CN110211927B - 一种芯片切割方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种刀具切割领域的芯片切割方法。本发明的通过在芯片上表面所在平面设置虚拟的第一辅助线以及平行于第一辅助线的第二辅助线，所述辅助线将所述芯片划分为第一区域、第二区域和第三区域，所述第三区域位于两条辅助线之间；先对所述第三区域进行切割，切割线平行于所述辅助线；后对第一区域和第二区域进行切割，切割线平行于所述辅助线。避免切割过程中芯片因应力作用产生裂痕，提高了芯片产品的合格率。

Description

一种芯片切割方法
技术领域
本发明涉及一种芯片切割方法，特别涉及一种刀具切割领域的芯片切割方法。
背景技术
半导体芯片制造过程中，需要将晶粒从芯片上分离。分离的方式一般有激光切割和刀具切割两种。激光切割的成本较高。因此，利用刀具切割是一个重要的技术发展方向。
刀具切割领域，传统的芯片切割方法，是用金刚石刀具逐一对准切割道进行一次横向切割和一次纵向切割。作为本领域技术人员所知的，实现横向和纵向切割的转换，是将芯片逆时针或顺时针旋转90°。
使用刀具切割时，为了提升效率，通常会使用双轴划片设备。即使用两个刀片同时切割。两个刀片从相对方向对圆形的晶圆进行切割。即两个刀片相对，从晶圆的两侧依次切割，直到晶圆中部。
因为刀具两轴对向安装，两轴到达最小极限位时，两轴的刀片相距一定距离。因此在切割芯片中部一定宽度的部分时，一个刀先跳一段距离再反向切割，另一刀片继续保持原有方向切割。
现有方法中存在如下问题：在第一次横向切割的最后阶段，切割芯片的中部区域时，芯片易碎裂（行业称为Crack die），芯片产品的成品率降低。增加了芯片产品的成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种用双刀切割芯片的方法，该方法在保持切割效率的同时，解决了第一次横向切割时，在最后阶段，对中部区域进行切割时，芯片易碎裂的问题，提高芯片产品的成品率。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种芯片切割方法：
S1、在芯片上表面所在平面设置虚拟的第一辅助线以及平行于第一辅助线的第二辅助线，所述辅助线将所述芯片划分为第一区域、第二区域和第三区域，所述第三区域位于两条辅助线之间；第一辅助线位于第一区域和第三区域之间；第二辅助线位于第二区域和第三区域之间；
S2、对所述第三区域进行切割，切割线平行于所述辅助线；
S3、对第一区域和第二区域进行切割，切割线平行于所述辅助线。
本发明的发明人通过长期的生产经验积累及大量的实验研究，得到了本发明的方法。发明人经研究发现，现有技术切割方法中，第一次的横向切割时，由于刀具是从芯片的两侧向中间逐步切割，最后切割的区域为细长条,切割时容易晃动,且应力集中，芯片容易出现裂纹，从而影响产品质量。本发明采用了先将中部区域进行切割，再将两侧剩余区域进行切割的方式，减少切割过程中芯片的应力，提高芯片产品合格率。
上述中部区域可以通过在芯片表面所在的平面设置相互平行的第一虚拟直线和第二虚拟直线的方式进行对芯片的划分。芯片呈圆形时，圆形的圆心位于平行线两条直线的中间。圆心距离任一条直线的距离小于芯片半径。这样，辅助线将芯片划分为三个区域，即第一辅助线和第二辅助线之间的第三区域。以及第一辅助线外侧的第一区域，第二辅助线外侧的第二区域。值的说明的是，该虚拟的辅助线不是实际存在的，仅仅作为将芯片划分为三个区域的相对位置的标记。在实际生产过程中，优选将该虚拟辅助线设置为与预设的后续切割过程中形成的切割线重合。
作为优选，对第一区域的切割和对第二区域的切割同时进行。
作为优选，对第一区域切割时从第一辅助线的位置向远离第三区域的方向依次切割；对第二区域切割时，从第二辅助线的位置向远离第三区域的方向依次切割。
即得到的切割区域的长宽比逐步降低，应力作用逐步减小，良率得到提高。越接近边缘，切割芯片越短，相当对应力越小，边缘芯片为无效区域，即使有裂纹也不影响良率。
作为优选，对第三区域切割时，从任一辅助线开始，平行于辅助线依次切割。
采用以上切割方式，是为了刀具在垂直于切割线方向的移动方式为同一方向移动，减少往返的无效位移，提升效率。
作为优选，第三区域的切割和第一区域的切割由第一刀具完成；第二区域的切割由第二刀具完成。
作为优选，第一刀具已切割芯片的长度小于第二刀具已切割芯片的长度。
因为，两轴的刀片是同时更换的，如果其中一个刀片到达寿命，会同时将另一个刀片一起更换。第一刀具切割芯片的长度小于第二刀具切割芯片的长度时，第一刀具的磨损较小，用磨损较小的第一刀具完成本次切割中更多的切割任务，有利于保持第一刀具和第二刀具磨损程度的一致性。保持两把刀具切割力度的均匀性。
作为优选，对第三区域的切割，从第二辅助线一侧开始。
这样第一刀具在垂直于切割线的方向的运动为同一方向运动，避免出现往返的无效移动，且可以连续切割两个区域。可以延长两个刀具的使用寿命。为了保持切割力度等基本一致，两轴的刀片是同时更换的，如果其中一个刀片到达寿命，会同时将另一个刀片一起更换。
作为优选，第一辅助线和第二辅助线的间距大于第一刀具和第二刀具之间的最小间距。
两辅助线之间的区域先切割主要是留出两刀距的安全距离，安全距离足够后两轴才可以同时切割。
通常芯片为圆形或近似圆形，芯片沿辅助线方向的长度为芯片的直径或近似直径。
由于两把刀具轴向相对安装，通过固定螺母固定在刀轴上，在刀具远离刀轴的一侧存在一个固定用的凸起，该凸起影响到两把刀具的间距。固两把刀具的距离必须大于一个固定值。这个固定值即为第一刀具和第二刀具之间的最小间距。这样在第一刀具切割完应力影响较大的第三区域后，在第一刀具切割第一区域的同时，第二刀具即可开始进行对第二区域的切割。
两条辅助线的间距大于并接近刀具间的最小间距，将双刀具同时切割的时间最大化。在避免应力影响的同时，保持了切割效率。
作为优选，相邻切割线间隔N列晶粒切割，N为整数，N≥1。
作为优选，所述N=1、2、3、4或5。
相邻切割线间的距离可以是等距的，也可以是不等距的。但相邻切割线至少间隔1列晶粒。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明采用先将中部区域进行切割，再将两侧剩余区域进行切割的方式，减少切割过程中芯片的应力，避免切割过程中芯片因应力作用而碎裂，提高了芯片产品的合格率。
2、有效降低了生产成本，节约芯片5%，
附图说明：
图1为对比例芯片切割第一阶段的示意图；
图中标记1为第一刀具，2为第二刀具，3为芯片；
8为第一刀具的刀轴，9为第二刀具的刀轴；
11为第一刀具的切割线，21为第二刀具的切割线；
101为指示切割线11的先后顺序的箭头，201为指示切割线21先后顺序的箭头；
图2为对比例芯片切割第二阶段的示意图；
12为第一刀具的切割线，22为第二刀具的切割线；
102为指示切割线12的先后顺序的箭头，202为指示切割线22先后顺序的箭头；
图3为实施例中芯片区域划分示意图；
41为第一辅助线，42为第二辅助线；5为芯片圆心；
31为第一区域，31为第二区域，33为第三区域；
图4为实施例中芯片切割第一阶段示意图；
61为第一刀具的切割线，601为指示切割线61的先后顺序的箭头；
图5为实施例中芯片切割第二阶段示意图；
62为第一刀具的切割线，602为指示切割线62的先后顺序的箭头；
72为第二刀具的切割线，702为指示切割线72的先后顺序的箭头。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
对比例
本对比例列举的，是本领域现有技术所采取芯片双刀切割方法。
如图1所示，第一刀具1和第二刀具2从芯片3的两侧向中间相对运动。在第一阶段第一刀具1切割芯片3形成切割线11，第二刀具2切割芯片3形成切割线21。切割线11沿箭头101的方向顺序产生。切割线21沿箭头102的方向顺序产生。
由于第一刀具1和第二刀具2分别安装在第一刀具刀轴8和第二刀具刀轴9上，在相对运动到芯片中部的时候，由于刀轴的影响，第一刀具1和第二刀具2的距离有一个最小值。切割进入第二阶段。
如图2所示，第一刀片1切割芯片形成切割线12，切割线12沿箭头102方向顺序产生；第二刀片2切割芯片形成切割线22，切割线22沿箭头202方向顺序产生。
在本对比例中，相邻切割线间隔一列晶粒切割。
实施例
本实施例列举本发明双刀切割方法的一种实现方式。
如图3所示，在圆形芯片上表面所在平面设置虚拟的第一辅助线41和第二辅助线42，两条直线在芯片圆心5的两侧，第一辅助线41和第二辅助线42将芯片分为第一区域31和第二区域32以及辅助线之间的第三区域33。
切割第一阶段，先对所述第三区域33进行切割，在本实施例中，如图4所示，从第二辅助线42的位置开始依次向第一辅助线41方向切割，第一刀具1对芯片切割形成切割线61，切割线61沿箭头601所示方向顺序产生。
切割第二阶段，第一刀具1对第一区域31进行切割形成切割线62，切割线62沿箭头602方向顺序产生；同时，第二刀具2对第二扇形区域32进行切割形成切割线72，切割线72沿箭头702方向顺序产生。
在本对比例中，相邻切割线间隔一列晶粒切割。
试验例
分别采用对比例中的方法与实施例的切割方法，进行试验，比较现有技术切割方法与本发明切割方法的合格率进行比较。取20组芯片切割良率进行对比。试验结果见表1
表1现有技术与本发明切割方法的合格率比较
Figure DEST_PATH_IMAGE001
由表1可见，采用对比例中的方法，产品合格率为95%，采用实施例的切割方法，合格率为99%。合格率显著提升。

Claims (6)

1.一种芯片切割方法，其特征在于，
S1、在芯片上表面所在平面设置虚拟的第一辅助线以及平行于第一辅助线的第二辅助线，第一辅助线和第二辅助线将所述芯片划分为第一区域、第二区域和第三区域，所述第三区域位于两条辅助线之间；第一辅助线位于第一区域和第三区域之间；第二辅助线位于第二区域和第三区域之间；
S2、对所述第三区域进行切割，切割线平行于所述辅助线；
S3、对第一区域和第二区域进行切割，切割线平行于所述辅助线；
第三区域的切割和第一区域的切割由第一刀具完成；
对第三区域的切割，从第二辅助线一侧开始；平行于辅助线依次切割；对第一区域切割时从第一辅助线的位置向远离第三区域的方向依次切割；
第二区域的切割由第二刀具完成；对第二区域切割时，从第二辅助线的位置向远离第三区域的方向依次切割。
2.如权利要求1所述的芯片切割方法，其特征在于，对第一区域的切割和对第二区域的切割同时进行。
3.如权利要求1所述的芯片切割方法，其特征在于，第一刀具已切割芯片的长度小于第二刀具已切割芯片的长度。
4.如权利要求1所述的芯片切割方法，其特征在于，两条辅助线间距大于第一刀具和第二刀具之间的最小间距。
5.如权利要求1～4中的任意一项所述的芯片切割方法，其特征在于，相邻切割线间隔N列晶粒切割，N为整数，N≥1。
6.如权利要求5所述的芯片切割方法，其特征在于，所述N=1、2、3、4或5。
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