專利名稱：集總的局部鋸切工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一半導(dǎo)體加工工藝方法，尤其關(guān)于鋸切(saw)和清洗操作。
構(gòu)筑于半導(dǎo)體晶片上的多層器件，例如微機(jī)械正日漸普遍。許多這類器件所需對(duì)犧牲層(sacrificial layers)的加工或類似的工藝處理最好在單個(gè)芯片仍處于晶片狀時(shí)進(jìn)行。
然而，如果上述工藝處理在晶片被鋸切成單個(gè)芯片前進(jìn)行，那么就會(huì)出現(xiàn)許多和污染及碎屑有關(guān)的問(wèn)題。例如，若對(duì)晶片以前幾個(gè)工序中所用的犧牲層或防護(hù)層進(jìn)行去除處理，那么當(dāng)晶片被分割成芯片時(shí)，因分離芯片而形成的晶片碎屑會(huì)同先前為犧牲層所防護(hù)或覆蓋住的芯片表面發(fā)生接觸。
可供選擇的另一種方法是先分割晶片，然后再在單個(gè)芯片上完成去除犧牲層或防護(hù)層一類工藝。這樣，根據(jù)工藝及其所用的載體，這種方法將會(huì)是極其費(fèi)時(shí)、費(fèi)力而又費(fèi)錢。
因此，需要找到這樣一種方法或工藝，它允許以晶片形式進(jìn)行上述工藝處理，以避免或限制因晶片分割所引起的碎屑接觸而又不需花費(fèi)大量時(shí)間。
這里所揭示的本發(fā)明包括一對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行加工處理的方法，該法可以消除被防護(hù)面或被覆蓋面與因晶片分割所形成碎屑之間的接觸。這種工藝方法的一種實(shí)施例包括將晶片安裝在鋸架上、在晶片上局部鋸切出芯片間的諸縱橫溝槽、用防護(hù)條帶或填隙物覆蓋這些溝槽、在晶片上完成余下的工藝、撳裂晶片，然后從鋸架上對(duì)單個(gè)芯片進(jìn)行拾揀和放置。
為了對(duì)本發(fā)明有一完整的理解，以及為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)結(jié)合后文的詳細(xì)說(shuō)明對(duì)附例做下述簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1表示一從局部鋸切到分離取下單個(gè)芯片的實(shí)施例流程圖。
圖2表示一實(shí)施例流程中保護(hù)工序用的全部流程圖。
圖3a和3b表示防護(hù)條帶的對(duì)準(zhǔn)定位。
圖4表示局部鋸切諸溝槽中有防護(hù)填隙物的晶片側(cè)視圖。
圖5a和5b表示置于鋸架上帶有局部鋸切諸溝槽的晶片側(cè)視圖，以及一種可能的晶片撳片圖案。
圖1表示一可適合在芯片間的諸溝槽中使用防護(hù)條帶或填隙物的半導(dǎo)體晶片用的整個(gè)工藝流程10。該工藝在對(duì)有微機(jī)械或多層結(jié)構(gòu)所特有的全部工藝完成以后開(kāi)始。例如，可將地址選擇電路或致動(dòng)器放置或移植入襯底。于是可把一聚合物層或其他犧牲材料覆蓋在電路或致動(dòng)器頂端?？蓪?duì)該層進(jìn)行固化或工藝處理以支承微機(jī)械結(jié)構(gòu)需要對(duì)致動(dòng)層保持固定不動(dòng)用的柱或輻(posts or spokes)。微機(jī)械有源零件用材料的施放則于晶片上定位后接著進(jìn)行。在圖1所示的工藝開(kāi)始之前這最后一層是否要制成圖案抑或制成圖案并加以腐蝕，則是留待用戶的工藝選擇。
因此當(dāng)多半要采用本工藝方法時(shí)，將在晶片的每一芯片上出現(xiàn)一種多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其上帶有保持原樣完整無(wú)損的防護(hù)層或犧牲層。此工藝在圖1中從步驟12開(kāi)始，即從在晶片上用一鋸片或鉆石刀片局部鋸切出諸縱橫溝槽開(kāi)始。最好在鋸切前在整個(gè)晶片上放置一可去除的防護(hù)涂層以進(jìn)一步限制因局部鋸切或劃片所產(chǎn)生碎屑對(duì)器件重要特性的影響。留在溝槽底部的材料厚度視襯底材料、進(jìn)一步的操作限制、以及工藝設(shè)計(jì)者所選撳片分離芯片的方法而定。當(dāng)鋸切或劃片實(shí)際進(jìn)行時(shí)，可將晶片安放在一標(biāo)準(zhǔn)的鋸架上。
如步驟14所示，若采用防護(hù)涂層，則此涂層與局部鋸切產(chǎn)生的碎屑借助鋸后清洗工序加以去除。根據(jù)所使用防護(hù)涂層的材料，上述清洗去除可以是個(gè)濕法工藝。一個(gè)例子可能是用光刻膠作為防護(hù)涂層，其去除用濕法腐蝕。在步驟16中，工藝返回到了待制微機(jī)械結(jié)構(gòu)所特有的諸工藝。典型的情況是，此工藝過(guò)程將包括去除犧牲層、從而允許每一機(jī)器的各有源元件均可自由運(yùn)動(dòng)。也可進(jìn)行另外一些附加工藝，諸如薄膜工藝，用以覆蓋或保護(hù)未曾暴露過(guò)的諸微機(jī)械表面。
在步驟18，此工藝的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)變得明顯起來(lái)。晶片依舊完整無(wú)損保持原樣，因而芯片的對(duì)準(zhǔn)非常精確。同時(shí)，這一步驟還允許工藝操作人員通過(guò)查明哪些芯片可用而標(biāo)上記號(hào)以供其后取下來(lái)確定成品率。這可在一標(biāo)準(zhǔn)多探針測(cè)試臺(tái)上完成。
本圖步驟22的敘述很籠統(tǒng)。步驟22中所述防護(hù)工藝步驟的更為精確、詳盡的描述示于圖2?？梢?jiàn)有兩種方法可供選擇。步驟26可將自完成圖1所示的步驟18后開(kāi)始。用作防護(hù)物的條帶被沖壓或切割成具有同晶片上的縱橫溝槽圖案相一致的圖案。一典型材料可以是聚酯薄膜。聚酯薄膜可用諸如紫外光或低壓敏之類粘合劑處理過(guò)。于是工藝進(jìn)入步驟28，此時(shí)將防護(hù)帶對(duì)準(zhǔn)并施放于晶片上，完全覆蓋住早已局部鋸切出的諸縱橫溝槽。
上述對(duì)準(zhǔn)的圖示描述見(jiàn)圖3a和3b。圖3a中所示的防護(hù)條帶44具有沖壓制成的圖案，上面存在一個(gè)對(duì)芯片用的網(wǎng)格代表防護(hù)帶按原樣留下的位置。圖3b中的虛線48則表示在施用防護(hù)條帶后晶片的位置。
在該實(shí)施例中，晶片隨后被安裝于一步驟30所示通?？捎玫木瑩迤瑱C(jī)的框架上。有關(guān)撳片技術(shù)進(jìn)一步的精確描述將在圖5a和5b中討論。其他可行的實(shí)施例可包括讓晶片滾過(guò)一鼓輪表面，當(dāng)它試圖彎向鼓輪曲率時(shí)而被撳碎斷裂。
在步驟32所述的撳片工藝期間，覆蓋于諸縱橫溝槽上的防護(hù)條帶捕獲撳片所生任何碎屑。并防止其對(duì)微機(jī)械的有源零件的沾污。不管采用什么樣撳片技術(shù)，當(dāng)晶片被撳碎斷裂時(shí)，防護(hù)帶的粘附力經(jīng)諸如紫外光處理后將被減弱而剝落，并可用步驟34中專門(mén)揀拾、放置單個(gè)芯片的標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體粘片機(jī)取下這些芯片。
上述工藝的另一種方法剛好在圖1所示步驟18完成以后的同一點(diǎn)開(kāi)始。精密注入設(shè)備完全能夠?qū)⒅T如光刻膠一類防護(hù)材料以精確的量施注入諸縱橫溝槽中。圖4示出一在局部鋸切出的溝槽中已具有填隙物的晶片的側(cè)視圖。晶片48上有局部鋸切出的諸溝槽50。填隙材料52的注入應(yīng)不使溝槽填得過(guò)滿而接近芯片有源區(qū)的邊緣。于是可將填隙材料進(jìn)行軟-硬烘干，使之變硬而具有更佳的結(jié)構(gòu)完整性。在該實(shí)施例中再次將晶片安放在步驟38所示通用撳片機(jī)的框架上。當(dāng)晶片在步驟40撳裂時(shí)，填隙物將捕獲可能逸出并損害微機(jī)械結(jié)構(gòu)有源區(qū)的任何碎屑。
用作填隙的材料根據(jù)其具體特性可以留在原處。所要求的材料特性在于不產(chǎn)生任何微粒，特別是過(guò)了一段時(shí)間以后，并且不放氣。這些特性對(duì)所有的微機(jī)械都很重要，特別是對(duì)諸如空間光調(diào)制器一類暴露在強(qiáng)光照射下的光學(xué)微機(jī)械尤其重要。微粒會(huì)引起光照散射和微機(jī)械阻塞。放氣膜會(huì)聚集在微機(jī)械的表面，并且增加兩表面間的靜摩擦(“粘附性”)系數(shù)。另外，如果微機(jī)械通過(guò)窗口接受光照，諸如某些封閉式空間光調(diào)制器那樣，則放氣膜將會(huì)遮住該窗口而減低光照度。一種可能的填隙材料是硅基橡膠。
在芯片通過(guò)步驟40所示的撳片工藝分離下來(lái)后，揀放裝置會(huì)如步驟42所述將芯片從框架上取走。這就完成了某些撳片方法用的防護(hù)工藝。另一種撳片方法如圖5a和5b所示。撳片可以是圖1所示工藝中的步驟24，或者并不包含溝槽防護(hù)的另一完全獨(dú)立工藝的一部分。在圖1所示工藝中唯一的步驟是步驟12的局部鋸切或其某種等效步驟。
圖5a表示置于鋸架54上的晶片48的側(cè)視圖。晶片處于劃片帶60上，后者可以是半導(dǎo)體工藝中常用的任何一種劃片帶。在完成所有微機(jī)械所特有的工藝過(guò)程后，必須對(duì)晶片進(jìn)行撳片。晶片不必像前述那樣進(jìn)行防護(hù)，盡管應(yīng)該這樣做似乎更好。兩相鄰溝槽之間的距離是X。一包含有眾多單個(gè)劈刀72的楔形片70被用來(lái)提供一應(yīng)力集中點(diǎn)，并如圖5a和5b所示在劃線上每經(jīng)2X距離的各個(gè)點(diǎn)向上推。同樣，也可把晶片用真空從其底部對(duì)著劈刀往下拉吸。
劈刀將促使晶片按圖5b所示的圖案碎裂。芯片48a和48b將在圖58a所示的點(diǎn)處被一向上的撳裂所分離。芯片48b和48c將在圖58b所示的點(diǎn)處被一向下的撳裂所分離。晶片被撳裂后，其上的防護(hù)帶經(jīng)處理以降低其粘性，例如，若為紫外光敏粘結(jié)劑，則用紫外光照射，并加以去除。如果使用以上討論的防護(hù)涂層，則可以除去或者也可以不必加以去除。于是就可使用標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體粘片機(jī)將這些單個(gè)芯片從鋸架上加以拾揀和放置。
雖然至此對(duì)微機(jī)械用晶片式加工工藝的具體實(shí)施例作了描述，但并不意味這些特例被考慮作為對(duì)本發(fā)明范圍的某種限制。本發(fā)明范圍以下文的權(quán)利要求書(shū)所確定。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體晶片工藝方法，其特征在于它包括a.在晶片上局部鋸切出諸縱橫溝槽；b.用一防護(hù)材料覆蓋住所述局部鋸切出的諸溝槽；c.對(duì)所述晶片進(jìn)行工藝處理；以及d.將所述晶片撳裂成單個(gè)芯片。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的防護(hù)物是條帶。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的防護(hù)物是填隙物。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的工藝方法也包括去除防護(hù)物的步驟。
5.一種撳裂半導(dǎo)體晶片的工藝方法，其特征在于它包括a.在晶片上局部鋸切出諸縱橫溝槽;b.對(duì)所述晶片進(jìn)行工藝處理;c.用一楔形片，其上包含有眾多這樣定位的點(diǎn)狀劈刀，即其頂尖與晶片上最接近所述諸縱橫溝槽的各點(diǎn)相接觸;以及d.對(duì)晶片上與所述劈刀相接觸的每一點(diǎn)施壓以迫使所述晶片斷裂。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的鋸切步驟包括將晶片安放到鋸架上，并在整個(gè)工藝過(guò)程中始終保留在所述的鋸架上。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的鋸切步驟包括將所述晶片安放到鋸架上，并在所述鋸切工序完成以后將所述晶片從所述鋸架上卸下。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的施壓還包括用真空迫使所述晶片緊貼對(duì)著所述的楔形片。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的施壓還包括用一機(jī)械手將所述晶片對(duì)著所述鋸架推。
10.一種半導(dǎo)體工藝方法，其特征在于它包括a.在晶片上局部鋸切出諸縱橫溝槽;b.用一防護(hù)涂層覆蓋在所述的諸溝槽;c.對(duì)所述晶片進(jìn)行工藝處理;d.將一帶有眾多劈刀的楔形片置于鄰近所述的晶片處;e.施壓于對(duì)著所述劈刀的晶片，迫使所述晶片沿所述局部鋸切出的諸溝槽斷裂成芯片;以及f.取下所述的諸芯片。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述的防護(hù)物為條帶。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述的防護(hù)物為填隙物。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述的工藝過(guò)程也包括去除防護(hù)物的步驟。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述的鋸切步驟包括將所述的晶片安裝到鋸架上，并在整個(gè)工藝過(guò)程中始終保留在所述的鋸架上。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述的鋸切步驟包括將所述晶片安放到鋸架上，然后在所述鋸切步驟完成以后從所述鋸架上卸下所述晶片。
16.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述的施壓還包括用真空迫使所述晶片緊貼對(duì)著所述的楔形片。
17.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述的施壓還包括用一機(jī)械手將所述晶片對(duì)著所述鋸架推。
全文摘要
一種在半導(dǎo)體晶片(48)上局部鋸切出諸縱橫溝槽(50)的工藝方法。鋸切完后，諸溝槽(50)可用一防護(hù)物加以覆蓋，然后繼續(xù)對(duì)晶片象先前那樣進(jìn)行工藝處理。在晶片(48)被撳裂后，防護(hù)物(52)可以被去除，也可以不必去除。此外，晶片(50)可以用一上面帶有許多劈刀(72)的楔形片(70)撳裂成單個(gè)芯片，其中單個(gè)劈刀(70)壓向局部鋸切出的諸溝槽(50)，使晶片(48)斷裂。
文檔編號(hào)H01L21/302GK1105781SQ9410121
公開(kāi)日1995年7月26日 申請(qǐng)日期1994年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月22日
發(fā)明者邁克爾·A·米尼亞爾蒂, 拉斐爾·C·阿爾法羅 申請(qǐng)人:德克薩斯儀器股份有限公司