專利名稱：異形晶片的激光切割制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶片的切割制造方法，尤其涉及一種異形晶片的激光切割制造方法。
背景技術(shù)：
目前，半導(dǎo)體行業(yè)制造硅整流器件的工藝多采用擴散后的硅片或玻璃鈍化后的 GPP芯片進行砂輪刀片切割，形成上百個方形芯片或直線六邊形芯片。由于砂輪刀片切割， 只能切割連續(xù)的直線，而不能切割曲線和圓弧線。一般傳統(tǒng)已有圖形的異形芯片制造流程，包括晶片及掩模鐵片定位膠合，將上端鋪設(shè)有一層白蠟的玻璃襯片置于點熱板上，使白蠟呈熔化，將晶片沒有圖形的一面粘固在表面熔融有白蠟的玻璃襯片上，并使白蠟覆蓋晶片整面，再將預(yù)先粘設(shè)有若干小圓鐵片的膠帶通過白蠟正確地粘貼在晶片上，從電熱板上取下該上端粘有固定圓鐵片及下端有玻璃襯片的晶片，移至自然冷卻的平板上冷卻，將冷卻后的晶片撕掉膠帶，送入噴砂機內(nèi)噴砂。 噴砂機對晶片表面粘有小圓鐵片的一面進行噴砂，沒有小圓鐵片掩蓋的區(qū)域被金剛砂完全噴除。當噴砂完成后，在玻璃襯片上形成許多小圓形晶粒，將該玻璃襯片與許多小圓形晶粒浸泡在三氯乙烷中清洗，分離，并以磁鐵將小圓鐵片吸出，即得到圓形晶粒。此種方法主要缺陷在于，圓片粘貼在膠帶上的位置若有偏斜時，就無法將圓鐵片分別對準晶片上已有的異形芯片圖形，如此，晶片所能制造出來的優(yōu)良品的芯片數(shù)量將大幅度減少，操作繁瑣，效率低下，需要使用化學(xué)品，不利于環(huán)保。一般傳統(tǒng)已六邊形的形芯片制造流程，切割時使用砂輪刀片切割，由于砂輪刀片切割時，只能切割連續(xù)的直線。因此在切割六邊形芯片時，先按所需的六邊形對邊尺寸長度切割出一組平行切割道；然后將晶圓順時鐘旋轉(zhuǎn)60度，切割出第二組平行切割道，第二組平行切割道與第一組平行切割道呈60度夾角；然后繼續(xù)將晶圓順時鐘旋轉(zhuǎn)60度，并將晶圓以前兩次切割道的交叉點為起點，向下偏移二分之一對邊尺寸長度。此時切割出第三組平行切割道。切割完成后，得到所需要六變形。但此種切割方式得到的六變形芯片，每相連接的3個六變形芯片中夾有一個三角形芯片，此三角形芯片無任何使用價值，造成材料的嚴重浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種異形晶片的激光切割制造方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)異形晶片的激光切割制造方法，其包括以下步驟步驟①，對半導(dǎo)體硅片進行定位；步驟②，采用激光束垂直照射于半導(dǎo)體硅片表面；步驟③，通過移動承載半導(dǎo)體硅片的工作臺，與激光束作相對移動；
步驟④，激光束按照設(shè)定參數(shù)切割半導(dǎo)體硅片獲得異形晶片。上述的異形晶片的激光切割制造方法，其中所述工作臺的移動路徑包括曲線運動方式、圓弧運動方式、線段運動方式。進一步地，上述的異形晶片的激光切割制造方法，其中所述的定位為電腦系統(tǒng)與電荷藕合器件圖像傳感器相配合的自動定位。更進一步地，上述的異形晶片的激光切割制造方法，其中所述激光束的波長為 200 10600納米。更進一步地，上述的異形晶片的激光切割制造方法，其中所述激光束的頻率為 100 300千赫茲的連續(xù)激光。更進一步地，上述的異形晶片的激光切割制造方法，其中所述激光束的單脈沖能量為50 1000微焦耳。更進一步地，上述的異形晶片的激光切割制造方法，其中所述設(shè)定參數(shù)包括異形晶片大小、異形晶片晶粒直徑、激光束切割深度。更進一步地，上述的異形晶片的激光切割制造方法，其中所述的半導(dǎo)體硅片上預(yù)設(shè)有切割路徑。再進一步地，上述的異形晶片的激光切割制造方法，其中所述的激光束采用氣體激光器或是半導(dǎo)體激光器或光纖激光器發(fā)射。本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點主要體現(xiàn)在采用本發(fā)明后，克服以往利于小圓鐵片掩模噴砂制造異形芯片或利用砂輪刀片切割直線六邊形芯片等異型芯片存在的不足，具體來說本發(fā)明操作簡便，加工效率高。聚焦后的極細激光，可無機械接觸的將晶圓材料氣化去除，不產(chǎn)生機械應(yīng)力，因此不會損壞被加工半導(dǎo)體晶片，可快速高效簡便的加工半導(dǎo)體晶片。同時，可無機械接觸的將晶圓材料氣化去除，因此可切割出非直線的曲線、圓弧和線段， 從而可以切割出異型芯片。再者，滿足成本低、節(jié)約晶圓材料的需求。激光加工使用激光， 無需硼砂機和額外添置其他配套設(shè)備，加工速度快，成本低廉。蜂窩密堆積六邊形芯片，采用此種方法可提高30 %產(chǎn)出，無材料浪費。


本發(fā)明的目的、優(yōu)點和特點，將通過下面優(yōu)選實施例的非限制性說明進行圖示和解釋。這些實施例僅是應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案的典型范例，凡采取等同替換或者等效變換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求保護的范圍之內(nèi)。這些附圖當中，圖1是本發(fā)明實施示意圖(箭頭為激光束光路)；圖2是對半導(dǎo)體硅片切割圓形異形晶片的示意圖；圖3是對半導(dǎo)體硅片切割六邊形異形晶片的示意圖。圖中各附圖標記的含義如下1電腦系統(tǒng) 2電荷藕合器件圖像傳感器3半導(dǎo)體硅片 4工作臺5氣體激光器 6圓形異形晶片7六邊形異形晶片
具體實施例方式如圖1 3所示的異形晶片的激光切割制造方法，其特別之處在于包括以下步驟 首先通過電腦系統(tǒng)1與電荷藕合器件圖像傳感器2(CCD)相配合，對需要切割的半導(dǎo)體硅片 3進行定位。之后，采用激光束垂直照射于半導(dǎo)體硅片3表面。接著，通過移動承載半導(dǎo)體硅片3的工作臺4，與激光束作相對移動。具體來說，在此期間工作臺4的移動方式可以采用不同的加速度與減速度，以滿足不同形狀的切割。同時，考慮到各種異形晶片的加工需要，本發(fā)明中工作臺4的移動路徑包括曲線運動方式、圓弧運動方式、線段運動方式。最后，激光束對半導(dǎo)體硅片3以融化并氣化的方式，按照設(shè)定參數(shù)進行切割，獲得異形晶片。具體來說，考慮到加工的自動化需要，也為了確保激光束切割完成后的異形晶片符合要求，所述設(shè)定參數(shù)包括所需異形晶片大小、異形晶片晶粒直徑，以及處于加工狀態(tài)中的激光束切割半導(dǎo)體硅片3的深度。并且，就本發(fā)明的實現(xiàn)方法而言，激光束切割的設(shè)定深度由激光束的輸出功率、重復(fù)頻率和工作臺4的移動速度相關(guān)，屬于可控范圍。進一步結(jié)合本發(fā)明一較佳的實施方式來看，激光束的波長為200 10600納米，頻率為100 300千赫茲的連續(xù)激光。單脈沖能量為50 1000微焦耳。再者，考慮到激光的波長、頻率與單脈沖能量符合本發(fā)明的要求，激光束采用氣體激光器5發(fā)射。當然，考慮到待加工半導(dǎo)體硅片3的類別多種多樣，亦可以采用半導(dǎo)體激光器或光纖激光器發(fā)射激光束以滿足要求。同時，為了提高切割的精確程度，讓操作者在電腦系統(tǒng)1與電荷藕合器件圖像傳感器2更好的參與控制，在半導(dǎo)體硅片3上可以預(yù)先畫有切割路徑。這樣，電荷藕合器件圖像傳感器2在進行采樣的時候能夠以切割路徑進行參考，配合設(shè)定參數(shù)進行比較，最終切割的時候不會出現(xiàn)偏差。K實施例一 3將半導(dǎo)體硅片3上已經(jīng)做好圓形玻璃鈍化芯片圖形的GPP半導(dǎo)體硅片3，通過真空吸盤固定在工作臺4上。然后，通過電荷藕合器件圖像傳感器2裝置輔助定位，利用氣體激光器5發(fā)射出的激光束垂直照射在半導(dǎo)體體晶片上，通過軟件控制工作臺4的運行。具體來說，操作者可在控制軟件上進行晶圓參數(shù)的設(shè)定，其包括需要獲取的異形晶片大小與直徑。同時，可以設(shè)定激光束的參數(shù)，包括激光功率，激光頻率，激光脈寬。并且， 還可設(shè)定工作臺4的運動控制參數(shù)，包括劃片速度，加速度，減速度等。有次，使得工作臺4 相對于激光束始終依據(jù)半導(dǎo)體硅片3上已經(jīng)做好圓形玻璃鈍化芯片圖形做移動。最后在移動路徑上，激光束就按照半導(dǎo)體硅片3上的圓形圖形融化并氣化照射區(qū)域的材料，以此切割出如圖2所示的圓形異形晶片6。就本實施例的加工需求來說，所述采用的激光束波長為200納米，頻率為連續(xù)激光100千赫茲，單脈沖能量50微焦耳。K實施例二 3將半導(dǎo)體硅片3上已經(jīng)做好圓形玻璃鈍化芯片圖形的GPP半導(dǎo)體硅片3，通過真空吸盤固定在工作臺4上。然后，通過電荷藕合器件圖像傳感器2裝置輔助定位，利用半導(dǎo)體激光器發(fā)射出的激光束垂直照射在半導(dǎo)體體晶片上，通過軟件控制工作臺4的運行。具體來說，操作者可在控制軟件上進行晶圓參數(shù)的設(shè)定，其包括需要獲取的異形晶片大小與直徑。同時，可以設(shè)定激光束的參數(shù)，包括激光功率，激光頻率，激光脈寬。并且， 還可設(shè)定工作臺4的運動控制參數(shù)，包括劃片速度，加速度，減速度等。有次，使得工作臺4 相對于激光束始終依據(jù)半導(dǎo)體硅片3上已經(jīng)做好圓形玻璃鈍化芯片圖形做移動。最后在移動路徑上，激光束就按照半導(dǎo)體硅片3上的圓形圖形融化并氣化照射區(qū)域的材料，以此切割出如圖3所示的六邊形異形晶片7。就本實施例的加工需求來說，所述采用的激光束波長為10600納米，頻率為連續(xù)激光300千赫茲，單脈沖能量1000微焦耳。K實施例三3將半導(dǎo)體硅片3上已經(jīng)做好圓形玻璃鈍化芯片圖形的GPP半導(dǎo)體硅片3，通過真空吸盤固定在工作臺4上。然后，通過電荷藕合器件圖像傳感器2裝置輔助定位，利用光纖激光器發(fā)射出的激光束垂直照射在半導(dǎo)體體晶片上，通過軟件控制工作臺4的運行。具體來說，操作者可在控制軟件上進行晶圓參數(shù)的設(shè)定，其包括需要獲取的異形晶片大小與直徑。同時，可以設(shè)定激光束的參數(shù)，包括激光功率，激光頻率，激光脈寬。并且， 還可設(shè)定工作臺4的運動控制參數(shù)，包括劃片速度，加速度，減速度等。有次，使得工作臺4 相對于激光束始終依據(jù)半導(dǎo)體硅片3上已經(jīng)做好圓形玻璃鈍化芯片圖形做移動。最后在移動路徑上，激光束就按照半導(dǎo)體硅片3上的圓形圖形融化并氣化照射區(qū)域的材料，以此切割出異形晶片。就本實施例的加工需求來說，所述采用的激光束波長為10000納米，頻率為連續(xù)激光200千赫茲，單脈沖能量500微焦耳。通過上述的文字表述并結(jié)合附圖可以看出，采用本發(fā)明后，克服以往利于小圓鐵片掩模噴砂制造異形芯片或利用砂輪刀片切割直線六邊形芯片等異型芯片存在的不足，具體來說1、本發(fā)明操作簡便，加工效率高。聚焦后的極細激光，可無機械接觸的將晶圓材料氣化去除，不產(chǎn)生機械應(yīng)力，因此不會損壞被加工半導(dǎo)體晶片，可快速高效簡便的加工半導(dǎo)體晶片。2、可無機械接觸的將晶圓材料氣化去除，因此可切割出非直線的曲線、圓弧和線段，從而可以切割出異型芯片。3、成本低、節(jié)約晶圓材料。激光加工使用激光，無需硼砂機和額外添置其他配套設(shè)備，加工速度快，成本低廉。蜂窩密堆積六邊形芯片，采用此種方法可提高30%產(chǎn)出，無材料浪費。
權(quán)利要求
1.異形晶片的激光切割制造方法，其特征在于包括以下步驟步驟①，對半導(dǎo)體硅片進行定位；步驟②，采用激光束垂直照射于半導(dǎo)體硅片表面；步驟③，通過移動承載半導(dǎo)體硅片的工作臺，與激光束作相對移動；步驟④，激光束按照設(shè)定參數(shù)切割半導(dǎo)體硅片獲得異形晶片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形晶片的激光切割制造方法，其特征在于所述工作臺的移動路徑包括曲線運動方式、圓弧運動方式、線段運動方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形晶片的激光切割制造方法，其特征在于所述的定位為電腦系統(tǒng)與電荷藕合器件圖像傳感器相配合的自動定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形晶片的激光切割制造方法，其特征在于所述激光束的波長為200 10600納米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形晶片的激光切割制造方法，其特征在于所述激光束的頻率為100 300千赫茲的連續(xù)激光。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形晶片的激光切割制造方法，其特征在于所述激光束的單脈沖能量為50 1000微焦耳。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形晶片的激光切割制造方法，其特征在于所述設(shè)定參數(shù)包括異形晶片大小、異形晶片晶粒直徑、激光束切割深度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形晶片的激光切割制造方法，其特征在于所述的半導(dǎo)體硅片上預(yù)設(shè)有切割路徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形晶片的激光切割制造方法，其特征在于所述的激光束采用氣體激光器或是半導(dǎo)體激光器或光纖激光器發(fā)射。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種異形晶片的激光切割制造方法，其特點是首先通過電腦系統(tǒng)與電荷藕合器件圖像傳感器相配合，對需要切割的半導(dǎo)體硅片進行定位。之后，采用激光束垂直照射于半導(dǎo)體硅片表面。接著，通過移動承載半導(dǎo)體硅片的工作臺，與激光束作相對移動。最后，激光束對半導(dǎo)體硅片以融化并氣化的方式，按照設(shè)定參數(shù)進行切割，獲得異形晶片。由此，這個過程不產(chǎn)生機械應(yīng)力，因此不會損壞被加工半導(dǎo)體晶片，可快速高效簡便的加工半導(dǎo)體晶片。
文檔編號B23K26/36GK102456625SQ201010520178
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者趙宇 申請人:蘇州天弘激光股份有限公司