效率低；傳統(tǒng)金剛刀雖然硬度高，但在劃片過(guò)程中采用點(diǎn)接觸，磨損也非常快，導(dǎo)致劃片過(guò)程中劃痕效果不一，為保證劃片質(zhì)量在劃片過(guò)程中需要不停調(diào)整，因此劃片成本高、劃片效率偏低；激光劃片作為一種新型劃片技術(shù)，在劃片效率及質(zhì)量方面比前面兩種劃片方式具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，但激光劃片也存在對(duì)芯片造成的熱損傷、以及對(duì)光敏器件光學(xué)性能影響（如降低LED管芯的發(fā)光效率等）等問(wèn)題，且目前激光劃片技術(shù)不算很成熟、設(shè)備昂貴等因素限制其在劃片領(lǐng)域的進(jìn)一步推廣。

因此在高硬度半導(dǎo)體材料劃片方面急需一種劃片效率高、質(zhì)量好、對(duì)芯片損傷小的劃片方式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出的是一種輪式金剛刀劃片方法，將有效降低劃片過(guò)程中金剛刀損耗，提高刀具使用壽命；劃片過(guò)程中刀具狀態(tài)變化小，有效彌補(bǔ)金剛刀劃片在高硬度半導(dǎo)體劃片方面的不足。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種輪式金剛刀劃片方法，包括以下步驟：

1）備片：半導(dǎo)體圓片1減薄至目標(biāo)厚度并完成背面工藝；

2）貼膜：用粘性膜3將待劃圓片1固定在繃環(huán)上；

3）劃片：輪式金剛刀5在設(shè)定步進(jìn)、壓力、速度等條件下沿直線滾動(dòng)，在半導(dǎo)體圓片1表面形成凹槽；

4）裂片：劃片后半導(dǎo)體圓片1使用裂片機(jī)在裂片壓刀7、裂片蹄刀8按設(shè)定條件下，沿凹槽位置進(jìn)行劈裂；

5）分片：對(duì)裂片后半導(dǎo)體圓片1進(jìn)行擴(kuò)膜、解膠分片形成獨(dú)立芯片。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

1）金剛刀在劃片過(guò)程中采用滾動(dòng)劃切開(kāi)槽，由原來(lái)筆式金剛刀點(diǎn)狀接觸磨損變更為線狀接觸磨損，刀具磨損慢使用壽命長(zhǎng)，劃片成本低；

2）輪式金剛刀在劃片過(guò)程中磨損小，劃片狀態(tài)變化小，因此能減少劃片過(guò)程中調(diào)整頻率，提高劃片質(zhì)量及效率；

3）該劃片方式能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)金剛刀劃片在高硬度半導(dǎo)體劃片方面的不足，市場(chǎng)應(yīng)用前景好。

附圖說(shuō)明

圖1為半導(dǎo)體圓片劃片前貼膜結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為輪式金剛刀劃片結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為筆式金剛刀劃片結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圓片裂片示結(jié)構(gòu)意圖。

圖5為輪式金剛刀劃片實(shí)際效果圖。

圖中的1是半導(dǎo)體圓片；2是芯片背面工藝結(jié)構(gòu)；3是粘性膜；4是支撐臺(tái)；5是輪式金剛刀；6是筆式金剛刀；7是裂片壓刀；8是裂片蹄刀。

具體實(shí)施方式

如附圖所示，一種輪式金剛刀劃片方法，包括以下步驟：

1）備片：半導(dǎo)體圓片1減薄至目標(biāo)厚度并完成背面工藝2；

2）貼膜：用粘性膜3將待劃圓片1固定在繃環(huán)上，貼膜后結(jié)構(gòu)如圖1所示；

3）劃片：輪式金剛刀5在設(shè)定步進(jìn)、壓力、速度等條件下沿直線滾動(dòng)，在半導(dǎo)體圓片1表面形成凹槽，輪式金剛刀5劃片結(jié)構(gòu)如圖2所示；

4）裂片：劃片后半導(dǎo)體圓片1使用裂片機(jī)在裂片壓刀7、裂片蹄刀8按設(shè)定條件下，沿凹槽位置進(jìn)行劈裂，裂片結(jié)構(gòu)如圖4所示；

5）分片：對(duì)裂片后半導(dǎo)體圓片1進(jìn)行擴(kuò)膜、解膠等分片形成獨(dú)立芯片，實(shí)際效果如圖5所示。

所述輪式金剛刀劃片方式不僅適用于傳統(tǒng)Si、GaAs、InP等低硬度的半導(dǎo)體材料，也適用于GaN、SiC、藍(lán)寶石等高硬度的半導(dǎo)體材料；

所述步驟2）粘性膜為藍(lán)膜、UV膜的任意一種；

所述步驟3）劃片方式為金剛刀在設(shè)定步進(jìn)、壓力、速度等條件下沿直線滾動(dòng)，在圓片表面形成凹槽；

所述步驟4）裂片方式為裂片機(jī)在設(shè)定條件下將圓片沿凹槽位置進(jìn)行裂片。

實(shí)施例1

一種輪式金剛刀劃片技術(shù)，包括以下步驟：

1）備片：將SiC圓片減薄至目標(biāo)厚度60um并完成背面工藝；

2）貼膜：用UV膜將完成背面工藝的的SiC薄片固定在繃環(huán)上；

3）劃片：將待劃SiC圓片放置在MDI LS831輪式金剛刀劃片機(jī)上，真空吸牢，在壓力0.1~0.2MPa，速度10~50mm/s條件下劃片；

4）裂片：將已劃完的SiC圓片放置在Dynatex裂片機(jī)，將蹄刀與劃痕設(shè)置重合保持不動(dòng)、壓刀設(shè)置到劃片槽空白位置并下壓0.03~0.2mm保持50~300ms后抬起即完成1次裂片動(dòng)作，重復(fù)上述動(dòng)作直至所有劃痕裂片完成；

5）分片：對(duì)裂片后圓片用擴(kuò)膜機(jī)擴(kuò)膜增大芯片間距，防止芯片的相互擠壓摩擦造成的碎屑、損傷，后用UV解膠機(jī)對(duì)UV膜進(jìn)行解膠，降低UV膜對(duì)芯片的粘附力，以便后續(xù)封測(cè)工藝。

實(shí)施例2

輪式金剛刀劃片方法，包括以下步驟：

1）備片：將GaN圓片減薄至目標(biāo)厚度100um并完成背面工藝；

2）貼膜：用藍(lán)膜將完成背面工藝的的GaN薄片固定在繃環(huán)上；

3）劃片：將待劃GaN圓片放置在MDI LS831輪式金剛刀劃片機(jī)上，真空吸牢，在壓力0.15~0.35MPa，速度10~200mm/s條件下劃片；

4）裂片：將已劃完的GaN圓片放置在Dynatex裂片機(jī)，將蹄刀與劃痕設(shè)置重合保持不動(dòng)、壓刀設(shè)置到劃片槽空白位置并下壓0.05~0.2mm保持100~200ms后抬起即完成1次裂片動(dòng)作，重復(fù)上述動(dòng)作直至所有劃痕裂片完成；

5）分片：對(duì)裂片后圓片用擴(kuò)膜機(jī)擴(kuò)膜增大芯片間距，防止芯片的相互擠壓摩擦造成的碎屑、損傷，后用UV解膠機(jī)對(duì)UV膜進(jìn)行解膠，降低藍(lán)膜膜對(duì)芯片的粘附力，以便后續(xù)封測(cè)工藝。

實(shí)施例3

輪式金剛刀劃片技術(shù)，包括以下步驟：

1）備片：將藍(lán)寶石圓片減薄至目標(biāo)厚度（通常為100um）并完成背面工藝；

2）貼膜：用UV膜將完成背面工藝的的藍(lán)寶石薄片固定在繃環(huán)上；

3）劃片：將待劃藍(lán)寶石圓片放置在MDI LS831輪式金剛刀劃片機(jī)上，真空吸牢，在壓力0.2~0.4MPa，速度50~100mm/s條件下劃片；

4）裂片：將已劃完的藍(lán)寶石圓片放置在Dynatex裂片機(jī)，將蹄刀與劃痕設(shè)置重合保持不動(dòng)、壓刀設(shè)置到劃片槽空白位置并下壓0.05~0.1mm保持100~200ms后抬起即完成1次裂片動(dòng)作，重復(fù)上述動(dòng)作直至所有劃痕裂片完成；

5）分片：對(duì)裂片后圓片用擴(kuò)膜機(jī)擴(kuò)膜增大芯片間距，防止芯片的相互擠壓摩擦造成的碎屑、損傷，后用UV解膠機(jī)對(duì)UV膜進(jìn)行解膠，降低UV膜對(duì)芯片的粘附力，以便后續(xù)封測(cè)工藝。

實(shí)施例4

輪式金剛刀劃片方法，包括以下步驟：

1）備片：將SiC圓片減薄至目標(biāo)厚度（通常為150um）并完成相關(guān)背面工藝；

2）貼膜：用UV膜將完成背面工藝的的SiC薄片固定在繃環(huán)上；

3）劃片：將待劃SiC圓片放置在MDI LS831輪式金剛刀劃片機(jī)上，真空吸牢，在壓力0.25~0.45MPa，速度50~100mm/s條件下劃片；

4）裂片：將已劃完的SiC圓片放置在Dynatex裂片機(jī)，將蹄刀與劃痕設(shè)置重合保持不動(dòng)、壓刀設(shè)置到劃片槽空白位置并下壓0.1~0.2mm保持100~300ms后抬起即完成1次裂片動(dòng)作，重復(fù)上述動(dòng)作直至所有劃痕裂片完成；

5）分片：對(duì)裂片后圓片用擴(kuò)膜機(jī)擴(kuò)膜增大芯片間距，防止芯片的相互擠壓摩擦造成的碎屑、損傷，后用UV解膠機(jī)對(duì)UV膜進(jìn)行解膠，降低UV膜對(duì)芯片的粘附力，以便后續(xù)封測(cè)工藝。

以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。