CN111883424A - 一种硅片晶圆划片工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种硅片晶圆划片工艺，包括以下步骤：S1刀片选型；S2晶圆切割，包括横切工序和竖切工序两道工序；横切工序采取双刀切割，双刀切割包括以下步骤：a第一刀切割，b第二刀切割；S3性能检测；本发明的有益效果：横切工序采用双刀切割相比与传统的一刀切割的方法，在不影响切割效率的情况下，能够明显提高合格率；横切工序采用一刀切割与双刀切割间隔使用的方法相比与传统的只采用一刀切割的方法，既提高了合格率，又大幅度降低了工艺时长，提高了加工效率；相比与横切工序只采用双刀切割的加工方法，在大幅度降低工艺时长，提高加工效率的同时，合格率仅出现小幅度下降，该方法适合在生产小尺寸芯片时使用。

Description

一种硅片晶圆划片工艺
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种硅片晶圆划片工艺。
背景技术
半导体器件的生产全过程通常分为圆片制造工艺和封测工艺两部分，一般封测工艺包括圆片减薄、背面蒸发、晶圆划片、装片、键合、封装、后固化、高温贮存、去飞边、浸锡、切筋、测试分类、打印、包装等工序。
芯片的封测工艺始于将晶片分离成单个的芯片，即晶圆划片工序；划片工艺是采用金刚石颗粒制成的刀片将整张的晶圆按芯片尺寸大小进行切割，从而分离成单颗具有独立电性能的芯片；晶圆划片工序质量的好坏直接影响产品的性能。
因为硅材料的脆性，机械切割方式会对晶圆的正面和背面产生机械应力，导致在芯片边缘产生正面崩角和背面崩角。正面崩角和背面崩角会降低芯片的机械强度，产生暗裂。暗裂会在后续的封装工艺中或者产品的使用中会进一步扩散，从而可能引起芯片断裂，导致电性能失效；崩角如果进入芯片内部电路，也会直接导致芯片电性能失效而报废。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种硅片晶圆划片工艺。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
一种硅片晶圆划片工艺，包括以下步骤：
S1刀片选型
针对晶圆的尺寸以及切割得到的芯片的尺寸选择合适型号的刀片；
S2晶圆切割
包括横切工序和竖切工序两道工序，通过横切工序和竖切工序将晶圆切割成若干个正方形的芯片；横切工序采取双刀切割，竖切工序采用一刀切割，一刀将芯片完全切割开；双刀切割包括以下步骤：
a第一刀切割
对晶圆进行第一刀切割；切割深度为芯片厚度的二分之一到三分之二；
b第二刀切割
沿第一刀切割痕迹对晶圆进行第二刀切割；将芯片完全切开；
S3性能检测
对芯片进行外观以及性能进行检测。
作为上述技术的进一步改进，S2晶圆切割中采用先进行横切，再进行竖切的切割方式。
作为上述技术的进一步改进，所述横切工序中采取一刀切割与双刀切割间隔使用的切割方法，将晶圆切割成若干个正方形的芯片。
作为上述技术的进一步改进，S2晶圆切割中先进行横切工序中的双刀切割，将晶圆切割成若干条，再进行竖切工序中的一刀切割，切割得到若干个长方形的芯片，长方形的芯片由两个连接的正方形的芯片组成，最后进行横切工序中的一刀切割，将若干个长方形的芯片切割开，得到正方形的芯片。
作为上述技术的进一步改进，第一刀切割的切割深度为芯片厚度的五分之三。
本发明的有益效果：横切工序采用双刀切割相比与传统的一刀切割的方法，在不影响切割效率的情况下，能够明显提高合格率；
横切工序采用一刀切割与双刀切割间隔使用的方法相比与传统的只采用一刀切割的方法，既提高了合格率，又大幅度降低了工艺时长，提高了加工效率；相比与横切工序只采用双刀切割的加工方法，在大幅度降低工艺时长，提高加工效率的同时，合格率仅出现小幅度下降且仍比传统的只采用一刀切割方法的合格率高。
附图说明
图1为本发明实施例1-3中横切工序的刀痕、竖切工序的刀痕和芯片的结构示意图；
图2为本发明实施例4-6中横切工序双刀切割的刀痕、竖切工序的刀痕和芯片的结构示意图；
图3为本发明实施例4-6中横切工序双刀切割以及一刀切割的刀痕、竖切工序的刀痕和芯片的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
实施例1
本实施例所述一种硅片晶圆划片工艺，包括以下步骤：
S1刀片选型
针对晶圆的尺寸以及切割得到的芯片的尺寸选择合适型号的刀片；
S2晶圆切割
包括横切工序和竖切工序两道工序，通过横切工序和竖切工序将晶圆切割成若干个正方形的芯片；先进行横切，再进行竖切；横切工序采取双刀切割，竖切工序采用一刀切割，一刀将芯片完全切割开；横切的刀痕如图1中CH1所示，竖切的刀痕如图1中CH2所示；双刀切割包括以下步骤：
a第一刀切割
对晶圆进行第一刀切割；切割深度为芯片厚度的二分之一；
b第二刀切割
沿第一刀切割痕迹对晶圆进行第二刀切割；将芯片完全切开；
S3性能检测
对芯片进行外观以及性能进行检测。
实施例2
本实施例所述一种硅片晶圆划片工艺，包括以下步骤：
S1刀片选型
针对晶圆的尺寸以及切割得到的芯片的尺寸选择合适型号的刀片；
S2晶圆切割
包括横切工序和竖切工序两道工序，通过横切工序和竖切工序将晶圆切割成若干个正方形的芯片；先进行横切，再进行竖切；横切工序采取双刀切割，竖切工序采用一刀切割，一刀将芯片完全切割开；横切的刀痕如图1中CH1所示，竖切的刀痕如图1中CH2所示；双刀切割包括以下步骤：
a第一刀切割
对晶圆进行第一刀切割；切割深度为芯片厚度的三分之二；
b第二刀切割
沿第一刀切割痕迹对晶圆进行第二刀切割；将芯片完全切开；
S3性能检测
对芯片进行外观以及性能进行检测。
实施例3
本实施例所述一种硅片晶圆划片工艺，包括以下步骤：
S1刀片选型
针对晶圆的尺寸以及切割得到的芯片的尺寸选择合适型号的刀片；
S2晶圆切割
包括横切工序和竖切工序两道工序，通过横切工序和竖切工序将晶圆切割成若干个正方形的芯片；先进行横切，再进行竖切；横切工序采取双刀切割，竖切工序采用一刀切割，一刀将芯片完全切割开；横切的刀痕如图1中CH1所示，竖切的刀痕如图1中CH2所示；双刀切割包括以下步骤：
a第一刀切割
对晶圆进行第一刀切割；切割深度为芯片厚度的五分之三；
b第二刀切割
沿第一刀切割痕迹对晶圆进行第二刀切割；将芯片完全切开；
S3性能检测
对芯片进行外观以及性能进行检测。
实施例4
本实施例所述一种硅片晶圆划片工艺，包括以下步骤：
S1刀片选型
针对晶圆的尺寸以及切割得到的芯片的尺寸选择合适型号的刀片；
S2晶圆切割
包括横切工序和竖切工序两道工序，通过横切工序和竖切工序将晶圆切割成若干个正方形的芯片；
横切工序中采取一刀切割与双刀切割间隔使用的切割方法，竖切工序采用一刀切割的切割方法；
先进行横切工序中的双刀切割，刀痕如图2、图3中CH3所示，将晶圆切割成若干条，再进行竖切工序中的一刀切割，刀痕如图2、图3中CH4所示，切割得到若干个长方形的芯片，长方形的芯片由两个正方形的芯片连接组成，最后进行横切工序中的一刀切割，刀痕如图3中CH5所示，将长方形的芯片切割开，得到正方形的芯片；
双刀切割包括以下步骤：
a第一刀切割
对晶圆进行第一刀切割；切割深度为芯片厚度的二分之一；
b第二刀切割
沿第一刀切割痕迹对晶圆进行第二刀切割；将芯片完全切开；
S3性能检测
对芯片进行外观以及性能进行检测。
实施例5
本实施例所述一种硅片晶圆划片工艺，包括以下步骤：
S1刀片选型
针对晶圆的尺寸以及切割得到的芯片的尺寸选择合适型号的刀片；
S2晶圆切割
包括横切工序和竖切工序两道工序，通过横切工序和竖切工序将晶圆切割成若干个正方形的芯片；
横切工序中采取一刀切割与双刀切割间隔使用的切割方法，竖切工序采用一刀切割的切割方法；
先进行横切工序中的双刀切割，刀痕如图2、图3中CH3所示，将晶圆切割成若干条，再进行竖切工序中的一刀切割，刀痕如图2、图3中CH4所示，切割得到若干个长方形的芯片，长方形的芯片由两个正方形的芯片连接组成，最后进行横切工序中的一刀切割，刀痕如图3中CH5所示，将长方形的芯片切割开，得到正方形的芯片；
双刀切割包括以下步骤：
a第一刀切割
对晶圆进行第一刀切割；切割深度为芯片厚度的三分之二；
b第二刀切割
沿第一刀切割痕迹对晶圆进行第二刀切割；将芯片完全切开；
S3性能检测
对芯片进行外观以及性能进行检测。
实施例6
本实施例所述一种硅片晶圆划片工艺，包括以下步骤：
S1刀片选型
针对晶圆的尺寸以及切割得到的芯片的尺寸选择合适型号的刀片；
S2晶圆切割
包括横切工序和竖切工序两道工序，通过横切工序和竖切工序将晶圆切割成若干个正方形的芯片；
横切工序中采取一刀切割与双刀切割间隔使用的切割方法，竖切工序采用一刀切割的切割方法；
先进行横切工序中的双刀切割，刀痕如图2、图3中CH3所示，将晶圆切割成若干条，再进行竖切工序中的一刀切割，刀痕如图2、图3中CH4所示，切割得到若干个长方形的芯片，长方形的芯片由两个正方形的芯片连接组成，最后进行横切工序中的一刀切割，刀痕如图3中CH5所示，将长方形的芯片切割开，得到正方形的芯片；
双刀切割包括以下步骤：
a第一刀切割
对晶圆进行第一刀切割；切割深度为芯片厚度的五分之三；
b第二刀切割
沿第一刀切割痕迹对晶圆进行第二刀切割；将芯片完全切开；
S3性能检测
对芯片进行外观以及性能进行检测。
利用现有技术中采取横切和竖起都采取一刀切断的方法对5张六寸晶圆进行加工，共得到4800块芯片；
利用实施例1-3中的晶圆划片中的每种方法分别对5张六寸晶圆进行加工，共得到14400块芯片；
利用实施例4-6中的晶圆划片中的每种方法分别对5张六寸晶圆进行加工，共得到14400块芯片；
检测数据对比
工艺方法 总芯片数 合格芯片数 合格率 崩角数 工艺时长
对比例 4800 4733 98.60 67 5h
实施例1 4800 4793 99.85 7 5h10m
实施例2 4800 4787 99.73 13 5h30m
实施例3 4800 4798 99.96 2 5h15m
实施例4 4800 4758 99.13 42 3h10m
实施例5 4800 4751 98.98 49 3h35m
实施例6 4800 4770 99.38 30 3h20m
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种硅片晶圆划片工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1刀片选型
针对晶圆的尺寸以及切割得到的芯片的尺寸选择合适型号的刀片；
S2晶圆切割
包括横切工序和竖切工序两道工序，通过横切工序和竖切工序将晶圆切割成若干个正方形的芯片；横切工序采取双刀切割，竖切工序采用一刀切割，一刀将芯片完全切割开；双刀切割包括以下步骤：
a第一刀切割
对晶圆进行第一刀切割；切割深度为芯片厚度的二分之一到三分之二；
b第二刀切割
沿第一刀切割痕迹对晶圆进行第二刀切割；将芯片完全切开；
S3性能检测
对芯片进行外观以及性能进行检测。
2.根据权利要求1所述的一种硅片晶圆划片工艺，其特征在于：S2晶圆切割中先进行横切，再进行竖切的切割方式。
3.根据权利要求1所述的一种硅片晶圆划片工艺，其特征在于：所述横切工序中采取一刀切割与双刀切割间隔使用的切割方法，将晶圆切割成若干个正方形的芯片。
4.根据权利要求3所述的一种硅片晶圆划片工艺，其特征在于：S2晶圆切割中先进行横切工序中的双刀切割，将晶圆切割成若干条，再进行竖切工序中的一刀切割，切割得到若干个长方形的芯片，长方形的芯片由两个连接的正方形的芯片组成，最后进行横切工序中的一刀切割，将若干个长方形的芯片切割开，得到正方形的芯片。
5.根据权利要求2或4所述的一种硅片晶圆划片工艺，其特征在于：第一刀切割的切割深度为芯片厚度的五分之三。
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