TWI597768B - 製造半導體晶片之方法 - Google Patents
製造半導體晶片之方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI597768B TWI597768B TW106109327A TW106109327A TWI597768B TW I597768 B TWI597768 B TW I597768B TW 106109327 A TW106109327 A TW 106109327A TW 106109327 A TW106109327 A TW 106109327A TW I597768 B TWI597768 B TW I597768B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- groove
- section
- width
- dicing blade
- front side
- Prior art date
Links
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Dicing (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
Description
本發明係關於製造半導體晶片之方法。
已被提出的一種切晶方法,其能夠在不減小晶片之數目的情況下提高晶片之良率,藉由使用第一刀片自藍寶石基板之正面側形成第一凹槽且接著藉由使用第二刀片自背面側形成比第一凹槽寬且比第一凹槽深的第二凹槽可自單一基板獲取晶片(JP-A-2003-124151)。也被提出的一種增加半導體晶片之數目的方法,晶片可藉由使用雷射輻射自晶圓之正面形成凹槽至其厚度之中間且接著藉由使用刀片自晶圓之背面切割晶圓至藉由雷射輻射形成之凹槽之位置而形成於晶圓上(JP-A-2009-88252)。
已知的一種製造半導體晶片之方法,該方法具備形成一基板之正面側上之凹槽的一步驟及自該基板之背面側使用具有比該正面側上之該等凹槽之入口部分之寬度厚的一厚度之一旋轉切割構件形成與該正面側上之該等凹槽連通的該背面側上之凹槽且將該基板切晶成半導體晶片的一步驟。利用此製造方法,在使具有若干μm至十幾μm之寬度且形成於正面側及背面側上的精細凹槽彼此連通時的一些情況下半導體晶片會斷裂,且並未清楚地理解何種斷裂係由何種原因所引
起。因此,何種製造條件應被用於抑制斷裂尚屬未知,使得此製造方法無法適用於大量生產的過程。
因此,本發明係欲提供一種製造能夠抑制上述製造方法中之半導體晶片之斷裂的半導體晶片之方法。
本發明之第一態樣係針對一種製造半導體晶片之方法,其包含:形成一基板之一正面側上之凹槽的一步驟;及自該基板之一背面側使用具有比該正面側上之該等凹槽之入口部分之寬度厚的一厚度之一旋轉切割構件形成與該正面側上之該等凹槽連通的該基板之該背面側上之凹槽且將該基板切晶成半導體晶片的一步驟,其中在該切割構件的具有不具頂面之一楔形尖端形狀之一頂部區段在該凹槽寬度方向上之一變動範圍隨著該切割構件之磨損增加而自包括於該正面側上之該凹槽中的一範圍變至遠離該正面側上之該凹槽的一範圍的製造條件中,在該變動範圍自包括於該正面側上之該凹槽中的該範圍變至遠離該正面側上之該凹槽的該範圍之前,停止該切割構件之使用。
本發明之第二態樣係針對一種製造半導體晶片之方法,其包含:形成一基板之一正面側上之凹槽的一步驟;及自該基板之一背面側使用具有比該正面側上之該等凹槽之入口部分之寬度厚的一厚度之一旋轉切割構件形成與該正面側上之該等凹槽連通的該基板之該背面側上之凹槽且將該基板切晶成半導體晶片的一步驟,其中在該切割構件的具有不具頂面之一楔形尖端形狀之一頂部區段在該凹槽寬度方向上之一變動範圍隨著該切割構件之磨損增加而自包括於該正面側上之該凹槽中的一範圍變至遠離該正面側上之該凹槽的一範圍的製造條件中,在該切割構件之尖端形狀形成為最大應力施加在該頂部區段之一區域處且該正面側上之該凹槽之周邊由於該切割構件之磨損
而斷裂的一楔形形狀之前,停止該切割構件之使用。
本發明之第三態樣係針對一種製造半導體晶體之方法,其包含:形成一基板之一正面側上之凹槽的一步驟;及自該基板之一背面側使用具有比該正面側上之該等凹槽之入口部分之寬度厚的一厚度之一旋轉切割構件形成與該正面側上之該等凹槽連通的該基板之該背面側上之凹槽且將該基板切晶成半導體晶片的一步驟,其中在該切割構件之一尖端區段之一厚度方向中心之一變動範圍變得遠離該正面側上之該凹槽且該正面側上之該凹槽之周邊由於來自歸因於磨損已漸縮的該切割構件之一頂部區段一區域之一應力而斷裂的製造條件中,在該正面側上之該凹槽之該周邊的斷裂率隨著該切割構件之磨損增加而開始升高之前,停止該切割構件之使用。
本發明之第四態樣係針對根據本發明之第一至第三態樣中之任一者的製造半導體晶片之方法,其中基於該切割構件之使用量與該正面側上之該凹槽之該周邊處的斷裂率之間的一預定關係來停止該切割構件之使用。
藉由本發明之第一至第四態樣,可在具備以下步驟的製造半導體晶片之方法中抑制該等半導體晶片之斷裂:形成一基板之正面側上之凹槽的步驟及自該基板之背面側使用具有比該正面側上之該等凹槽之入口部分之寬度厚的一厚度之一旋轉切割構件形成與該正面側上之該等凹槽連通的該背面側上之凹槽且將該基板切晶成半導體晶片的一步驟。
100‧‧‧發光元件
120‧‧‧切割區域
130‧‧‧光阻圖案
140‧‧‧正面側面上之凹槽/精細凹槽
160‧‧‧切晶帶
170‧‧‧背面側上之凹槽
180‧‧‧紫外線射線
190‧‧‧擴展帶
200‧‧‧紫外線射線
210‧‧‧半導體晶片
220‧‧‧緊固構件
230‧‧‧電路板
300‧‧‧切晶刀片
300A‧‧‧切晶刀片
302‧‧‧切晶刀片
310‧‧‧側面
320‧‧‧側面
330‧‧‧彎曲面
332‧‧‧彎曲面
340‧‧‧平坦面/頂面
350‧‧‧倒角區段
352‧‧‧彎曲面
360‧‧‧倒角區段
362‧‧‧彎曲面
370‧‧‧彎曲面
400‧‧‧階梯形區段
410‧‧‧根區域
500‧‧‧切晶刀片
500A‧‧‧切晶刀片
502‧‧‧切晶刀片
502A‧‧‧切晶刀片
504‧‧‧切晶刀片
504A‧‧‧切晶刀片
506‧‧‧切晶刀片
506A‧‧‧切晶刀片
508‧‧‧切晶刀片
508A‧‧‧切晶刀片
510‧‧‧側面
512‧‧‧傾斜面
514‧‧‧傾斜面
520‧‧‧側面
522‧‧‧傾斜面
524‧‧‧傾斜面
530‧‧‧尖的頂部區段
532‧‧‧平坦面
532A‧‧‧平坦面
534‧‧‧尖的頂部區段
534A‧‧‧平坦面
536‧‧‧尖的頂部區段
536A‧‧‧平坦面
600‧‧‧平坦支撐基底
610‧‧‧塑形板
620‧‧‧馬達
630‧‧‧切晶刀片
640‧‧‧夾盤
700‧‧‧虛線
710‧‧‧實線
720‧‧‧斷裂
800‧‧‧精細凹槽
800A‧‧‧精細凹槽
800B‧‧‧精細凹槽
800C‧‧‧精細凹槽
810‧‧‧第一凹槽部分
820‧‧‧第二凹槽部分
830‧‧‧矩形第二凹槽部分
840‧‧‧第二凹槽部分
900‧‧‧光阻
910‧‧‧開口
920‧‧‧保護膜
D1‧‧‧第一凹槽部分深度
D2‧‧‧第二凹槽部分深度
Ds‧‧‧位置偏差量
F‧‧‧由切晶刀片施加之力
H‧‧‧面
K‧‧‧切晶刀片之厚度之中心
M‧‧‧裕度
Q‧‧‧軸線
r‧‧‧曲率半徑
S‧‧‧恆定空間
Sa‧‧‧精細凹槽之寬度
Sa1‧‧‧第一凹槽部分寬度
Sa2‧‧‧第二凹槽部分寬度
Sb‧‧‧截口寬度
T‧‧‧階梯形區段之所要厚度
W‧‧‧半導體基板
Wh‧‧‧階梯形部分之寬度
Wt‧‧‧階梯之寬度
X‧‧‧方向
Y‧‧‧方向
Z‧‧‧方向
θ‧‧‧傾角
本發明之例示性具體例將基於以下圖式詳細地加以描述,其中:
圖1為展示根據本發明之一實例之半導體晶片製造過程之實例的流程圖;圖2A、圖2B、圖2C及圖2D為示意性截面圖,每一者展示根據本發明之實例之半導體晶片製造過程中的半導體基板;圖3E、圖3F、圖3G、圖3H及圖3I為示意性截面圖,每一者展示根據本發明之實例之半導體晶片製造過程中的半導體基板;圖4為展示當電路形成完成時的半導體基板(晶圓)的示意性平面圖;圖5A為說明切晶刀片之切割操作的截面圖,且圖5B、圖5C、圖5D、圖5E及圖5F為展示根據此實例之切晶刀片之尖端區段的放大截面圖,且圖5G為展示供一般完全切晶之用的切晶刀片之尖端區段的放大截面圖;圖6A為展示用於模擬之切晶刀片之尖端區段的放大截面圖,圖6B為展示當使用圖6A中所示之切晶刀片時形成於半導體基板中的凹槽之形狀的截面圖,且圖6C及圖6D為展示用於模擬之切晶刀片之尖端區段的放大截面圖,尖端區段之曲率半徑為r=0.5及r=12.5;圖7為展示模擬時的切晶刀片之尖端區段的曲率半徑與產生於階梯形區段之拐角區段中的應力值之間的關係的曲線圖;圖8為展示模擬時的切晶刀片之尖端區段的曲率半徑與最大應力值之間的關係的曲線圖;圖9A為說明施加至階梯形區段之拐角區段之應力的截面圖,且圖9B為說明階梯形區段由於產生於階梯形區段之拐角區段中的應力而斷裂之實例的截面圖;圖10為說明當使用圖5B中所示之切晶刀片時施加至階梯形區段
之應力的視圖;圖11A為展示當凹槽140之中心與凹槽170之中心一致時的階梯形區段的截面圖,且圖11B為展示當位置偏差已出現在凹槽140之中心與凹槽170之中心之間時的階梯形區段的截面圖;圖12A、圖12B、圖12C及圖12D為說明用於關於位置偏差之模擬的四種切晶刀片的視圖;圖13為展示關於階梯形區段上之位置偏差量及截口寬度之影響之模擬的結果的曲線圖;圖14為展示當截口寬度Sb很窄且位置偏差量Ds大時最大應力產生所在的位置之實例的視圖;圖15為展示當實際基板係使用截口寬度Sb及尖端拐角區段之曲率半徑不同的各種切晶刀片切割時的實驗之結果的視圖;圖16為展示為確認正面側上之凹槽之寬度的差異對階梯形區段之斷裂的影響及階梯形區段之厚度的差異對階梯形區段之斷裂的影響而進行的實驗之結果的視圖;圖17為說明根據本發明之實例的設計可用於製造半導體晶片之方法的切晶刀片之尖端形狀的方法的流程圖;圖18為說明根據本發明之實例的設定正面側上之凹槽之寬度之方法的流程圖;圖19為說明根據本發明之實例的選擇製造裝置之方法的流程圖;圖20為說明根據本發明之實例的設定正面側上之凹槽之寬度的方法及選擇製造裝置之方法的其他實例的流程圖;圖21A、圖21B、圖21C、圖21D及圖21E為展示根據本發明之實例的切晶刀片之尖端區段之實例的放大截面圖;
圖22為說明根據本發明之實例的用於處理切晶刀片之尖端形狀之第一處理方法的流程圖;圖23A為展示用於處理切晶刀片之尖端形狀且可適用於本發明之實例的處理裝置之實例的示意性平面圖,且圖23B為展示該處理裝置的示意性截面圖;圖24A、圖24B及圖24C為展示圖21A、圖21B、圖21C、圖21D及圖21E中所示之切晶刀片的頂部區段經處理以使其漸縮程度變得較小的實例的視圖;圖25為說明根據本發明之實例的用於處理切晶刀片之尖端形狀之第二處理方法的流程圖;圖26為說明切晶刀片之尖端區段之磨損與階梯形區段之斷裂之間的關係的截面圖;圖27A、圖27B、圖27C及圖27D為展示根據本發明之實例的精細凹槽之典型組構的截面圖;圖28為說明根據本發明之實例的形成精細凹槽之製造方法的流程圖;且圖29A及圖29B為展示藉由使用根據本發明之實例之製造方法來製造精細凹槽之過程的示意性截面圖。
根據本發明的一製造半導體晶片之方法係應用於藉由分割(切晶)上面形成有例如複數個半導體元件之諸如半導體晶圓的基板形狀構件來製造個別半導體晶片之方法。形成於基板上之半導體元件並無特定限制且包括發光元件、主動式元件、被動式元件...等。在一較佳模式中,根據本發明之製造方法係應用於自基板取出含有發光
元件之半導體晶片的方法,且發光元件可為例如表面發射半導體雷射、發光二極體及發光閘流體。單一半導體晶片可含有單一發光元件或可含有配置成陣列之複數個發光元件,且可另外含有用於驅動此單一發光元件或複數個發光元件之驅動電路。此外,基板可為由例如矽、SiC、化合物半導體及藍寶石製成之基板,且亦可使用由其他材料製成之基板,其條件為基板至少含有半導體(以下統稱為半導體基板)。較佳地,基板為由III-V化合物(諸如GaAs)製成、其上形成諸如表面發射半導體雷射、發光二極體之發光元件之半導體基板。
下面將參照附圖式說明在一半導體基板上形成複數個發光元件且自該半導體基板取出個別半導體晶片之方法。由於圖式中所示之比例及形狀會為了易於理解本發明之特性而被強調,應注意圖式中所示的器件之比例及形狀未必相同於實際器件之比例及形狀。
圖1為展示根據本發明之一實例之半導體晶片製造過程之實例的流程圖。如圖1中所示,根據該實例的製造半導體晶片之方法包括形成發光元件之一步驟(S100)、形成一光阻圖案之一步驟(S102)、在一半導體基板之正面上形成精細凹槽之一步驟(S104)、移除該光阻圖案之一步驟(S106)、將一切晶帶附接至該半導體基板之正面之一步驟(S108)、自該半導體基板之背面執行半切晶之一步驟(S110)、將紫外線(UV)射線照射至該切晶帶且將一擴展帶附接至該半導體基板之背面之一步驟(S112)、移除該切晶帶且將紫外線射線照射至該擴展帶之一步驟(S114)及挑選半導體晶片且在一電路板或類似者上執行晶粒安裝之一步驟(S116)。圖2A至圖2D及圖3E至圖3I中展示半導體基板的截面圖分別對應於步驟S100至S116。
在形成發光元件之步驟(S100),如圖2A中所示,複數
個發光元件100形成於由例如GaAs製成之半導體基板W之正面上。發光元件100為表面發射半導體雷射、發光二極體、發光閘流體等。儘管在圖中被指為發光元件100的是單一區域,但應注意,單一發光元件100作為一實例表示包含於個別化單一半導體晶片中之元件,且不僅是單一發光元件,複數個發光元件及其他電路元件亦可包含於單一發光元件100之區域。
圖4為展示當形成發光元件之步驟完成時的半導體基板W之實例的平面圖。在該圖中,為方便起見,僅展示位於中心部分處之發光元件100作為實例。在半導體基板W之正面上,複數個發光元件100在矩陣方向上以陣列形成。單一發光元件100之平坦區域具有近似矩形之形狀,且各別發光元件100係以柵格形狀配置以便被藉由以恆定空間S隔開之切割道或類似者界定之切割區域120分開。
接下來,當發光元件之形成完成時,在半導體基板W之正面上形成光阻圖案(在S102)。如圖2B中所示,光阻圖案130經處理以使得半導體基板W之正面上的藉由切割道或類似者界定之切割區域120曝露。光阻圖案130之處理係在光微影步驟執行。
接下來,在半導體基板W之正面上形成精細凹槽(在S104)。如圖2C中所示,具有恆定寬度之精細凹槽(為了方便以下稱之為精細凹槽或正面側上之凹槽)140藉由使用光阻圖案130作為遮罩而形成於半導體基板W之正面上。此等種類之凹槽可例如藉由非等向性蝕刻形成,且較佳地可藉由充當非等向性乾式蝕刻之非等向性電漿蝕刻(反應性離子蝕刻)形成。儘管薄的切晶刀片或等向性蝕刻亦可用以形成凹槽,但非等向性乾式蝕刻可比等向性蝕刻在正面側上形成更窄且更深之凹槽,且可比使用切晶刀片之方法更有效地抑制振動、應力等
對於在精細凹槽周圍之發光元件100的影響,藉此係較佳的。精細凹槽140之寬度Sa幾乎等於形成於光阻圖案130中之開口的寬度且在例如若干μm至十幾μm之範圍中。較佳地,寬度Sa為大致3μm至大致15μm。此外,凹槽之深度在例如大致10μm至大致100μm之範圍中,且使得該深度至少比功能元件(諸如發光元件)形成所在之深度深。較佳地,微凹槽140之深度為大致30μm至大致80μm。在精細凹槽140係藉由使用普通切晶刀片形成的狀況下,切割區域120之空間S(亦即,藉由切晶刀片自身獲得之總的凹槽寬度及考慮到剝落量之裕度寬度)變大,至多為大致40至80μm。另一方面,在精細凹槽140形成於半導體製程中的狀況下,可使得凹槽寬度較窄,且亦可使得用於切割之裕度寬度比使用切晶刀片的狀況下之裕度寬度窄。換言之,可使得切割區域120之空間較小,由此發光元件可以高密度配置於晶圓上且將獲取之半導體晶片之數目可增加。該實例中之「正面側」係指諸如發光元件之功能元件形成所在之面之側,且「背面側」係指在「正面側」之相反側上的面之側。
接下來,移除該光阻圖案(在S106)。如圖2D中所示,當光阻圖案130自半導體基板之正面移除時,沿著切割區域120形成之精細凹槽140在正面上曝露。精細凹槽140之形狀細節將稍後描述。
接下來,附接一紫外線固化切晶帶(在S108)。如圖3E中所示,具有黏接層之切晶帶160經附接至發光元件之側。接著,自基板之背面側使用切晶刀片沿著精細凹槽140執行半切晶(在S110)。切晶刀片係藉由其中紅外線攝影機安置在基板之背面側上方且精細凹槽140之位置係使用透射穿過基板之紅外線射線間接地偵測之方法、藉由其中攝影機安置在基板之正面側上方且精細凹槽140之位置係直
接偵測之方法或藉由其他已知方法定位。基於此種定位,如圖3F中所示,半切晶係使用切晶刀片執行且凹槽170形成於半導體基板之背面側上。凹槽170具有達到形成於半導體基板之正面上之精細凹槽140的深度。精細凹槽140的寬度會比藉由切晶刀片形成於背面側上之凹槽170的寬度窄。這是因為在具有比背面側上之凹槽170的寬度窄的寬度之精細凹槽140形成的狀況下,可自單一晶圓獲取之半導體晶片之數目相較於半導體基板係僅使用切晶刀片切割的狀況得以增加。首先,若圖2C中所示的具有在若干μm至十幾μm之範圍中之深度的精細凹槽可自半導體基板之正面至背面形成,則不需要使用切晶刀片在背面側上形成凹槽。然而,不容易形成具有此深度之精細凹槽。因此,如圖3F中所示,使用切晶刀片的自背面之半切晶係結合蝕刻進行。
接下來,將紫外線(UV)射線照射至切晶帶且附接一擴展帶(在S112)。如圖3G中所示,紫外線射線180被照射至切晶帶160,該帶之黏接層藉此而硬化。接著,將擴展帶190附接至半導體基板之背面。
接下來,移除切晶帶且將紫外線射線照射至擴展帶(在S114)。如圖3H中所示,切晶帶160係自半導體基板之正面移除。此外,紫外線射線200被照射至基板之背面上之擴展帶190,該帶之黏接層藉此而硬化。基底材料具有彈性之擴展帶190經拉伸以便有助於在切晶之後已個別化之半導體晶片之拾取,發光元件之間的空間藉此而延伸。
接下來,執行個別化半導體晶片之挑選及晶粒安裝(在S116)。如圖3I中所示,已自擴展帶190挑選之半導體晶片210係經由緊固構件220(例如,導電膏,諸如黏著劑或焊料)安裝於電路板230
上。
接下來,將在下文描述使用切晶刀片之半切晶的細節。圖5A為當使用切晶刀片如圖3F中所示地執行半切晶時的截面圖。
如上所述,在半導體基板W之正面上形成複數個發光元件100,且各別發光元件100藉由以例如恆定間隔S隔開之切割道界定的切割區域120分開。在切割區域120中,具有寬度Sa之精細凹槽140係藉由非等向性蝕刻形成。另一方面,切晶刀片300為如圖5A中所示的圍繞軸線Q旋轉之圓盤形狀切割構件且具有對應於凹槽170之截口寬度Sb的厚度。切晶刀片300在半導體基板W外定位於平行於半導體基板W之背面的方向上。另外,切晶刀片300在垂直於半導體基板W之背面的方向Y上移動一預定量,藉此定位於半導體基板W之厚度方向上以使得階梯形區段400具有所需之厚度T。此外,在定位之後,在切晶刀片300旋轉之同時至少切晶刀片300或半導體基板W在水平於半導體基板W之背面的方向上移動,凹槽170藉此形成於半導體基板W中。由於截口寬度Sb大於精細凹槽140之寬度Sa,當凹槽170達到精細凹槽140時,具有厚度T之懸臂式屋簷形狀階梯形區段400由於寬度Sb與寬度Sa之間的差而形成。若切晶刀片300之中心與精細凹槽140之中心完全一致,則在水平方向上延伸之階梯形區段400的長度為(Sb-Sa)/2。
圖5B至圖5F係展示作為根據本發明之實例的示例之切晶刀片300之尖端區段A的放大截面圖,且圖5G係展示用於一般完全切晶之切晶刀片之尖端區段A的放大截面圖。用於一般完全切晶之
切晶刀片300A的尖端區段具有在一側上之側面310、在其相對側上之側面320及如圖5G中所示的幾乎正交於側面310及320之平坦面340。換言之,自旋轉方向檢視,尖端區段具有矩形截面。另一方面,切晶刀片300之尖端區段具有楔形形狀,其中切晶刀片300之厚度在朝著切晶刀片300之尖端區段中之頂部區段的方向上逐漸變得更薄,例如,如圖5B至圖5F中所示。
在實例中,「頂部區段」為切晶刀片之最頂部分,且在圖5B、圖5D及圖5E中所示之情況下,頂部區段為最頂點。此外,在圖5C及圖5F中所示之形狀的情況下,頂部區段除了微小不規則處以外為平坦面,且平坦面被稱為「頂部面」。具有切晶刀片300之尖端區段之厚度朝著頂部區段變得較小之部分的形狀被稱作「楔形」形狀。圖5B至圖5F全部展示楔形形狀之實例。
圖5B至圖5G中所示之各別形狀為當半導體基板之切割在大批生產過程中執行時的初始形狀。換言之,圖5B至圖5F中所示的根據實例之切晶刀片300初步具有此等形狀作為大批生產過程中的初始形狀。另外,儘管具有圖5G中所示之矩形形狀且用於一般完全切晶的尖端區段在其初始狀態下具有矩形形狀,但尖端區段隨著切晶刀片連續地使用而磨成如圖5B至圖5D中所示的具有此等彎曲面330之楔形形狀。
圖5B中所示之實例具有一對側面310及320及設置於該對側面310及320之間的彎曲面330。更具體言之,該對側面310及320之間的距離為對應於截口寬度Sb之寬度,且尖端區段具有在側面310與側面320之間的半圓形彎曲面330,但不具有如圖5C及圖5F中所示的該等頂部面340。圖5C中所示之實例具有在圖5B及圖5G中
所示之形狀之間的中間形狀且在其尖端拐角區段處具有頂面340及彎曲面330。圖5D中所示之實例不具有頂面340,但具有彎曲面330,該等彎曲面之曲率半徑大於圖5B及圖5C中所示之尖端拐角區段之曲率半徑,且具有小於彎曲面330的曲率半徑之曲率半徑的彎曲面370形成於頂部區段之位置處。在圖5B至圖5D中所示之彎曲面330中,切晶刀片300之厚度朝著切晶刀片300之頂部區段變得較小。
在圖5E中所示之實例中,彎曲面370形成於兩個倒角區段350與360之間。另在此狀況下,並不會如圖5D之情況形成頂部區段340。在圖5F中所示之實例中,對置之側面310及320形成,頂面340設置於側面310與側面320之間,且倒角區段350及360形成於頂面340與側面310及320之間。此外,彎曲面352形成於倒角區段350與頂面340之間的拐角區段處,且彎曲面362形成於倒角區段360與頂面340之間的拐角區段處。
除非另有說明,根據實例之切晶刀片之尖端區段可僅具有楔形形狀而非圖5G中所示的尖端區段之矩形形狀並且可不具有頂面。此外,圖5B至圖5F中所示的根據實例之切晶刀片300之尖端區段具有相對於圖5D中所示之切晶刀片300之厚度之中心K線性地對稱的形狀。然而,除非另有說明,尖端區段並非始終需要具有線性對稱之形狀,且頂部區段(頂面)之位置可在切晶刀片300之厚度方向上偏離。
接下來,在具有在若干μm至十幾μm之範圍中之寬度的精細凹槽相互連通之情況,以下將描述為確認何種斷裂係由何種原
因引起而進行的模擬及實驗。
圖6A至圖6D、圖7及圖8係用於說明為掌握切晶刀片之尖端拐角區段之曲率半徑與施加至階梯形區段之應力之間的關係而進行之模擬及用於說明模擬之結果的視圖。圖6A展示用於模擬之切晶刀片302之實例。圖6A展示自切晶刀片302之旋轉方向檢視的尖端區段之截面形狀。如圖6A中所示,切晶刀片302之尖端區段具有側面310及320、具有恆定長度之頂面340及具有曲率半徑r且形成於頂面340與側面310及320之間的彎曲面330,且尖端區段經組構以使其對於與旋轉軸線正交之線為對稱。
圖6B展示在使用圖6A中所示的具有尖端形狀之切晶刀片302之情況下形成於半導體基板中之凹槽的形狀。如圖中所示,歸因於基板之正面側上之凹槽140之側面的位置與基板之背面側上之凹槽170的位置之間的差異,具有寬度Wt之階梯產生於正面側上之凹槽140的垂直側面與背面側上之凹槽170的垂直側面之間,且具有厚度T之屋簷形狀區域(亦即,階梯形區段400)係藉由此階梯形成。換言之,階梯形區段400為形成於正面側上之凹槽140及背面側上之凹槽170的連接區段處的階梯與半導體基板之正面之間的部分。
在此模擬中,當切晶刀片302中之彎曲面330之曲率半徑r(μm)變為r=0.5、r=2.5、r=5.0、r=7.5、r=10.0及r=12.5時,藉由模擬計算施加至階梯形區段400之應力的值。切晶刀片302之厚度為25μm。圖6C展示r=0.5下的尖端區段之形狀,且圖6D展示r=12.5下的尖端區段之形狀。圖6D中所示之尖端區段具有半圓形形狀,
其中尖端拐角區段之曲率半徑為切晶刀片302之厚度的1/2。待處理之基板為GaAs基板。正面側上之凹槽140之寬度為5μm,階梯形區段400之厚度T為40μm,且設定經進行以使得2mN之負載在自背面側上之凹槽170至基板之正面側的方向上施加至階梯形區段400。此外,模擬係在正面側上之凹槽140之寬度的中心與切晶刀片302之厚度的中心對準的狀態下進行。
圖7中所示之曲線圖展示模擬之結果且展示當尖端拐角區段之曲率半徑經改變時施加至階梯形區段400之應力的值的變化。在該曲線圖中,縱軸表示應力值[Mpa],且橫軸表示當使用圖6B中所示的正面側上之凹槽140之中心作為原點時的X座標。根據該曲線圖,在每一曲率半徑r中,應力隨著X座標變得更接近12.5μm而變得較大,亦即,應力隨著尖端拐角區段由背面上之凹槽170之中心變得接近於階梯形區段400之根側而變得較大。另外,可發現隨著曲率半徑r之值變得較大,施加至階梯形區段400之根側的應力降低且應力之上升變得更和緩。換言之,在用於此時所進行之模擬中的尖端形狀之範圍中,亦即,在尖端形狀具有小於圖6D中所示之半圓形尖端區段之漸縮程度之漸縮程度的情況下,最大應力出現在階梯形區段400之根側上。此外,在尖端形狀為如圖6D中所示之半圓形之情況下施加至階梯形區段400之根側的應力小於尖端形狀為圖6C中所示之幾乎矩形之情況下的應力。換言之,施加至階梯形區段400之根側的應力隨著漸縮程度較大而變得較小。此外,在尖端形狀為如圖6C中所示的幾乎矩形之情況下(例如,在r=0.5的情況下,在X座標一直到大致11μm之範圍中),應力小於曲率半徑r較大之情況下的應力。然而,在超過上述範圍之範圍中(亦即,在較接近根部之部分),應力突然變得較大,且已
發現,應力集中在X座標中接近於12.5μm之位置之部分處。
接下來,圖8展示橫軸上之曲率半徑與縱軸上之最大應力值之間的關係。在此曲線圖中,除圖7中所示之曲率半徑r之值外模擬並在r=25μm及r=50μm下執行,且亦包括並顯示模擬之結果。在曲率半徑r大於半圓形形狀之曲率半徑12.5(例如,25μm或50μm)的情況下,尖端形狀具有例如如圖5D中所示之較大漸縮程度。根據此曲線圖,隨著曲率半徑r較小,亦即,隨著尖端形狀更接近於矩形形狀,最大應力值變得較高,且最大應力視曲率半徑r之變化的改變程度亦突然地變得較大。相反地,最大應力值隨著曲率半徑r增加而降低,且最大應力視曲率半徑r之變化的改變程度變得較低。在12.5μm及50μm之曲率半徑範圍中,亦即,在楔形形狀不具有如圖6D及圖5D中所示之頂面的頂面之範圍中,可發現最大應力值之變化幾乎恆定。
半導體晶片如何被斷裂之機制將根據上述模擬之結果參看圖9A、圖9B、圖11A及圖11B加以描述。如圖9A中所示,在尖端區段具有如切晶刀片300A中之矩形形狀的情況下(在曲率半徑r之值很小的情況下),切晶刀片300A之頂面340在具有截口寬度Sb之凹槽170自半導體基板之背面形成時壓緊半導體基板。儘管由切晶刀片300A施加之力F完全施加至階梯形區段400,但假定施加至階梯形區段400之力F由於槓桿原理而集中於階梯形區段400之根側區域(根區域410)上。接著,當集中於根區域410上之應力超過晶圓之斷裂應力時,應力造成如圖9B中所示的階梯形區段400之根區域410之斷裂(剝落、開裂或撬剔)。若斷裂出現在階梯形區段400處,則用於階梯形區段400之切割的裕度M需要被確保;此意謂切割區域120之空間S
需要等於或大於裕度M。根據圖8中所示的模擬之結果,當將r=0.5之情況下的應力與r=12.5之情況下的應力進行比較時,在前一情況下施加至階梯形區段400之根區域410的應力係不同的,亦即,幾乎為後一情況下的四倍。這表示在曲率半徑r之值小於如圖5B及圖6D中所示的此半圓形尖端之曲率半徑的範圍中,亦即,在尖端形狀具有頂面的範圍中,施加至階梯形區段400之根區域410的應力視尖端拐角區段之曲率半徑r之值顯著地改變。在平行於基板之面的階梯形部分係藉由使用具有如圖5C、圖5F及圖5G中所示之頂面的該等頂面之尖端形狀形成的情況下,該實例中之「根區域」被假定為比平行於基板之面的階梯形部分之寬度Wh之1/2位置更接近於背面側上之凹槽170之垂直側面之側上的區域,該側面形成於正面側上之凹槽之兩側中之每一者上。圖6B展示寬度Wh與寬度Wt之間的關係。此外,在平行於基板之面的階梯形部分未形成的情況下,例如,在使用不具頂面之楔形尖端形狀(如在圖5B、圖5D及圖5E中所示之該等尖端形狀)的情況下,該區域被假定為:在切晶刀片在厚度方向上相等地分割在三個區域中的情況下,切晶刀片之中心區域之兩側中之每一者上的對應於切晶刀片之厚度之1/3的階梯形區段之區域。
圖10為說明當凹槽170係藉由根據圖5B中所示之實例的切晶刀片300形成時的應力對階梯形區段400之施加的截面圖。圖10展示切晶刀片300之尖端區段具有半圓形形狀的實例。在此情況下,凹槽170之形狀亦變為半圓形以便遵循尖端區段之形狀。結果是藉由切晶刀片300之尖端區段施加至階梯形區段400之力F在沿著凹槽之半圓形形狀之方向上分佈。因此,假定抑制應力集中於階梯形區段400之根區域410上而不同於圖9A中所示之情況,藉此階梯形區段
400之剝落及開裂會被抑制。
接下來,下文將說明凹槽寬度方向上的切晶刀片之位置偏差的量。圖11A及圖11B為說明形成於基板之正面上的正面側上之凹槽140之寬度Sa與藉由切晶刀片形成之凹槽170之截口寬度Sb之間的位置關係的視圖。截口寬度Sb之中心與正面側上之凹槽140之寬度Sa之中心一致係理想的。然而,實際上,歸因於製造時之變動,截口寬度Sb的中心偏離正面側上之凹槽140之寬度Sa的中心,如圖11B中所示。另外,由於位置偏差,左右階梯形區段400之寬度Wt之間會出現差異。此處假定正面側上之凹槽140之寬度Sa的中心與截口寬度Sb的中心之間的差異為位置偏差量Ds。製造時之變動係主要藉由製造條件判定,該等製造條件諸如所使用之製造裝置的定位精確度(包括對準標記及類似者之偵測精確度)及切晶刀片之變形程度(彎曲及翹曲之量)。
接下來,為掌握切晶刀片在凹槽寬度方向上之位置偏差量Ds與施加至階梯形區段400之應力之間的關係所進行之模擬及為掌握切晶刀片之截口寬度Sb與施加至階梯形區段400之應力之間的關係所進行之模擬將描述如下。在此等模擬中,Sb=25,Sb=20.4,Sb=15.8及Sb=11.2四種值係用來作為離切晶刀片之頂部區段12.5μm之位置處的截口寬度Sb(μm),當與正面側上之凹槽140的位置偏差量Ds(μm)變為Ds=0、Ds=2.5及Ds=7.5時的各別截口寬度處之應力值係藉由該等模擬計算。儘管用於此次的此等模擬之尖端形狀不同於有關圖6之模擬中所使用之尖端形狀,但此次的模擬與關於圖6A至圖6D之模
擬共同的是使用具有不同漸縮程度之複數個尖端形狀。待處理之基板為GaAs基板,切晶刀片之厚度設定成25μm,尖端拐角區段之曲率半徑中之每一者設定成r=5μm,半導體基板之正面側上之凹槽140之寬度Sa設定成r=5μm,且階梯形區段400之厚度T設定成40μm。此外,設定係以使得10mN之總負載在階梯形區段400及背面側上之凹槽170之側面的法線方向上施加而執行。納入背面側上之凹槽170之側面的負載係考慮到實際切割時的切晶刀片之水平方向上之振動。
圖12A至圖12D展示用於模擬中之四種截口寬度(對應於切晶刀片之尖端形狀)之情況下的位置偏差量Ds為零之狀態下的凹槽之形狀。圖12A展示Sb=25μm下之形狀,圖12B展示Sb=20.4μm下之形狀,圖12C展示Sb=15.8μm下之形狀,且圖12D展示Sb=11.2μm下之形狀。在每一形狀中,除彎曲面外的尖端拐角區段之面係直線的,且在圖12D中的Sb=11.2μm之情況下,頂部區段之區域處之曲率半徑設定成5μm,如圖中所示,以使得形狀不具有尖端拐角區段。
圖13展示關於位置偏差量Ds及截口寬度Sb對階梯形區段之影響的模擬之結果。縱軸表示施加至階梯形區段400之最大應力值,且橫軸表示截口寬度Sb。橫軸上之截口寬度Sb為離開切晶刀片之頂部區段12.5μm之位置處的寬度,且標示在位置偏差量Ds(μm)為Ds=0、Ds=2.5及Ds=7.5的情況下所獲得之結果。
如圖13之曲線圖中清楚地展示,可發現在每一截口寬度Sb中,施加至階梯形區段400之最大應力隨著凹槽寬度方向上的切晶刀片之位置偏差量Ds較大而變得較大。此外,儘管並未顯示在圖13中,最大應力是產生在其階梯形區段400之寬度Wt由於切晶刀片之位置偏差而較大之側上的根區域410中。假定這會發生是因為當位
置偏差量Ds變得較大時,較大應力容易根據槓桿原理施加至階梯變得較大之側上的階梯形區段400之根區域410。
此外,最大應力值在截口寬度Sb較窄之側(漸縮程度較大之側)上傾向於變得較小,且假定這會發生是因為用於壓緊階梯形區段400至基板之正面側的應力由於大漸縮程度而變得較弱,藉此應力幾乎不集中於階梯形區段400之根區域410上。再者,當截口寬度Sb很窄(Sb=11.2μm)且位置偏差量Ds大(Ds=7.5μm)時,可發現最大應力值產生所在之位置突然改變,且應力值(大致7.2)增加。假定這會發生是因為在切晶刀片具有寬截口寬度Sb(切晶刀片具有小漸縮程度)之情況下,用以施加應力至階梯形區段400的是一寬面,但在切晶刀片具有很窄截口寬度Sb(切晶刀片具有很大的漸縮程度)之情況下且在頂部區段(頂點)偏離半導體基板之正面側上之凹槽140之範圍的情況下,應力集中於楔形頂部區段(頂點)之區域上。儘管圖13中未展示,但根據模擬之結果,截口寬度Sb很窄(Sb=11.2μm)且位置偏差量Ds大(Ds=7.5μm)時的最大應力產生於頂部區段(頂點)之區域中,且藉由圖14中之P指示此位置。根據實例的「頂部區段之區域」為包括頂部區段且位於背面側上之凹槽之中心之側上的區域,而非階梯形區段400之根區域410。
圖15展示製備具有不同漸縮程度之複數個切晶刀片且切割實際基板的實驗之結果。在此實驗中,具有25μm之厚度的切晶刀片之尖端經處理以製備在尖端拐角區段處具有在1μm至23μm之範圍中之曲率半徑r且在離開頂部區段5μm之位置處具有在5μm及25
μm之範圍中之截口寬度的複數個切晶刀片。曲率半徑與截口寬度之特定組合展示於圖15中,且複數個切晶刀片係以使得漸縮程度幾乎相等地分佈而製備。此外,使用GaAs基板,正面側上之凹槽140之寬度設定成大致5μm,階梯形區段400之厚度T設定成大致40μm,且凹槽寬度方向上的切晶刀片之位置偏差量Ds設定成小於±7.5μm。由於切晶刀片之厚度為25μm,因此在尖端拐角區段之曲率半徑為12.5μm或更大之範圍中,尖端區段具有不具頂面之楔形形狀。另一方面,在曲率半徑小於12.5μm之範圍中,漸縮程度隨著曲率半徑較小而變得較小,且在曲率半徑為1μm之情況下,尖端區段具有幾乎矩形之尖端形狀。
圖15中之「o」標記指示階梯形區段400之斷裂被充分抑制且對應其之漸縮程度可用於大批生產過程,且「x」標記指示階梯形區段400之斷裂未被充分抑制且對應其之漸縮程度無法用於大批生產過程。在圖15中,不可用的範圍出現在漸縮程度小(曲率半徑r為8μm或更小)及漸縮程度大(曲率半徑r為22μm或更大)兩者之中,且漸縮程度適當之範圍存在於該兩個範圍之間。這基於以下原因。在漸縮程度小之範圍中,應力集中於階梯形區段400之根區域410上而階梯形區段400斷裂;在漸縮程度大之範圍中,應力集中於切晶刀片之頂部區段(頂點)之位置上而階梯形區段400斷裂,如上述之模擬之結果中所描述。可以說曲率半徑r為8μm或更小之範圍係階梯形區段由於漸縮程度小而斷裂之範圍,且曲率半徑r為22μm或更大之範圍係階梯形區段由於漸縮程度大而斷裂之範圍。
如圖8中所示之模擬之說明中所描述,階梯形區段400所承受之最大應力視尖端區段之漸縮程度而顯著改變。因此,可發現
即使斷裂出現在使用矩形尖端形狀或任何其他尖端形狀之情況下,藉由確定適當漸縮程度之範圍及藉由控制尖端形狀以使得漸縮程度設定在圖15中所示之實驗中所指示的範圍內,無須改變製造條件,亦即無須增加階梯形區段400之厚度T(加寬及深化正面側上之凹槽140之寬度)以使得階梯形區段之強度增加,階梯形區段之斷裂可被抑制至不導致大批生產過程中之問題的水準。
圖16展示為確認正面側上之凹槽之寬度的差異對階梯形區段之斷裂的影響及階梯形區段之厚度的差異對階梯形區段之斷裂的影響所進行的實驗之結果。在此實驗中,使用GaAs基板,階梯形區段400之厚度T設定成25μm及40μm,且使用在離開尖端區段5μm之位置處具有16.7μm之截口寬度的切晶刀片。接著,對於正面側上之凹槽140之每一寬度Sa且對於階梯形區段400之每一厚度T,為了可抑制階梯形區段400之斷裂及可將切晶刀片用於大批生產過程,對於切晶刀片在凹槽寬度方向上可允許之位置偏差的大小進行確認。圖16中之「A」至「D」指示自階梯形區段400之斷裂被充分抑制之結果所獲得的位置偏差量Ds之範圍。
例如,在階梯形區段之厚度T為25μm且正面側上之凹槽之寬度Sa為7.5μm之情況下,範圍為「B」,且這表示即使在切晶刀片在凹槽寬度方向上在±5μm至小於±7.5μm之範圍中偏離的情況下,階梯形區段400之斷裂被充分抑制且切晶刀片可用於大批生產過程,且亦表示在±7.5μm或更大之位置偏差的情況下,階梯形區段400之斷裂未被充分抑制。此外,在階梯形區段400之厚度T為45μm且
正面側上之凹槽之寬度Sa為5μm之情況下,範圍為「A」,且這表示即使在切晶刀片在凹槽寬度方向上偏離±7.5μm或更大之狀態下,階梯形區段400之斷裂被充分抑制且切晶刀片可用於大批生產過程。此外,在階梯形區段400之厚度T為25μm且正面側上之凹槽之寬度Sa為5μm之情況下,範圍為「D」,且這表示僅在切晶刀片在凹槽寬度方向上之偏差小於±3μm之情況下,階梯形區段400之斷裂被充分抑制,且在偏差為±3μm或更大之情況下,階梯形區段400之斷裂未被充分抑制。
圖16中所示的實驗之結果顯示隨著正面側上之凹槽140之寬度變大,階梯形區段400抵抗切晶刀片在凹槽寬度方向上之位置偏差時更為強固。換言之,階梯形區段400較不會由於來自切晶刀片之應力而斷裂,這是因為正面側上之凹槽140之寬度Sa較寬。假定這是因為槓桿原理幾乎不起作用,因為階梯形區段400之寬度Wt隨著正面側上之凹槽140之寬度Sa較寬而變得較窄。此外,結果顯示階梯形區段抵抗切晶刀片在凹槽寬度方向上之位置偏差時更為強固,這是因為階梯形區段400之厚度T較厚。換言之,由於階梯形區段400之厚度T較厚,階梯形區段400不大可能由於來自切晶刀片之應力而斷裂。這是因為抵抗應力之強度由於階梯形區段400之厚度T較厚而變得較高。
接下來,將基於上述的模擬及實驗之結果說明設計切晶刀片之尖端形狀之方法及製造半導體晶片之方法。除非另有說明,以下所述之各別實例係基於根據圖1中所示之實例之製造流程。
圖17為說明設計用於根據本發明之實例的製造半導體晶片之方法的切晶刀片之尖端形狀的方法的流程圖。圖17中之一系列步驟可使用實際半導體基板及實際切晶刀片進行或可使用模擬而不使用實際半導體基板及實際切晶刀片進行。
根據圖17之流程圖,首先,在S200,製備複數個切晶刀片,該複數個切晶刀片之尖端形狀之漸縮程度不同。例如,如在圖15中所示之實驗中,製備複數個切晶刀片且其漸縮程度以恆定間隔之差異而製作。作為一般切晶方法之完全切晶中所用的尖端形狀為如圖5G中所示者這樣的矩形形狀。因此,為了藉由使用具有此矩形形狀之切晶刀片來製備具有不同漸縮程度的複數個切晶刀片,具有此矩形形狀之切晶刀片需要預先處理。例如,取得具有矩形形狀的複數個切晶刀片且將之用於實際地切晶用於尖端處理之諸如擋片晶圓(dummy wafer)的部件,藉此因切割所致的尖端形狀處之磨損程度可僅針對每一切晶刀片而變得不同。使切晶刀片變尖之方法的細節將稍後描述。
在S200,可藉由自其他實體(其他人)獲取具有不同漸縮程度的複數個切晶刀片而非在內部處理尖端形狀來製備該複數個切晶刀片。此外,步驟S200可被當作製備將不同程度之應力施加至階梯形區段400之根區域410的複數個切晶刀片之步驟。再者,該等切晶刀片不需要一次集體地製備。例如,可使用以下方法。可首先製備具有單一種類之漸縮程度之切晶刀片,且流程中之製程可執行直至後述之S204,且可製備具有其他漸縮程度之切晶刀片,且接著流程中之製程可再次執行直至S204。此外,該複數個切晶刀片並非一定必須是分開的,可藉由逐漸改變單一切晶刀片之尖端形狀來製備具有不同漸縮程度的複數個切晶刀片。
實例中之「漸縮程度」係例如藉由切晶刀片之尖端拐角區段之曲率半徑、其頂部區段(頂點)之曲率半徑及離開頂部區段預定距離處的刀片之厚度判定。例如,漸縮程度由於尖端拐角區段之曲率半徑較大且頂部區段(頂點)之曲率半徑較小而變得較大。此外,由於漸縮程度隨離開頂部區段預定距離處的刀片之厚度較薄而變得較大,因此漸縮程度可與離開頂部區段預定距離處的刀片之厚度關聯。再者,在切晶刀片磨損且其尖端拐角區段之厚度變得較薄之情況下,漸縮程度亦變得較大。漸縮程度可與施加至階梯形區段400之根區域410之應力的程度關聯,且施加至階梯形區段400之根區域410之應力的程度隨漸縮程度較大而變得較小。除非另有說明,漸縮程度係指在從切晶刀片之頂部區段至對應於大致兩倍於切晶刀片之厚度之距離的範圍中的尖端側之形狀的漸縮程度。
接下來,在S202,為了確認使用在S200所製備之複數個切晶刀片之情況下的階梯形區段之斷裂的狀態,製備具有相同形狀之複數個凹槽的半導體基板,該等凹槽形成於正面側上且適於大批生產過程。正面側上之凹槽的間距可為用於大批生產過程的間距或可為不同間距。換言之,間距可僅被設定為使得大批生產過程中的階梯形區段之斷裂的狀態可針對每一漸縮程度予以估計。另外,在S202,在無凹槽形成之半導體基板的情況,半導體基板之製備可如圖1中之S104之情況藉由在基板之正面側上形成凹槽來進行,或是可從其他實體(其他人)獲取凹槽已形成之此半導體基板。「相同形狀」並不意謂該等形狀完全相同,而是意謂實質上相同之形狀,其具有在為了具有相同形狀而形成凹槽之情況下可能出現的誤差或類似者。
接下來,藉由使用在S200所製備的該複數個切晶刀片
中之每一者在S202所製備之半導體基板中形成背面側上之凹槽170。接著,確認在使用該複數個切晶刀片中之每一者的情況下的階梯形區段之斷裂之狀態。換言之,關於斷裂之狀態是否造成大批生產過程中的問題進行確認。使用顯微鏡或類似者來確認階梯形區段周圍之剝落、開裂等之存在及程度。背面側上之凹槽的形成及斷裂之狀態的確認應針對每一尖端形狀執行多次較佳,以便確定階梯形區段不會斷裂之漸縮程度(斷裂被抑制到切晶刀片可用於大批生產過程之程度的形狀)。此外,考慮到切晶刀片之位置的變動,較佳應在使階梯形區段容易斷裂的偏差條件下執行確認。於是,經由上述確認,每一切晶刀片之漸縮程度及對於階梯形區段是否由於漸縮程度而斷裂(漸縮程度是否可用於大批生產過程)之判定可如圖15中所示為例加以列出。
接下來,在S206,對於階梯形區段斷裂之漸縮程度及階梯形區段不斷裂之漸縮程度兩者是否包括於在S200所製備的複數個切晶刀片中進行組構。例如,在圖15之情況下,由於包括階梯形區段斷裂之漸縮程度及階梯形區段不斷裂之漸縮程度兩者,因此流程前進至S210。如上所述的包括兩個漸縮程度之情況意謂可指定出可用於大批生產過程之漸縮程度之範圍的至少部分及不可用於大批生產過程之漸縮程度之範圍的至少部分。例如,在階梯形區段於小漸縮程度下斷裂且階梯形區段於大漸縮程度下不斷裂的情況下,可假定小漸縮程度下之斷裂係由施加至階梯形區段之根區域之應力引起。因此,可以判斷小於小漸縮程度的漸縮程度之範圍係不可用範圍。此外,可以判斷至少階梯形區段不斷裂之漸縮程度係可使用之漸縮程度。相反地,在階梯形區段於大漸縮程度下斷裂且階梯形區段於小漸縮程度下不斷裂的情況下,可假定大漸縮程度下之斷裂係由應力在楔形頂部區段之區域
上的集中引起。因此,可以判斷大於大漸縮程度的漸縮程度之範圍係不可用範圍。此外,可以判斷至少階梯形區段不斷裂之漸縮程度可使用。在使用具有任意尖端形狀之切晶刀片之情況下,窄且淺的凹槽可導致階梯形區段之斷裂;如上所述,在S206,包括階梯形區段斷裂之漸縮程度及階梯形區段不斷裂之漸縮程度兩者的情況意謂可用於大批生產過程之漸縮程度之範圍的至少部分及不可用於大批生產過程之漸縮程度之範圍的至少部分可針對正面側上之窄且淺的凹槽而被指定。
另一方面,階梯形區段在S200所製備之切晶刀片的所有漸縮程度皆斷裂之情況意謂可用於大批生產過程之漸縮程度完全未被指定。因此,在此情況下,流程前進至S208。另外,在階梯形區段於所有漸縮程度皆不斷裂之情況下,製造條件可能不適當,例如,正面側上之凹槽係不必要地寬且深,因此階梯形區段之強度最終被設定成不必要地高。因此,在此情況下流程也前進至S208。
在S208,改變設計條件,諸如正面側上之凹槽140之形狀(寬度、深度等)。根據圖16中所示的實驗之結果,階梯形區段之強度變得較低且階梯形區段更容易斷裂,這是因為正面側上之凹槽140之深度較淺且正面側上之凹槽140之寬度Sa較窄。換言之,在階梯形區段於S200所製備的切晶刀片之所有漸縮程度皆斷裂的情況下,可假定正面側上之凹槽140過淺或過窄,因此階梯形區段之強度過於薄弱。故在此情況下,藉由改變正面側上之凹槽140之形狀而使得階梯形區段之強度較高。更具體言之,至少使得正面側上之凹槽140之寬度Sa較寬或該凹槽之深度較深。
另外,根據圖12及圖13中所示的模擬之結果,由於當背面側上之凹槽170形成時切晶刀片之尖端區段在凹槽寬度方向上的
位置精確度較低,階梯形區段更容易斷裂。因此,可改變對位置精確度施加影響之製造條件,以提高切晶刀片之尖端區段在凹槽寬度方向上的位置精確度。例如,現有切晶裝置可改為對於定位切晶刀片具有高精確度的切晶裝置。如上所述,改變該等條件,藉由改變至少正面側上之凹槽140之形狀或切晶刀片在凹槽寬度方向上的位置精確度,使階梯形區段之斷裂幾乎不會發生。
此外,在階梯形區段於S200所製備的切晶刀片之所有漸縮程度皆不斷裂的情況下,可假定正面側上之凹槽140不必要地寬且深,因此階梯形區段之強度被設定為不必要地高。在此情況下,可改變凹槽寬度為較窄的,藉此可增加能夠自單一半導體基板獲得的半導體晶片之數目。在使得凹槽寬度較窄之情況下,難以形成深凹槽,且階梯形區段之強度變得較弱。然而,如圖8中所示,應力視漸縮程度而顯著改變。因此,藉由指定適當漸縮程度,可形成背面側上之凹槽170而不導致正面側上之較窄且較淺的凹槽140之階梯形區段的斷裂。因此,在階梯形區段於S206所製備的切晶刀片之所有漸縮程度皆不斷裂的情況下,改變設計條件,以使得能夠自單一半導體基板獲得的半導體晶片之數目藉由使正面側上之凹槽140較窄(或較窄且較淺)而增加,且再次執行自S200之流程,且重複自S200至S208之流程直至流程達到S210。若凹槽140狹窄,則變得難以形成深凹槽,已加以說明。這是因為例如在正面側上之凹槽140係藉由乾式蝕刻形成之情況下,若該凹槽窄,則蝕刻氣體幾乎不會深入至該凹槽中,該凹槽之底部區段處的蝕刻之進行就被中斷,且在使用薄切晶刀片執行凹槽形成之情況下,刀片容易斷裂。
另外,例如在S200所製備的切晶刀片之種類的數目有
限且漸縮程度不平衡從而過大或過小的情況下,包括階梯形區段斷裂之漸縮程度及階梯形區段不斷裂之漸縮程度兩者的狀態在S206並非幾乎不發生。因此,在此情況下,設計條件可在S208改變,以使得在S200將製備的切晶刀片之尖端形狀的種類之數目增加。
如上所述,在S208改變設計條件,且再次執行自S200之流程。接著,重複自S200至S208之流程,直至流程達到S210。
在S210,從具有階梯形區段不斷裂之漸縮程度的尖端形狀中選擇供大批生產過程之用的切晶刀片之初始尖端形狀。此外,從待選擇之對象中排除階梯形區段斷裂之漸縮程度,以使得在大批生產時段中當然不使用該等漸縮程度。換言之,從待選擇之對象之範圍排除該等漸縮程度。然而,具有相同於已用於實驗之漸縮程度之漸縮程度的尖端形狀並非一定要被選擇作為用於大批生產過程之尖端形狀。有可能估計階梯形區段不斷裂的漸縮程度之範圍,並可選擇包括於該估計範圍中之漸縮程度。例如,在圖15中之實驗之結果中,可估計尖端拐角區段之曲率半徑r之範圍13μm至21μm對應於階梯形區段不斷裂的漸縮程度之範圍,而選擇對應於14.5μm或18.5μm之曲率半徑r的尖端形狀作為待用於大批生產過程之切晶刀片之初始尖端形狀,且執行控制以使得曲率半徑在大批生產時段中不偏離13μm至21μm之範圍。換言之,在階梯形區段不斷裂的漸縮程度之數目為複數個的情況下,該等程度之範圍可被估計為階梯形區段不斷裂之範圍,且僅可選擇具有包括於該範圍中之漸縮程度的尖端形狀。
在階梯形區段不斷裂之漸縮程度之範圍中,較佳地,應選擇具有小於該範圍之中心處之漸縮程度的漸縮程度之尖端形狀作為待用於大批生產過程之切晶刀片之初始尖端形狀。例如,根據圖15中
所示之實驗之結果,應選擇尖端拐角區段之曲率半徑r在13μm至17μm之範圍中的尖端形狀,而非選擇曲率半徑r在17μm至21μm之範圍中的尖端形狀。漸縮程度小的狀態係尖端區段磨損不會大於具有大漸縮程度之尖端區段的狀態;換言之,具有小漸縮程度之切晶刀片之壽命更長。此外,在使用具有一般矩形形狀之切晶刀片且切晶刀片之尖端形狀會被處理之情況下,將尖端形狀預先形成為具有所要漸縮程度之形狀所需的時間可減少。
再者,在階梯形區段斷裂之漸縮程度存在於該漸縮程度大於階梯形區段不斷裂之漸縮程度之側上的情況下,較佳應在大批生產過程中執行控制,以使得切晶刀片之尖端區段不會隨著切晶刀片之尖端區段之磨損增加而形成具有這樣的漸縮程度之形狀。例如,在圖15中,階梯形區段斷裂之漸縮程度(亦即,曲率半徑在22μm至23μm之範圍中)存在於尖端拐角區段之曲率半徑大於對應於階梯形區段斷裂之漸縮程度的13μm至21μm之範圍之側上(超出21μm之範圍)。因此,在圖15中所示之實驗之結果的情況下,較佳應在大批生產過程執行控制,以使得尖端拐角區段之曲率半徑隨著切晶刀片之尖端區段之磨損增加不會超過21μm。更具體言之,在漸縮程度達到此漸縮程度之前,較佳應停止切晶刀片之使用且應替換切晶刀片。應注意在實例中之「替換」不僅意謂以完全獨立的切晶刀片替換該切晶刀片,而且意謂再處理(修整)同一切晶刀片之尖端形狀。
用於設計根據實例之切晶刀片之尖端形狀之方法的流程已在上文描述。利用此設計方法,當決定用於大批生產過程之切晶刀片之尖端形狀時,有可能在大批生產過程中採用具有比不考慮尖端形狀之漸縮程度與半導體晶片之斷裂之間的關係而判定之深度淺的深
度之正面側上的凹槽140。傳統上,在具有若干μm至十幾μm之寬度之精細凹槽相互連通的情況下,並不清楚地知道何種斷裂係由何種原因所引起。因此,在實際大批生產過程中,難以採用圖1中所示之製造過程。另外,若嘗試採用圖1中所示之製造過程,則正面側上之凹槽變得不必要地寬且深。另一方面,在設計根據實例之切晶刀片之尖端形狀之方法的情況下,會注意到階梯形區段承受之應力如圖7及圖8中所示依漸縮程度而顯著改變的事實,而在圖17中之S200製備具有不同漸縮程度的複數個切晶刀片。此外,在圖17中之S206,僅在階梯形區段斷裂之漸縮程度及階梯形區段不斷裂之漸縮程度兩者均包括的情況下,執行尖端形狀之選擇。因此,在大批生產過程中可採用正面側上的較窄且較淺之凹槽140,儘管該設計所需之時間及工作量大於在使用具有任意尖端形狀之切晶刀片的情況下所需之時間及工作量。
接下來,將在下文描述在圖17中之S200製備具有不同漸縮程度的複數個切晶刀片之具體方法。首先,可使用鑽石刀片或整合鑽石刀片及鋁基板於其中之刀片作為用於切割例如GaAs化合物半導體之切晶刀片。大致上,市售之此等切晶刀片之尖端係例如形成為在尖端區段處不具有彎曲面之矩形形狀,如圖5G中所示。出於此原因,在此切晶刀片具有矩形形狀而不具有所要形狀之情況下,此切晶刀片之尖端區段需要進行處理。
此處理包括以下步驟。也就是說,例如取得市售之切晶刀片,並選擇用於處理所取得之切晶刀片之尖端區段的材料。例如,由Si、SiC或另一化合物半導體材料製成之基板可被選擇作為用於處理用途之材料。亦得使用其他材料,只要它們可將尖端區段處理成所要形狀。
接下來,使用切晶刀片重複被處理之半導體基板之切割,尖端區段因此磨損而形成為所要形狀。可適當地選擇被處理基板與切晶刀片形成之角度、切晶刀片之旋轉速度、研磨時間、拋光劑...等以獲得所要的彎曲面。如上所述,在切晶步驟之前,使用為了處理尖端區段而製備的用於處理用途之材料將切晶刀片形成為所要的楔形形狀。利用此種方法,即使是用於一般完全切晶之矩形形狀切晶刀片亦可共同用來作為在圖17中之S200所製備之切晶刀片。
接下來,在圖17中之S200應製備何種漸縮程度的細節將予以說明如下。
作為第一模式,較佳應包括比具有半圓形尖端區段之切晶刀片漸縮更多的至少一種切晶刀片。換言之,較佳應包括具有產生於階梯形區段之根區域中之最大應力小於具有半圓形尖端區段之切晶刀片中之最大應力的漸縮程度的至少一種切晶刀片。如圖8中清楚地展示,最大應力在尖端區段比半圓形尖端區段漸縮更多之範圍(r大於12.5μm)中的低位準處飽和。換言之,對於階梯形區段在接近於施加至根區域之最大應力藉由製備具有包括於該範圍中之漸縮程度的至少一種切晶刀片而變得最小之條件的條件下是否斷裂,可進行確認。此外,例如,在階梯形區段斷裂之情況下,在S208可輕易地判斷正面側上之凹槽140之寬度及深度需要改變以使得階梯形區段幾乎不會斷裂,而非改變設計條件以使得所製備的尖端形狀之種類之數目增加。
作為第二模式,較佳除具有比半圓形尖端區段漸縮更多之尖端區段的切晶刀片之外,亦應包括具有比半圓形尖端區段漸縮少之尖端區段的切晶刀片。換言之,較佳應包括具有產生於階梯形區段之根區域中之最大應力小於具有半圓形尖端區段之切晶刀片中之最大
應力的漸縮程度的切晶刀片及具有最大應力較大之漸縮程度的切晶刀片兩者。如圖8中清楚地展示,最大應力在尖端區段比半圓形尖端區段漸縮更多之範圍(r大於12.5μm)中的低位準處飽和。另一方面,最大應力之變化在尖端區段比半圓形尖端區段漸縮少的範圍(r為12.5μm或更小)中很大。換言之,在製備具有包括於各個範圍中之漸縮程度之切晶刀片的情況下,切晶刀片非常可能具有階梯形區段斷裂之漸縮程度且亦具有階梯形區段不斷裂之漸縮程度。因此,流程輕易地自圖17中之S206前進至圖17中之S210。換言之,有助於尖端形狀之選擇。
作為第三模式,較佳應包括具有小於具有半圓形尖端區段之切割區段之漸縮程度的漸縮程度的複數個切晶刀片。換言之,較佳應包括具有大於產生於具有半圓形尖端區段之切晶刀片中之應力的應力產生於階梯形區段之根區域中之漸縮程度的複數個切晶刀片。如圖8中清楚地展示,在大於產生於具有半圓形尖端區段之切晶刀片中之應力的應力產生於階梯形區段之根區域中的範圍(r小於12.5μm)中,最大應力相對於漸縮程度之變化大於漸縮程度變得大於該範圍中之漸縮程度的範圍(r為12.5μm或更大)中的變化。因此,在製備最大應力之變化很大之範圍內的複數個切晶刀片的情況下,有助於對階梯形區段即使在漸縮程度減小之情況下是否不斷裂的確認。
作為第四模式,較佳應包括具有小於具有半圓形尖端區段之切割區段之漸縮程度的漸縮程度的三種或更多切晶刀片。換言之,較佳應包括具有大於產生於具有半圓形尖端區段之切晶刀片中之應力的應力產生於階梯形區段之根區域中之漸縮程度的至少三種切晶刀片。如圖8中清楚地展示,在大於產生於具有半圓形尖端區段之切晶刀片中之應力的應力產生於階梯形區段之根區域中的範圍(r為12.5
μm或更小)中,最大應力之變化大,且應力變化並非線性地而是非線性地。因此,在使用應力非線性地改變之範圍內的至少三種切晶刀片的情況下,與使用兩種切晶刀片之情況相比,有助於對階梯形區段即使在漸縮程度減小之情況下是否不斷裂的確認。
作為第五模式,較佳為被製備之切晶刀片應包括一切晶刀片,其具有在頂部區段處無頂面之楔形尖端形狀,且具有在當背面側上之凹槽形成時切晶刀片之頂部區段在凹槽寬度方向上之位置遠離正面側上之凹槽之寬度的情況下最大應力產生於遠離正面側上之凹槽之寬度的頂部區段之區域中的漸縮程度。除非包括此種切晶刀片,否則在頂部區段在凹槽寬度方向上之位置變得遠離正面側上之凹槽之寬度的情況下,完全無法進行對於階梯形區段即使在漸縮程度增加之情況下並不會斷裂的確認。此外,在包括複數個此等切晶刀片之情況下,與使用僅一種切晶刀片之情況相比,有助於對階梯形區段即使在漸縮程度增加之情況下並不會斷裂的確認。在已知切晶刀片之頂部區段並不會變得遠離正面側上之凹槽之寬度的情況下,並不需要包括此種切晶刀片。
作為第六模式,較佳應製備漸縮程度如圖15中所示以幾乎相等間隔設置的切晶刀片。此外,儘管在圖17中之S200需要製備具有至少兩種漸縮程度之切晶刀片,但為了在正面側上使用較窄且較淺之凹槽,較佳應如圖15中所示地製備具有儘可能多種類之漸縮程度的切晶刀片。
接下來,將在下文描述切晶刀片之尖端區段在凹槽寬度方向上之變動範圍與正面側上之凹槽140之寬度Sa之間的關係,且亦將在下文描述設計切晶刀片之尖端形狀之方法及基於該關係製造半導體晶片之方法。切晶刀片之尖端區段在凹槽寬度方向上之變動範圍係切晶刀片之尖端區段之位置由於大批生產時段中的製造之差異在凹槽寬度方向上變化的範圍。該範圍藉由製造條件判定,該等製造條件包括例如所使用之製造裝置之定位精確度及切晶刀片之變形程度(彎曲及翹曲之量)。此外,製造裝置之定位精確度包括用於偵測對準標記及其類似物之攝影機或類似者的偵測精確度且亦包括當沿著複數條線執行切割時逐漸累積之精確度。切晶刀片之彎曲及翹曲將視切晶刀片之厚度、固定切晶刀片的面之精確度及固定之方法、切割期間之應力、裝置之旋轉速度等而發生。
如參照圖13所述,在具有很大漸縮程度之切晶刀片中,在不具頂面之楔形頂部區段於凹槽寬度方向上遠離半導體基板之正面側上之凹槽140之範圍的情況下,應力可集中於頂部區段之區域上且階梯形區段在有些情況下會斷裂。換言之,在使用具有應力集中於不具頂面之楔形頂部區段之區域上的漸縮程度之切晶刀片的情況下,較佳應決定切晶刀片之尖端形狀、正面側上之凹槽140之形狀(寬度及深度)...等而使得即使頂部區段處於頂部區段遠離半導體基板之正面側上之凹槽140在凹槽寬度方向上之範圍的製造條件與正面側上之凹槽140之寬度之間的關係中,階梯形區段亦不斷裂。
另一方面,即使在具有很大漸縮程度之切晶刀片中,施加至階梯形區段之應力在其頂部區段並不因製造之差異而變得遠離正
面側上之凹槽140之寬度的製造條件之情況下並不突然改變。換言之,在不具頂面之楔形頂部區段包括於正面側上之凹槽140之寬度中的製造條件之情況下,即使在漸縮程度很大(亦即,圖15中所示的尖端拐角區段之曲率半徑為例如22μm或23μm)的情況下,階梯形區段亦不斷裂。相反地,施加至階梯形區段之最大應力變得較小,這是因為切晶刀片之漸縮程度較大。因此,出於使最大應力較小之觀點,具有大漸縮程度之切晶刀片係較佳的。
此外,由於不具頂面之楔形頂部區段通常形成於切晶刀片之厚度之中心處,不具頂面之楔形頂部區段並不變得遠離正面側上之凹槽140之寬度的製造條件可是說是切晶刀片之厚度之中心在凹槽寬度方向上之變動範圍包括於正面側上之凹槽140之寬度中的製造條件。然而,在一些情況下,歸因於視當尖端形狀預先經處理時的條件而定的部分磨損及實際製造過程中之磨損狀態,不具頂面之楔形頂部區段可能會變得遠離切晶刀片之厚度之中心。換言之,不具頂面之楔形頂部區段之位置與切晶刀片之厚度之中心彼此並不始終一致。
出於精確度之觀點,考量頂部區段之實際位置是否變得遠離正面側上之凹槽140之寬度係較佳的。然而,由於頂部區段通常形成於如上所述的切晶刀片之厚度之中心處,因此在考慮切晶刀片之厚度之中心位置的情況下,與什麼都不考慮的情況相比,階梯形區段之意外斷裂會被抑制。不管上述差異,由於階梯形區段之意外斷裂被類似地抑制,因此根據實例的「切晶刀片之厚度之中心在凹槽寬度方向上之變動範圍包括於正面側上之凹槽140之寬度中(或變得遠離正面側上之凹槽140之寬度)的製造條件」可被當作「不具頂面之楔形頂部區段在凹槽寬度方向上之變動範圍包括於正面側上之凹槽140之寬度
中(或變得遠離正面側上之凹槽140之寬度)的製造條件」,除非另有說明且在技術上不存在矛盾。
在此實例中,實例中之術語「包括」亦包括頂部區段之位置與凹槽寬度完全一致的情況。另外,關於在凹槽寬度方向上切晶刀片之頂部區段之變動範圍或尖端區段之厚度之中心是否包括在正面側上之凹槽140之寬度中係依遠離寬度之狀態是否由於包括大批生產時段中之時間推移的因素之因素而出現來判斷。頂部區段或厚度之中心的變動範圍係藉由例如包括如上述所使用之製造裝置之位置精確度及切晶刀片之變形程度(彎曲及翹曲之量)而判定。然而,為了掌握切晶刀片之彎曲及翹曲量之目的,該等量需要經由實際實驗或類似者來掌握,而這需要時間及工作量。另一方面,根據目錄或類似者中所描述之規格或類似者,製造裝置之位置精確度可相對容易掌握。因此,在未掌握彎曲及翹曲之量的情況下,例如在難以掌握彎曲及翹曲之量的情況下,可能僅考慮製造裝置之位置精確度。換言之,在實例中,可視條件進行關於所使用之製造裝置之位置精確度之範圍是否包括於正面側上之凹槽140之寬度中的判斷,而非對於頂部區段之變動範圍或切晶刀片之尖端區段之厚度之中心是否包括於凹槽140之寬度中的判斷條件。在此情況下,如上所述,所使用之產品的目錄或類似者中所描述之值可被用來作為製造裝置之位置精確度之範圍。然而,在目錄或類似者中未描述規格或規格無法從製造商取得的情況下,需要進行實際量測。在此情況下,考慮到環境條件及其他條件,實際量測將進行多次,精確度之平均值及標準差係基於量測之結果計算,且藉由將標準差之三倍值(3標準差)至四倍值(4標準差)之範圍中的值加至平均值所獲得之值會被設定為製造裝置之位置精確度之範圍。在位置精確
度取決於複數個裝置之精確度位準的情況下,則使用各別裝置之精確度位準之平方平均值。
關於對頂部區段是否包括於正面側上之凹槽140之寬度中的判斷所需的正面側上之凹槽之寬度,在正面側上之凹槽之寬度並非如稍後所述之圖27A至圖27D中所示恆定的情況下,自正面側上之凹槽之底部區段的位置至切晶刀片之頂部區段到達的位置的最大寬度可用來作為寬度。例如,在難以進行對於頂部區段是否包括於正面側上之凹槽140之寬度中之判斷及無法進行判斷的情況下,即使採用了應該包括頂部區段之一實例或應該未包括頂部區段(遠離寬度)的另一實例中之任一者,亦假定其間的階梯形區段處之斷裂程度並無顯著之差異。因此,可僅任意地選擇其中之任一者。
接下來,將基於切晶刀片在凹槽寬度方向上之位置與正面側上之凹槽140之寬度之間的關係來描述設計切晶刀片之尖端形狀之方法及製造半導體晶片之方法。首先說明切晶刀片之厚度之中心在凹槽寬度方向上之變動範圍包括於正面側上之凹槽140之寬度中的製造條件中的例示性具體例。
作為第一模式,在切晶刀片之厚度之中心在凹槽寬度方向上之變動範圍包括於正面側上之凹槽140之寬度中的製造條件中,可如下所述地設計切晶刀片之尖端形狀。例如,當切晶刀片之尖端形狀係根據圖7中所示之流程設計時,不需要在S200製備具有很大漸縮程度之切晶刀片。基於圖8中所示之模擬之結果,在25μm或更大之曲率半徑r之範圍中,最大應力僅變化0.1MPa。因此,製備具有尖端
拐角區段之曲率半徑為25μm或更大(尖端拐角區段之曲率半徑不小於切晶刀片之厚度)的漸縮程度之切晶刀片幾乎無意義。換言之,待製備的複數個切晶刀片可僅包括具有大於藉由不小於切晶刀片之厚度的尖端拐角區段之曲率半徑產生之應力的應力產生於階梯形區段之根區域中之漸縮程度的至少一切晶刀片。具有小於產生於階梯形區段之根區域中之應力的應力之漸縮程度的切晶刀片可不被包括在內。
作為第二模式,在切晶刀片之厚度之中心在凹槽寬度方向上之變動範圍包括於正面側上之凹槽140之寬度中的製造條件中,可使用如下所述之製造方法來製造半導體晶片。在圖17中所示之流程中確認階梯形區段因切晶刀片之尖端形狀之漸縮程度小而斷裂的漸縮程度之範圍。使用具有具備大於包括於此範圍中之漸縮程度的漸縮程度之尖端形狀的切晶刀片。相反地,不使用具有具備小於包括於此範圍中之漸縮程度的漸縮程度之尖端形狀的切晶刀片。這是因為在切晶刀片之厚度之中心包括於正面側上之凹槽140之寬度中的製造條件中,即使漸縮程度大,施加至階梯形區段之應力亦不會突然改變,不同於如圖13中所示之截口寬度很窄(Sb=11.2)且位置偏差量Ds大(Ds=7.5μm)的情況,藉此在設計中可僅考慮漸縮程度較小之側上的範圍。
根據圖15,階梯形區段由於小漸縮程度而斷裂的漸縮程度之範圍係尖端拐角區段之曲率半徑不大於8μm的範圍。另外,在切晶刀片之厚度之中心在凹槽寬度方向上之變動範圍包括於正面側上之凹槽140之寬度中的製造條件中,在階梯形區段由於背面側上之凹槽形成而斷裂的情況下,此意謂對階梯形區段之根區域的應力太大。因此,在階梯形區段由於使用具有某一漸縮程度之切晶刀片形成背面側上之凹槽而斷裂之情況下,可單純地不使用具有小於該漸縮程度之漸
縮程度的切晶刀片。
作為第三模式,在切晶刀片之厚度之中心在凹槽寬度方向上之變動範圍包括於正面側上之凹槽140之寬度中的製造條件中,使用具有比具有如圖6D中所示在切割時作為初始尖端形狀之此半圓形尖端區段的切晶刀片之形狀漸縮更多之形狀的切晶刀片。如圖8中清楚地展示,在漸縮程度小於半圓形尖端區段(r=12.5μm)之漸縮程度的範圍(r<12.5μm)中,在漸縮程度改變之情況下,最大應力顯著地改變。另一方面,在漸縮程度大於半圓形尖端區段之漸縮程度的範圍(r>12.5μm)中,最大應力在低位準下飽和。當假定比具有半圓形形狀之尖端區段漸縮更多之尖端形狀係切割時的初始尖端形狀時,在大批生產時段中對階梯形區段之應力在低位準下被抑制的狀態即使在切晶刀片之後磨損的情況下可被維持。此外,在應力在低位準下飽和之區域的形狀形成為初始尖端形狀的情況下,施加至階梯形區段之應力之變化可被抑制且較窄且較淺的凹槽可更輕易地在正面側上被採用,即使是在製備具有初始形狀之切晶刀片時尖端形狀變動的情況下。與使用具有小於半圓形尖端區段之漸縮程度的漸縮程度之尖端形狀作為初始尖端形狀之情況相比,結果是階梯形區段之斷裂被抑制。
具有比具有半圓形尖端區段之切晶刀片漸縮更多之形狀的切晶刀片可藉由如圖17中之S200所述地處理矩形切晶刀片來製備或可藉由自其他實體(其他人)取得此切晶刀片而非在內部執行製程來製備。此外,可進行關於切晶刀片之厚度之中心在凹槽寬度方向上之變動範圍是否包括於正面側上之凹槽之寬度中的確認,且在該範圍包括於該寬度中的情況下,可進行判定以例如使用預先具有比在切割時具有作為初始尖端形狀之半圓形尖端區段之切晶刀片之形狀漸縮更
多之形狀的切晶刀片。
作為第四模式,在切晶刀片之厚度之中心在凹槽寬度方向上之變動範圍包括於正面側上之凹槽140之寬度中的製造條件中,可藉由使用如下所述之製造方法來製造半導體晶片。例如,在階梯形區段具有一強度以使得該階梯形區段在使用自旋轉方向看截面為矩形尖端形狀的切晶刀片之情況下斷裂的情況下,使用具有具備大於階梯形區段斷裂之漸縮程度之範圍的漸縮程度之尖端形狀的切晶刀片以形成背面側上之凹槽170。換言之,在如上所述這樣的情況下,使用具有漸縮以使得等於或大於能夠使階梯形區段斷裂之應力的應力不施加至階梯形區段之根區域的尖端形狀的切晶刀片形成背面側上之凹槽170。以此等製造條件,即使正面側上的凹槽之形狀窄而淺的程度可能使階梯形區段在使用通常且頻繁使用之矩形切晶刀片之情況下斷裂,可對半導體基板切晶以使得半導體晶片之階梯形區段並不會從切晶刀片施加之應力而斷裂。
如圖8中清楚地展示,由階梯形區段承受之應力視尖端區段之漸縮程度而改變四次或四次以上。因此,此例示性具體例係基於兩個發現:一個發現為即使正面側上之凹槽形狀狹窄而淺至階梯形區段在使用具有矩形尖端形狀之切晶刀片的情況下可能斷裂的程度,仍存在階梯形區段不斷裂之漸縮程度,且另一發現為即使漸縮程度在切晶刀片之厚度之中心在凹槽寬度方向上之範圍包括於正面側上之凹槽140之寬度中的製造條件下變得較大,施加至階梯形區段之應力並不會突然改變。
藉由使用具有比半圓形尖端區段漸縮更多之尖端區段的切晶刀片或藉由使用具有小於半圓形尖端區段所產生之應力的應力
產生於階梯形區段之根區域中的漸縮程度的切晶刀片,可使用施加至階梯形區段之應力在低位準下飽和之區域。因此,該等切晶刀片之使用從應力之觀點是較佳的。
上文已描述切晶刀片之厚度之中心在凹槽寬度方向上之變動範圍包括於正面側上之凹槽140之寬度中的製造條件中的例示性具體例。接下來,將在下文描述切晶刀片之厚度之中心在凹槽寬度方向上之變動範圍變得遠離正面側上之凹槽140之寬度的製造條件中的例示性具體例。
首先,作為第一模式,在使用具有在頂部區段處不具頂面之楔形尖端形狀的切晶刀片且頂部區段在凹槽寬度方向上之變動範圍變得遠離正面側上之凹槽之寬度的製造條件中,可藉由使用下文所描述之製造方法來製造半導體晶片。例如,使用切晶刀片形成背面側上之凹槽且其尖端形狀具有之漸縮程度小於最大應力施加在頂部區段之區域處而階梯形區段斷裂之漸縮程度的範圍。換言之,在大批生產時段中使用具有如上所述之形狀的形狀之切晶刀片。
利用此種製造方法,即使在不具頂面之楔形頂部區段在凹槽寬度方向上之變動範圍變得遠離正面側上之凹槽寬度的製造條件中,有可能避免無意中使用之切晶刀片具有最大應力會施加在頂部區段之區域處而階梯形區段最終可能斷裂之漸縮程度的情境。結果是意外的斷裂可被抑制,與使用具有最大應力施加在頂部區段之區域處而階梯形區段斷裂之尖端形狀的切晶刀片的情況相比,階梯形區段之斷裂可藉此被有效地抑制。在最大應力施加至階梯形區段的漸縮程度之
範圍需要確認的情況下,可例如藉由執行如圖12及圖13中所示之此等應力模擬或藉由實際上形成背面側上之凹槽及藉由檢查其斷裂之狀態來進行該確認。在凹槽實際形成於背面側上且斷裂之狀態經確認的情況下,例如,在凹槽為了正面側上之窄而淺的凹槽而實際形成於背面側上的情況下,且在階梯形區段斷裂之情況下,可僅進行關於斷裂是否已出現在頂部區段之區域或根區域處的確認。
作為第二模式,在使用具有在頂部區段處不具頂面之楔形尖端形狀的切晶刀片且頂部區段在凹槽寬度方向上之變動範圍變得遠離正面側上之凹槽之寬度的製造條件中,在漸縮程度變得在最大應力施加於頂部區段之區域處且階梯形區段斷裂(歸因於切晶刀片之磨損)的漸縮程度之範圍中之前替換切晶刀片。利用此方法,避免最大應力因切晶刀片之磨損而出現在頂部區段之區域處所造成的階梯形區段之斷裂。此外,在使用此種製造方法之情況下,藉由使用圖17中所示之設計方法,可能使用具有在每一頂部區段在凹槽寬度方向上之位置變得遠離正面側上之凹槽寬度的狀態下具備不同漸縮程度之尖端形狀的複數個切晶刀片形成背面側上之凹槽根據背面側上之凹槽之形成之結果確認可使用之漸縮程度及不應使用之漸縮程度、以及在漸縮程度達到從確認之結果獲得之漸縮程度之前替換該切晶刀片且不應使用該切晶刀片。
作為第三模式,在使用具有在頂部區段處不具頂面之楔形尖端形狀的切晶刀片且頂部區段在凹槽寬度方向上之變動範圍變得遠離正面側上之凹槽之寬度的製造條件中,可藉由使用下文所描述之製造方法來製造半導體晶片。例如,在使用具有不具頂面之楔形尖端形狀的切晶刀片之製造條件中以及在切晶刀片具有當頂部區段在凹槽
寬度方向上之位置變得遠離正面側上之凹槽時最大應力施加至頂部區段之區域處的階梯形區段的漸縮程度之製造條件中,製造係在正面側上之凹槽之形狀(寬度及深度)及頂部區段達到之深度經設定以使得階梯形區段不因當頂部區段在凹槽寬度方向上之位置變得遠離正面側上之凹槽寬度時的最大應力而斷裂的條件中進行。利用此種製造方法,在切晶刀片之頂部區段在凹槽寬度方向上之位置變得遠離正面側上之凹槽寬度的製造條件中,即使在無意中使用具有最大應力施加至頂部區段之區域處的階梯形區段之尖端形狀的切晶刀片之情況下,階梯形區段之斷裂會被抑制。若上述設定尚未進行,則在切晶刀片之頂部區段在凹槽寬度方向上之位置變得遠離正面側上之凹槽寬度的情況下,意外的斷裂可能出現。由於階梯形區段之形狀係藉由正面側上之凹槽之形狀(寬度及深度)及頂部區段到達之深度而判定且階梯形區段之強度係藉由階梯形區段之形狀而判定,可假定階梯形區段之強度係藉由設定正面側上之凹槽之形狀(寬度及深度)及頂部區段到達之深度而設定。
作為第四模式,在使用具有在頂部區段處不具頂面之楔形尖端形狀的切晶刀片且頂部區段在凹槽寬度方向上之變動範圍變得遠離正面側上之凹槽之寬度的製造條件中,可藉由使用下文所描述之製造方法來製造半導體晶片。例如,在尖端區段磨損從而具有在切晶刀片之使用時段期間最大應力施加至頂部區段之區域中之階梯形區段的漸縮程度之情況下,製造係在正面側上之凹槽之形狀及頂部區段到達之深度經設定以使得階梯形區段並不因最大應力而斷裂的條件中進行。利用此種製造方法,在切晶刀片之頂部區段在凹槽寬度方向上之位置變得遠離正面側上之凹槽寬度的製造條件中,即使在無意中使用
具有最大應力施加至頂部區段之區域處的階梯形區段之尖端形狀的切晶刀片之情況下,階梯形區段之斷裂會被抑制。若未執行上述設定,則意外的斷裂可能出現。
作為第五模式,在切晶刀片之厚度之中心在凹槽寬度方向上之變動範圍變得遠離正面側上之凹槽140之寬度的製造條件中,可藉由使用下文所描述之製造方法來製造半導體晶片。例如,在切晶刀片之厚度之中心在凹槽寬度方向上之變動範圍變得遠離正面側上之凹槽之寬度的製造條件中,可僅藉由確認階梯形區段由於切晶刀片之尖端形狀之漸縮程度小而斷裂的漸縮程度之範圍及階梯形區段由於切晶刀片之尖端形狀之漸縮程度大而斷裂的漸縮程度之範圍兩者(如圖15中所示的實驗之結果中所指示)並接著藉由使用具有包括於上述兩個範圍之間的漸縮程度之範圍中之漸縮程度的尖端形狀形成背面側上之凹槽而製造半導體晶片。
這樣做的原因在於,切晶刀片之尖端形狀在未確認階梯形區段由於切晶刀片之尖端形狀之大漸縮程度而斷裂的漸縮程度之範圍的情況下被判定而不顧切晶刀片之厚度之中心在凹槽寬度方向上之變動範圍變得遠離正面側上之凹槽140之寬度的製造條件,意外的斷裂可能發生。此外,在最大應力產生於階梯形區段之根區域中的漸縮程度之範圍及最大應力產生於頂部區段之區域中的漸縮程度之範圍包括於該兩個範圍之間的範圍中的情況下,背面側上之凹槽較佳應使用具有具備包括於最大應力產生於階梯形區段之根區域中的漸縮程度之範圍中的漸縮程度之尖端形狀的切割構件加以形成。這是因為切割構件之壽命變得較長,其量對應於與使用具有具備包括於最大應力產生於階梯形區段之根區域中的漸縮程度之範圍中之漸縮程度的尖端形狀
之切割構件之情況相比減少的漸縮程度。
接下來,將在下文描述考慮到正面側上之凹槽之寬度與切晶刀片之頂部區段(或厚度方向中心)在凹槽寬度方向上之變動範圍之間的關係的設定正面側上之凹槽之寬度的方法及設定製造條件的方法。
圖18為說明根據本發明之實例的設定正面側上之凹槽之寬度的方法的視圖。首先,在S300,確認切晶刀片之厚度方向中心在凹槽寬度方向上之變動範圍。例如,以藉由參考產品目錄或透過實際量測進行之確認來掌握切晶刀片之厚度方向中心在凹槽寬度方向上之變動範圍。接下來,在S310,判定正面側上之凹槽之寬度為包括於在S300所確認之變動範圍中之一寬度。接著形成具有此寬度之凹槽。利用此種設定方法,不同於如圖13中所示的截口寬度很窄(Sb=11.2)且位置偏差量Ds大(Ds=7.5μm)之情況,應力不會集中於頂部區段之區域上且階梯形區段之斷裂會被抑制。凹槽寬度之「設定」包括凹槽寬度之判定及具有該凹槽寬度之凹槽在實際基板中的形成。
此外,在圖18中之S300,在使用具有不具頂面之楔形頂部區段之切晶刀片的情況下,頂部區段在凹槽寬度方向上之變動範圍可被確認,且正面側上之凹槽之寬度可被判定為包括該範圍。此外,所使用之製造裝置之位置精確度之範圍可被確認且正面側上之凹槽之寬度可被判定為包括該範圍。包括該變動範圍之寬度較佳應被判定為儘可能狹窄。這是因為在正面側上之凹槽之寬度過寬的情況下,從單一基板獲取的半導體晶片之數目會減少。例如,在切晶刀片之厚度方
向中心在凹槽寬度方向上之變動範圍係±3μm之情況下,正面側上之凹槽之寬度可較佳僅設定為大致6μm至9μm,亦即,切晶刀片之厚度方向中心之變動範圍的大致±50%,而非將正面側上之凹槽之寬度設定為10μm或更大。然而,在如後述之圖27A至圖27D中所示採用不具有恆定寬度之凹槽的情況下,凹槽形狀可僅被形成為使得正面側上之凹槽之底部區段之位置與切晶刀片之頂部區段到達之位置之間的最大寬度包括該變動範圍。
圖19為說明根據本發明之實例的設定製造條件之方法的視圖。首先,在S400,確認正面側上之凹槽之寬度。更具體言之,確認正面側上之凹槽之底部區段之位置與切晶刀片之頂部區段到達之位置之間的最大寬度。最大寬度可僅藉由例如實際量測形成於基板中的正面側上之凹槽作為確認之方法來確認。接下來,為使切晶刀片之厚度方向中心在凹槽寬度方向上之變動範圍包括於正面側上之經確認寬度中,在S410設定對變動範圍施加影響之製造條件。更具體言之,選擇具有切晶刀片之厚度方向中心在凹槽寬度方向上之變動範圍包括於正面側上之凹槽之經確認寬度中的精確度之製造裝置(諸如切晶裝置)、選擇翹曲較少且彎曲較少之切晶刀片、以及設定最佳旋轉速度。接著,建構符合如上所述已選擇及判定之製造條件的製造系統(製造線)並使用該製造系統製造半導體晶片。本文中的製造條件之「設定」意謂選擇一裝置、判定其他條件及基於該選擇及該判定製備製造系統。利用上文所述的製造條件設定方法,不同於如圖13中所示的截口寬度很窄(Sb=11.2)且位置偏差量Ds大(Ds=7.5μm)的情況,頂部區段之區域上之應力集中的可證性變低,且階梯形區段之斷裂被抑制。此外,不僅考慮到製造裝置之精確度,也考慮到製造條件(諸如,切晶刀片之
厚度、用於固定切晶刀片之固定面之精確度及固定之方法、切割期間之應力及裝置之旋轉速度),且這些可被用作防止變動範圍變得遠離正面側上之凹槽之寬度的條件。換言之,由應力集中於頂部區段之區域上引起的階梯形區段之斷裂係藉由設定對切晶刀片之變動範圍施加影響的製造條件(亦即,包括所使用之製造裝置之精確度範圍及由切晶刀片之變形(彎曲及翹曲)引起的變化之範圍的製造條件)來抑制,以使得切晶刀片之厚度方向中心在凹槽寬度方向上之變動範圍包括於正面側上之凹槽之寬度中。
此外,在圖19中之S410,在使用具有不具頂面之楔形頂部區段之切晶刀片的情況下,對切晶刀片之變動範圍施加影響之製造條件可經設定以使得頂部區段在凹槽寬度方向上之變動範圍包括於經確認寬度中。特別是在一些情況下,切晶刀片之變形(彎曲及翹曲)可不予考慮,諸如切晶刀片之厚度厚的情況或切割深度淺的情況。然而,在切晶刀片之厚度薄的情況或切割深度深的情況下,較佳應考慮該等條件之設定。
圖20為說明根據本發明之實例的設定正面側上之凹槽之寬度的方法及設定製造條件之方法的其他實例的視圖。首先,在S500及S510,確認正面側上之凹槽之寬度及切晶刀片在凹槽寬度方向上之變動範圍。確認之細節類似於圖18及圖19中所示之細節。接下來,在S520,進行關於切晶刀片之厚度方向中心(或頂部區段)在凹槽寬度方向上之變動範圍是否變得遠離正面側上之凹槽之寬度的確認。在變動範圍並不變得遠離凹槽之寬度的情況下,流程前進至S540,並設定凹槽寬度及製造條件。另一方面,在變動範圍變得遠離凹槽之寬度的情況下,流程前進至S530,並至少改變正面側上之凹槽之寬度或對變
動範圍施加影響之製造條件,以使得切晶刀片之厚度方向中心(或頂部區段)在凹槽寬度方向上之變動範圍並不變得遠離正面側上之凹槽之寬度。例如,用具有較高位置精確度之切晶裝置來替換該切晶裝置,藉由使刀片較厚來減少刀片之翹曲量,或最佳化諸如旋轉速度之其他條件。利用此改變,不同於如圖13中所示的截口寬度很窄(Sb=11.2)且位置偏差量Ds大(Ds=7.5μm)之情況,應力不集中於頂部區段之區域上且階梯形區段之斷裂被抑制。同樣在該實例中,當進行關於切晶刀片之中心是否變得遠離正面側上之凹槽之寬度的確認時,可僅考慮所使用之製造裝置之精確度範圍,或可考慮該精確度範圍及由切晶刀片之變形(彎曲及翹曲)引起的變動範圍兩者。
基於切晶刀片在凹槽寬度方向上之位置與正面側上之凹槽之寬度之間的關係的設計切晶刀片之尖端形狀之方法、製造半導體晶片之方法、設定正面側上之凹槽之寬度的方法、設定製造條件之方法等,已描述如上。在此等實例中,除非另有說明且在技術上不存在矛盾之情況下,「切晶刀片之厚度之中心在凹槽寬度方向上之變動範圍包括於正面側上之凹槽140之寬度中(或變得遠離正面側上之凹槽140之寬度)的製造條件」可被當作「不具頂面之楔形頂部區段在凹槽寬度方向上之變動範圍包括於正面側上之凹槽140之寬度中(或變得遠離正面側上之凹槽140之寬度)的製造條件」。此外,該等製造條件亦可被當作「所使用之製造裝置之位置精確度範圍包括於正面側上之凹槽140之寬度中(或變得遠離正面側上之凹槽140之寬度)的製造條件」。此外,除非另有說明,不要求此等條件在從切晶刀片之使用的開始時間直到切晶刀片之替換的時段中得到滿足,而可能僅要求此等條件在使用時段之部分中得到滿足。再者,除非另有說明,可提供或可
不提供確認切晶刀片之厚度之中心或頂部區段之變動範圍是否包括於正面側上之凹槽140之寬度中的步驟。再進一步,在技術上不存在矛盾的情況下,各別實例之組構及條件可相互組合。
接下來,下文將描述製備用於實際大批生產過程的切晶刀片之步驟。此處理步驟可以或可不應用於上文所述之各別實例。在此處理步驟中,在實際大批生產過程中形成背面側上之凹槽之前,需要製備藉由例如圖17中所示之設計流程選擇之所要的尖端形狀。製備之方法可類似於圖17中之S200處所描述之方法。換言之,例如,製備具有矩形尖端形狀之切晶刀片,且提供將尖端形狀預先形成為所要尖端形狀之處理步驟。在此處理步驟中,處理所獲取之切晶刀片,直至獲得階梯形區段不會斷裂之漸縮程度。藉由該處理步驟獲得之所要的尖端形狀可為藉由圖17中所示之流程而判定之形狀或可為藉由不同於圖17之流程中所示之方法的方法所判定之形狀。此外,該處理步驟可以或可不應用於上文所述之各別實例。
接下來,下文將描述將尖端形狀預先形成為所要尖端形狀之處理步驟的另一較佳具體例。作為第一模式,雖然矩形尖端形狀或其他任意尖端形狀被用於一般切晶,但在根據該實例之處理步驟中,使具有不小於使階梯形區段斷裂之應力的應力施加至階梯形區段之根區域的尖端形狀(諸如矩形形狀或接近於矩形形狀之形狀)之切晶刀片漸縮,以使得尖端形狀預先經處理以便具有階梯形區段不斷裂之漸縮程度。例如,預先使尖端區段磨損,直至獲得階梯形區段不斷裂之漸縮程度。利用此處理,即使切晶刀片具有不小於使階梯形區段斷
裂之應力的應力施加至階梯形區段之根區域的尖端形狀,切晶刀片亦可用作為能夠抑制階梯形區段之斷裂的切晶刀片。但在階梯形區段由於正面側上之凹槽之寬度寬且深而不斷裂的情況下,即便使用具有矩形尖端區段之切晶刀片,亦不需要該實例中之此預先處理步驟。然而,在正面側上之凹槽之寬度窄且淺之情況下,亦即,在當使用矩形尖端形狀或其他任意尖端形狀時,不小於使階梯形區段斷裂之應力的應力施加至階梯形區段之根區域的情況下,較佳應如同在該實例中提供預先處理尖端區段之步驟。
作為第二模式,在預先處理尖端區段之步驟,切晶刀片相較於具有半圓形尖端區段之切晶刀片可更為漸縮。例如,即使在當尖端區段相較於具有半圓形形狀之尖端區段並非更漸縮時而階梯形區段未斷裂的情況下,尖端區段可比半圓形尖端區段漸縮更多。這是因為,如圖8中清楚地展示,在尖端區段之漸縮程度大於半圓形切晶刀片之漸縮程度的範圍中,最大應力之變化小且應力被充分抑制,藉此即使尖端形狀改變且變得不同於處理步驟中之所要形狀,階梯形區段之根區域中之應力的變化會被抑制。結果是,與切晶刀片並不比具有半圓形尖端區段之切晶刀片漸縮更多之情況相比,階梯形區段之根區域中之應力的變化即使在尖端形狀在處理步驟中改變之情況下亦可被抑制。
作為第三模式,在預先處理尖端區段之步驟為將尖端區段處理成在頂部區段處不具頂面之楔形尖端形狀之步驟的情況下,預先經處理之頂部區段在凹槽寬度方向上之變動範圍與正面側上之凹槽寬度之間的關係較佳應為預先經處理之頂部區段在凹槽寬度方向上之變動範圍包括於正面側上之凹槽寬度中的關係。在尖端區段預先地被
處理之情況下,頂部區段之位置在一些情況下會偏離切晶刀片之厚度方向中心。因此,即使考慮處理步驟中之尖端形狀之變化,若頂部區段包括於正面側上之凹槽寬度中,則由應力集中於頂部區段之區域上引起的階梯形區段之斷裂即使在尖端形狀在處理步驟中改變之情況下亦被抑制。
作為第四模式,在使用具有預先經處理之尖端區段之切晶刀片的情況下,切晶刀片之厚度方向中心在凹槽寬度方向上之變動範圍於正面側上之凹槽寬度之間的關係較佳應為切晶刀片之厚度方向中心在凹槽寬度方向上之變動範圍包括於正面側上之凹槽寬度中的關係。在切晶刀片於該實例之處理步驟已被漸縮的情況下,楔形頂部區段容易形成於切晶刀片之厚度方向中心處。因此,在切晶刀片之厚度方向中心之變動範圍包括於正面側上之凹槽寬度中的情況下,即使在尖端區段經處理以便具有應力集中於頂部區段之區域上之漸縮程度的情況下,與該變動範圍不包括於凹槽寬度中之情況相比,由應力集中於階梯形區段之區域上引起的階梯形區段之斷裂亦被抑制。此外,即使在尖端區段並未被漸縮至應力集中於頂部區段之區域上之程度的情況下,在尖端區段因大批生產過程中之磨損而漸縮之情況下由於應力集中在階梯形區段之區域上所引起的階梯形區段之斷裂亦被抑制。
作為第五模式,作為切晶刀片在預先經處理之前的切晶刀片之尖端形狀,較佳應製備從旋轉方向看時截面具有實質上矩形形狀之切晶刀片。這是因為截面具有此實質上矩形形狀之切晶刀片常常被用於完全切晶且容易取得,且切晶刀片容易被處理從而藉由處理步驟具有任意漸縮程度。此外,在使用具有實質上矩形形狀之切晶刀片的情況下,較佳應進行關於階梯形區段是否會被具有預先設計步驟中
之實質上矩形形狀之切晶刀片斷裂的確認。若階梯形區段不會斷裂且在不欲改變例如正面側上之凹槽之形狀的情況下,在大批生產過程中僅可不加修改地使用具有實質上矩形形狀之切晶刀片。接著,可單純僅對階梯形區段斷裂之尖端形狀執行預先處理尖端之步驟。利用該實例,對於階梯形區段是否由於在大批生產過程中所用之尖端形狀而斷裂進行確認,而僅在階梯形區段未斷裂之情況下執行該處理步驟,由此不需要執行該處理步驟。「實質上矩形形狀」包括具有形成於尖端拐角區段處之稍微彎曲面的形狀,其歸因於作為欲使尖端形狀形成為矩形形狀之製造之結果的製造之變動及類似者。例如,為了形成矩形形狀而已被製造且已被銷售與被描述於目錄或類似者中之切晶刀片係包括於具有根據該實例之「實質上矩形形狀」的切晶刀片中,不管尖端拐角區段處之彎曲面之大小如何。
接下來,作為第六模式,在假定具有最大應力產生於頂部區段之區域中之漸縮程度的切晶刀片之頂部區段(厚度方向中心)變得遠離半導體基板之正面側上之凹槽140之凹槽寬度的情況下,在切晶刀片具有階梯形區段由於最大應力而斷裂之漸縮程度的情況下執行之製程將描述如下。如圖13中之模擬之結果中所示,當具有大漸縮程度之切晶刀片之頂部區段(厚度方向中心)變得遠離半導體基板之正面側上之凹槽140之寬度時,應力集中於切晶刀片之頂部區段之區域上,而非集中於半導體晶片之階梯形區段之根區域上。在被處理之半導體基板中之階梯形區段之強度無法承受此時的頂部區段之區域處之應力的情況下,階梯形區段會斷裂。對於漸縮程度是否為最大應力施加於頂部區段之區域處而階梯形區段斷裂之漸縮程度的判定不僅取決於尖端形狀,而且取決於例如所處理之半導體基板中之階梯形區段之強
度。因此,漸縮程度係藉由實際處理待處理之半導體基板或藉由執行例如另一模擬加以掌握。階梯形區段之強度取決於正面側上之凹槽140之形狀,諸如正面側上之凹槽140之寬度及深度。圖21A至圖21E展示具有最大應力施加至頂部區段之區域處之階梯形區段的尖端形狀之切晶刀片500、502、504、506及508之實例。在獲得具有此尖端形狀之切晶刀片的情況下,當嘗試不加修改且在大批生產過程中使用具有初始狀態之切晶刀片時,斷裂視尖端形狀與階梯形區段之強度或類似者之間的關係而出現在階梯形區段中。因此,需要抑制此斷裂。
圖21A中所示之切晶刀片500具有一對側面510與520以及自該對側面510與520傾斜且線性地延伸的一對傾斜面512與522。尖的頂部區段530形成於該對傾斜面512及522之相交部分處。尖的頂部區段530之傾角θ係藉由正交於側面510及520之面H與傾斜面512及522之角或平行於切晶刀片之旋轉軸線之面H與傾斜面512及522之角界定。此外,該對側面510及520之間的距離對應於截口寬度Sb。
圖21B中所示之切晶刀片502具有形成於圖21A中所示之尖的頂部區段530處的平坦面(頂面)532。在此情況下,平行於平坦面532之面H與傾斜面512及522之夾角為頂部區段(頂面)之傾角θ。在圖21C中所示之切晶刀片504中,自該對側面510及520延伸之傾斜面514及524是彎曲的,且尖的頂部區段534形成於傾斜面514及524之相交部分處。在圖21D中所示之切晶刀片506中,具有直線形狀之側面510與自另一側面520傾斜地延伸之傾斜面522相交,且尖的頂部區段536形成於相交處。圖21E中所示之切晶刀片508具有形成於圖21D中所示之切晶刀片之尖的頂部區段536處的平坦面(頂面)
532。
圖21A至圖21E中所示之切晶刀片(其中最大應力施加於頂部區段之區域處)被拿來作為實例且可具有除上文所述之組構外的組構。例如,在最大應力施加於頂部區段之區域處的形狀之範圍中,頂部區段之傾角θ可任意設定,且圖21A中所示之傾斜面512及522可具有彼此不同之傾角(換言之,該等傾斜面相對於厚度之中心線可以不是線性地對稱)。另外,在最大應力施加於頂部區段之區域處的形狀之範圍中,圖21B中所示之平坦面532可彎曲為凸出形狀,或平坦面可形成於圖21C中所示之頂部區段534處。
在將於尖端區段處具有楔形形狀(其中最大應力施加在頂部區段之區域處)之切晶刀片用於大批生產過程之情況下,且在每一切晶刀片之頂部區段(厚度方向中心)變得遠離半導體基板之正面側上之凹槽140之寬度且階梯形區段無法承受該應力的情況下,斷裂出現在階梯形區段處。更具體言之,在切晶刀片之頂部區段(厚度方向中心)包括於半導體基板之正面側上之凹槽140之寬度中的情況下,沒有斷裂會出現在階梯形區段處。然而,在頂部區段由於製造之偏差而變得遠離正面側上之凹槽140之寬度的情況下,斷裂出現在階梯形區段處。因此,相較於例如製造之偏差小且切晶刀片之頂部區段(厚度方向中心)始終包括於正面側上之凹槽140之寬度中的情況,在生產量之中的斷裂比率會增加。
因此,在該實例中,在此種切晶刀片將量產之情況下,切晶刀片之尖端形狀會被預先處理,以使得由產生於頂部區段之區域中之應力造成的階梯形區段之斷裂被抑制。圖22為說明根據實例之第一處理方法的流程圖。首先,進行關於切晶刀片之頂部區段(厚度方向
中心)在凹槽寬度方向上之變動範圍是否包括於正面側上之凹槽寬度中的確認(在S600)。例如藉由包括所使用之製造裝置(切晶裝置)之位置精確度及切晶刀片之變形程度(彎曲及翹曲之量)的製造條件來判定頂部區段或其厚度之中心的變動範圍。然而,出於掌握切晶刀片之彎曲及翹曲的量之目的,該等量需要經由實際實驗或類似者來掌握,而這需要時間及工作量。另一方面,根據目錄或類似者中所描述之規範或類似者,製造裝置之位置精確度可相對容易掌握。因此,在彎曲及翹曲之量難以掌握的情況下,可單純僅考慮製造裝置之位置精確度。此確認係由負責尖端形狀之處理之人進行。
在變動範圍包括於凹槽寬度中之情況下,流程前進至S610,且判定具有如圖21A至圖21E中所示者之一這樣的楔形尖端形狀之切晶刀片從開始時被不加修改地用於大量生產。在切晶刀片之頂部區段包括於凹槽寬度中之製造條件中,即使連續地使用具有楔形尖端區段之切晶刀片,施加至階梯形區段之應力亦不會突然改變,有別於如圖13中所示之截口寬度很窄(Sb=11.2)且位置偏差量Ds大(Ds=7.5μm)的情況,階梯形區段之斷裂藉此被抑制。然而,步驟S610並不欲完全禁止對切晶刀片之尖端區段之尖端形狀的處理,但尖端區段可經處理以便視需要形成為具有任意漸縮程度的形狀,其條件為該形狀不導致階梯形區段之斷裂。
另一方面,在頂部區段不包括於正面側上之凹槽寬度中的情況下,流程前進至S620,且尖端形狀經處理以使切晶刀片之尖端區段之漸縮程度變得較小(以使得漸縮程度緩和)。換言之,尖端區段經處理以便具有最大應力不施加於切晶刀片之頂部區段之區域處且階梯形區段不斷裂的漸縮程度。若在頂部區段變得遠離正面側上之凹槽寬
度的製造條件中使用具有大漸縮程度之切晶刀片,則階梯形區段之斷裂率隨著切晶的繼續而變得較高。另一方面,在尖端區段之漸縮程度變得較小的情況下,由頂部區段施加之應力被分散且沒有大應力集中地施加至階梯形區段的一個點,階梯形區段斷裂之可能性因此變得較低。
接下來,下文將描述用於改變漸縮程度之特定處理方法。切晶刀片能夠切割由GaAs、藍寶石、玻璃、矽等製成的各種類型之基板。此等切晶刀片包括電鑄刀片(其中鑽石研磨粒或類似者藉由金屬電鍍而黏結在由鋁或類似者製成之基板的側面上)、類樹脂刀片(其中鑽石研磨粒或類似者係用樹脂黏合劑黏結)及金屬刀片(其中鑽石研磨粒或類似者經烘烤且使用金屬黏合劑固化)。此切晶刀片之組構係視被切割之基板的類型決定。當切晶刀片被反覆地用於切割時,切晶刀片之尖端區段逐漸磨損而變成在一些情況下不適合於切割之形狀。例如,切晶刀片之尖端區段變得過度漸縮或不均勻地磨損,由此在一些情況下形成未預期的形狀。在這樣的情況下,切晶刀片之尖端區段的再處理(修整)被稱為使切晶刀片之尖端形狀返回所要形狀的方法。在該實例中,用於再處理如上所述已變形之尖端區段的此技術被用以處理最大應力施加在頂部區段之區域處的切晶刀片之尖端形狀。
圖23A及圖23B展示用於處理切晶刀片之尖端區段之典型處理裝置的實例。圖23A為該處理裝置之示意性平面圖,而圖23B為該處理裝置之示意性截面圖。該處理裝置具有安裝於平坦支撐基底600上的用於處理切晶刀片之尖端形狀之塑形板610、於塑形板610上方在三維方向上可移動之馬達620及用於將切晶刀片630可拆卸地安裝於馬達620之旋轉軸上的夾盤640。
塑形板610係用於處理切晶刀片之尖端形狀的所謂修整板並由適於切晶刀片之處理的材料製成。例如,塑形板610係使用比切晶刀片之黏合劑硬的黏合劑製成且由大於切晶刀片之研磨粒的研磨粒形成。馬達620可藉由未圖示之驅動機構在X、Y及Z方向上移動。因此,固定至馬達620之切晶刀片630被定位於塑形板610上且當馬達620在Z方向上移動時切割塑形板610。
在切晶刀片630之尖端區段之漸縮程度變得較小的情況下,首先,將如圖21A至圖21E中之一者中所示的此切晶刀片安裝於馬達620之旋轉軸上。接下來,藉由在X及Y方向上移動馬達620而將切晶刀片630定位於塑形板610上,且馬達620以恆定速度旋轉。接下來,馬達620在Z方向上降低,以使得切晶刀片630以恆定切割深度切割塑形板610。切割深度為例如大致若干μm。接著,馬達620在X方向上(在平行於馬達620之旋轉軸之方向上)移動,且馬達620在Z方向上進一步降低,由此使切晶刀片630以若干μm之切割深度執行切割。藉由如上所述在Z及X方向上重複切割而使切晶刀片630之尖端區段之漸縮程度變得較小。
在圖24A至圖24C中展示在圖21A至圖21E中所示之切晶刀片經處理以使切晶刀片之尖端區段之漸縮程度變得較小後的切晶刀片之尖端區段的狀態。圖24A中所示之切晶刀片500A及502A分別對應於圖21A及圖21B中所示之切晶刀片500及502。在切晶刀片500A及502A中之每一者的尖端區段處,形成傾斜面512及522,且平坦面(頂面)532A藉由使尖端區段之漸縮程度變得較小而形成於該等傾斜面之間。當漸縮程度進一步變得較小時,傾斜面512及522被移除,且尖端形狀可形成為如圖5G中所示之此幾乎矩形形狀。圖24B
中所示之切晶刀片504A對應於圖21C中所示之切晶刀片504。平坦面534A係藉由使尖端區段之漸縮程度變得較小而形成於傾斜面514及524之間。圖24C中所示之切晶刀片506A及508A分別對應於圖21D及圖21E中所示之切晶刀片506及508。平坦面536A係藉由使尖端區段之漸縮程度變得較小而形成於頂部區段處。
圖24A至圖24C中所示之形狀為尖端區段之漸縮程度變得較小之形狀的實例,但形狀不限於此等形狀。例如,可藉由視塑形板610之材料及處理條件(Z方向上之切割深度、X方向上之切割次數、塑形板之設定角度等)而適當地調整平坦面532A、534A及536A之寬度、傾斜面512及522之間的距離等來改變漸縮程度。此外,若尖端區段之漸縮程度變得過小(亦即,尖端區段之形狀形成為過度接近於矩形形狀之形狀),儘管最大應力並不產生於頂部區段之區域中,最大應力產生於階梯形區段之根區域中,且應力在一些情況下可導致階梯形區段之根區域處之斷裂。在此情況下,僅可使漸縮程度變小至斷裂不出現在階梯形區段之根區域處的程度。例如,在尖端區段形成為圖24A至圖24C中之一者中所示的形狀後,尖端區段可藉由使用前述用於處理尖端區段的半導體基板而進一步形成為具有如圖5B中所示之此種彎曲面的此種形狀。此外,尖端區段可藉由僅使用用於尖端區段之處理的半導體基板而非使用參看圖23A及圖23B所描述之處理方法而形成為所要的形狀。
在將具有最大應力施加在頂部區段之區域處之漸縮程度的切晶刀片用於大批量生產的情況下,可藉由視需要使尖端區段之漸縮程度變得較小來獲得階梯形區段之斷裂率受抑制以便適合於大批量生產的切晶刀片。在上述第一處理方法中,圖22中之S600處的條
件性分支步驟可為負責尖端形狀之處理之人實際上進行「是」或「否」判斷之判斷步驟,或可為負責尖端形狀之處理之人不進行任何判斷的簡單條件性分支。換言之,在每一條件性分支中,「是」或「否」判斷可為關於分支中之條件最終是否已滿足的判斷,且並不始終需要由負責尖端形狀之處理之人進行的判斷。
接下來,在具有最大應力施加在切晶刀片之頂部區段之區域處之漸縮程度的切晶刀片中,且在假定該切晶刀片之頂部區段(厚度方向中心)變得遠離半導體基板之正面側上之凹槽140之寬度的情況下,在使用具有階梯形區段由於最大應力而斷裂之漸縮程度的切晶刀片的情況下的第二處理方法將描述如下。圖25為說明該第二處理方法之流程圖。不同於第一處理方法之情況,在該第二處理方法中,不論切晶刀片之頂部區段(厚度方向中心)是否包括於正面側上之凹槽寬度中,皆假定頂部區段不包括於正面側上之凹槽寬度中,且頂部區段經處理以使漸縮程度變得較小,由此獲得最大應力不提供於頂部區段之區域處且階梯形區段不斷裂的漸縮程度(在S700),且將此方法用於大批量生產。作為一實例,在使用具有如圖21A至圖21E中之一者中所示之此尖端形狀之一切晶刀片的情況下,尖端區段例如藉由使用類似於第一處理方法之方法而形成為具有如圖5B中所示之此彎曲面的形狀,且將該切晶刀片用於大批生產過程。如上所述,利用第二處理方法,並不需要關於切晶刀片之頂部區段(厚度方向中心)是否包括於正面側上之凹槽寬度中的確認。
在上述第一及第二處理方法中,在自其他實體獲取之切晶刀片之尖端區段已漸縮的情況下,上文已描述切晶刀片之尖端形狀經處理以使得形狀適合於大批量生產的實例。然而,第一及第二處理
方法不限於該實例,而亦可應用於在尖端區段之漸縮程度隨著切晶刀片被連續地使用而變大的情況下再次使漸縮程度變得較小的處理。在彼情況下,例如,上述處理方法可如下所述地僅應用於替換切晶刀片之時機。此外,該等處理步驟可不在內部執行,而可藉由其他實體執行。
接下來,將在下文描述切晶刀片之替換時機。當連續地使用切晶刀片時,切晶刀片逐漸磨損且切晶刀片之尖端形成為如圖26中所示之楔形形狀。即使在尖端磨損成此楔形形狀之情況下,在切晶刀片之尖端處之頂部區段不變得遠離半導體基板之正面側上之凹槽140之寬度的製造條件中,即使連續地使用磨損的切晶刀片,階梯形區段之斷裂亦被抑制,如自圖13中所示的模擬之結果所能理解。然而,在關於切晶刀片之尖端處之頂部區段變得遠離半導體基板之正面側上之凹槽之寬度的位置精確度之製造條件之情況下,階梯形區段之斷裂率隨著切晶連續地執行而變得較高。
圖中之虛線700指示根據實例之切晶刀片300之初始形狀的實例,且圖中之實線710指示磨損的切晶刀片300之楔形形狀。在切晶刀片300之形狀700的情況下,即使在切晶刀片300之頂部區段由於製造偏差及類似者而變得遠離半導體基板W之正面側上之凹槽140之寬度的情況下,應力亦藉由尖端區段之彎曲面分散。因此,大應力並不集中地施加至階梯形區段之一個點,而階梯形區段之斷裂之可能性低。另一方面,在磨損的切晶刀片之形狀710之情況下,儘管尖端區段具有彎曲面,但尖端區段漸縮。因此,應力容易集中地施加至
階梯形區段之一個點,且斷裂720容易圍繞該部分出現在階梯形區段處。
因此,在該實例中,在尖端區段形成為最大應力施加在頂部區段之區域處且階梯形區段由於切晶刀片之磨損而斷裂的楔形形狀之前,停止切晶刀片之使用且用新的切晶刀片替換該切晶刀片。換言之,在切晶時施加至階梯形區段之應力由於切晶刀片之磨損而達到預定應力的情況下,即使在切晶刀片之壽命過期之前,用新的切晶刀片替換該切晶刀片。作為一實例,在關於切晶刀片之尖端處之頂部區段變得遠離半導體基板之正面側上之凹槽之寬度的位置精確度之製造條件之情況下,以不同於切晶刀片之壽命期滿的上述時機替換切晶刀片。在普通完全切晶中,在尖端區段由於磨損而漸縮的狀態下,諸如剝落之斷裂可例如由於切晶時之振動及切晶刀片通過半導體基板時所產生之衝擊而出現。因此,在普通完全切晶中,以實驗方式且憑經驗來掌握該時機,判定切晶刀片之壽命之期滿,且基於該壽命替換切晶刀片。另一方面,在該實例中,甚至在基於諸如剝落之斷裂判定的切晶刀片之壽命期滿之前就替換切晶刀片。
此外,針對關於尖端形狀是否已達到預定楔形形狀的判斷且針對關於應力是否已達到預定應力的判斷,掌握大批生產過程中可允許的斷裂程度(斷裂率或類似者)與尖端區段之形狀之間的關係及斷裂程度與應力之間的關係,且經由預先實驗、模擬等來預先獲得製造條件(待使用之切晶刀片之數目),包括例如總切晶時間、切晶之總距離及要進行切晶且直至達到尖端區段之上述形狀及上述應力所需的半導體基板之總數。接著,在大批生產過程中,在製造條件指示此等切晶刀片之磨損程度已達到預定條件的情況下,可僅判斷尖端形狀已達
到預定楔形形狀且應力已達到預定應力。
此外,在未經由預先實驗、模擬等掌握尖端區段之特定形狀及對應於大批生產過程中可允許之斷裂率的特定應力的情況下,可經由實驗獲得表示磨損程度(諸如總時間)、切晶中之總距離及基板之總數及斷裂之狀態的製造條件之間的關係,且可基於所獲得之關係來判斷替換之時機。再者,作為另一種方法,當在大批生產過程中間量測實際尖端形狀時,可進行關於預定楔形形狀是否已達到的判斷。在此情況下,藉由量測距離切晶刀片之頂部區段一預定距離處之厚度、尖端區段之角度等可僅進行該判斷。
在選擇切晶刀片之尖端處之頂部區段並不變得遠離半導體基板之正面側上之凹槽之寬度的製造條件之情況下或在選擇即使頂部區段變得遠離該寬度亦不斷裂的階梯形區段之厚度的情況下,階梯形區段之斷裂會被進一步抑制。在此情況下,可僅基於切晶刀片之壽命來替換切晶刀片。再者,為使切晶刀片之頂部區段並不變得遠離正面側上之凹槽之寬度,可僅選擇對切晶刀片在凹槽寬度方向上之變動範圍有影響的製造條件與半導體基板之正面側上之凹槽之寬度之間的關係,以便獲得切晶刀片並不變得遠離凹槽之寬度的該等製造條件與凹槽之寬度的組合。例如,在製造裝置之精確度低的情況下,可僅使得半導體基板之正面側上之凹槽之寬度較寬,而在製造裝置之精確度高的情況下,可根據精確度僅使得凹槽之寬度較窄。
此外,在不知道待使用之製造條件是否為頂部區段變得遠離凹槽之寬度之製造條件的情況下,可假定待使用之製造條件為頂部區段變得遠離凹槽之寬度之製造條件,且可不管切晶刀片之壽命而替換切晶刀片。換言之,在漸縮程度達到最大應力施加在頂部區段之
區域處且階梯形區段斷裂的漸縮程度之範圍之前,可停止切晶刀片之使用且可用新的切晶刀片替換該切晶刀片。
接下來,將在下文描述在切晶刀片之尖端處之頂部區段隨著切晶刀片之磨損增加而變得遠離正面側上之凹槽之寬度的情況下的替換之時機。假定切晶刀片之頂部區段在兩種情況下變得遠離正面側上之凹槽之寬度。在第一情況下,頂部區段在切晶刀片之使用的開始時間遠離該寬度。在第二情況下,切晶刀片之頂部區段之狀態自頂部區段並不遠離該寬度的狀態變為頂部區段隨著切晶刀片之磨損增加而遠離該寬度的狀態。前一情況對應於位置精確度之範圍在切晶刀片之使用的開始時間遠離正面側上之凹槽寬度的情況,這是因為例如製造裝置之位置精確度低或正面側上之凹槽寬度狹窄。後一情況對應於頂部區段在切晶刀片之使用中變得遠離正面側上之凹槽之寬度的情況,此係因為切晶刀片之厚度隨著切晶刀片之磨損增加而變得更薄,由此由於切割時的應力切晶刀片之強度變得較弱且切晶刀片之翹曲量逐漸變得較大。
因此,在狀態由頂部區段並不遠離該寬度的狀態改變為頂部區段隨著切晶刀片之磨損增加而遠離該寬度的狀態之情況下,可停止切晶刀片之使用且在頂部區段變得遠離該寬度之前可用新的切晶刀片替換該切晶刀片。在此情況下,在切晶刀片之尖端區段之形狀已形成為最大應力施加在頂部區段之區域處且階梯形區段斷裂之楔形形狀的條件下可停止切晶刀片之使用,或在頂部區段變得遠離該寬度之前可停止切晶刀片之使用,而不管切晶刀片之尖端區段之形狀如何。狀態自頂部區段並不遠離該寬度的狀態變為頂部區段遠離該寬度的狀態之時機可僅基於例如切晶刀片之使用頻率與圍繞正面側上之凹槽之
周邊處的斷裂率之間的關係而預先取得。此時,可進行關於切晶刀片之頂部區段是否實際上遠離正面側上之凹槽之寬度的確認。該實例中的正面側上之凹槽之「周邊」為應力係直接或間接地接收自切晶刀片的範圍。
在根據該實例的製造半導體晶片之方法中,儘管階梯形區段處於在切晶刀片之使用的開始時間未斷裂之狀態中,階梯形區段也會變為由於切晶刀片在如上所述之在一些情況下之磨損而斷裂之狀態。在此情況下,針對切晶刀片之使用開始之後的某一時間,半導體晶片之斷裂率穩定且屬於一恆定範圍,此係因為半導體晶片之斷裂僅由於除切晶刀片之磨損外的因素而出現。然而,當連續地使用同一切晶刀片時,漸縮程度達到階梯形區段斷裂或頂部區段變得遠離正面側上之凹槽寬度的漸縮程度之範圍,由此斷裂率逐漸升高。接著,斷裂率可最終達到大批生產過程中所不允許的斷裂率。
因此,考慮到上文所述的斷裂率隨著切晶刀片之替換之時機改變,切晶刀片可例如在半導體晶片之斷裂率(階梯形區段之斷裂率)開始上升之前替換,或在半導體晶片之斷裂率開始上升之後且在斷裂率達到大批生產過程中不允許之斷裂率之前,可替換切晶刀片。
關於刀片之替換的說明已在上文提出,且歸納這些說明如下所述。也就是說,作為關於刀片之替換之第一模式,提供形成一基板之正面側上之凹槽的一步驟及自該基板之背面側使用具有比該正面側上之該等凹槽之入口部分之寬度厚的一厚度之一旋轉切割構件形成與該正面側上之該等凹槽連通的該背面側上之凹槽且將該基板切晶成半導體晶片的一步驟,且在該切割構件之尖端區段之厚度方向中心在凹槽寬度方向上之變動範圍變得遠離該正面側上之該凹槽且該正面
側上之該凹槽之周邊由於來自因磨損而漸縮的該切割構件之頂部區段之區域的應力而斷裂的製造條件中,在該切割構件之尖端形狀形成為該正面側上之該凹槽之該周邊由於磨損而斷裂之一楔形形狀之前,可停止該切割構件之使用並可用一新切割構件替換該切割構件。
作為第二模式,提供形成一基板之正面側上之凹槽的一步驟及自該基板之背面側使用具有比該正面側上之該等凹槽之入口部分之寬度厚的一厚度之一旋轉切割構件形成與該正面側上之該等凹槽連通的該背面側上之凹槽且將該基板切晶成半導體晶片的一步驟,且在該切割構件之尖端區段之厚度方向中心之變動範圍變得遠離該正面側上之該凹槽且該正面側上之該凹槽之周邊由於來自因磨損而漸縮的該切割構件之頂部區段之區域的應力而斷裂的製造條件中,在該正面側上之該凹槽之該周邊的斷裂率隨著該切割構件之磨損增加而開始升高之前,可停止該切割構件之使用並可用一新切割構件替換該切割構件。
作為第三模式,提供形成一基板之正面側上之凹槽的一步驟及自該基板之背面側使用具有比該正面側上之該等凹槽之入口部分之寬度厚的一厚度之一旋轉切割構件形成與該正面側上之該等凹槽連通的該背面側上之凹槽且將該基板切晶成半導體晶片的一步驟,且在該切割構件之尖端區段之厚度方向中心位置之變動範圍變得遠離該正面側上之該凹槽且該正面側上之該凹槽之周邊由於來自因磨損而漸縮的該切割構件之頂部區段之區域的應力而斷裂的製造條件中,在該正面側上之該凹槽之該周邊的斷裂率隨著該切割構件之磨損增加而開始升高後且在該斷裂率達到一大批生產過程中不允許之斷裂率前,可停止該切割構件之使用並可用一新切割構件替換該切割構件。此處假
定該等半導體晶片之斷裂率在製造中升高歸因於該等切晶刀片主要在兩種情況下之磨損。在第一情況下,在切晶刀片之厚度之中心(頂部區段)可自切晶刀片之使用之早期階段變得遠離該正面側上之該凹槽之該寬度的情況下(例如,在正面側上之凹槽寬度窄或切晶裝置之位置精確度低的情況下),具有階梯形區段不斷裂之漸縮程度的尖端形狀形成為具有階梯形區段隨著切晶刀片之磨損增加而斷裂之漸縮程度的形狀。在第二情況下,切晶刀片之翹曲及彎曲的量增加,且切晶刀片之狀態自切晶刀片之厚度之中心(頂部區段)不遠離該正面側上之該凹槽之該寬度的狀態變為該厚度之該中心隨著切晶刀片之磨損增加而遠離該寬度的狀態。第二模式及第三模式係基於這些發現。
作為第四模式,提供形成一基板之正面側上之凹槽的一步驟及自該基板之背面側使用具有比該正面側上之該等凹槽之入口部分之寬度厚的一厚度之一旋轉切割構件形成與該正面側上之該等凹槽連通的該背面側上之凹槽且將該基板切晶成半導體晶片的一步驟,且在該正面側上之該凹槽之該周邊的斷裂率由於該切割構件之該磨損隨著該切割構件之磨損增加而升高的製造條件中,在該斷裂率達到一大批生產過程中不允許之斷裂率之前,可停止該切割構件之使用。
作為第五模式,在該斷裂率開始升高之後且在該斷裂率達到第四模式中的一大批生產過程中不允許之斷裂率之前,可停止該切割構件之使用並可用一新切割構件替換該切割構件。
作為第六模式,在該切割構件之尖端形狀形成為最大應力施加在頂部區段之區域處且該正面側上之該凹槽之該周邊在第四模式及第五模式中隨著該切割構件之磨損增加而斷裂之一楔形形狀之前,可停止該切割構件之使用並可用一新切割構件替換該切割構件。
作為第七模式,在該切割構件之尖端區段之厚度方向中心在凹槽寬度方向上之變動範圍在第四模式及第五模式中隨著該切割構件之磨損增加自包括於該正面側上之該凹槽中的該範圍變至遠離該正面側上之該凹槽的該範圍之前,可停止該切割構件之使用並可用一新切割構件替換該切割構件。
作為第八模式,在於該凹槽寬度方向上不具頂面的該切割構件之頂部區段之變動範圍在第四模式及第五模式中隨著該切割構件之磨損增加自包括於該正面側上之該凹槽中的該範圍變至遠離該正面側上之該凹槽的該範圍之前,可停止該切割構件之使用並可用一新切割構件替換該切割構件。
作為第九模式,提供形成一基板之正面側上之凹槽的一步驟及自該基板之背面側使用具有比該正面側上之該等凹槽之入口部分之寬度厚的一厚度之一旋轉切割構件形成與該正面側上之該等凹槽連通的該背面側上之凹槽且將該基板切晶成半導體晶片的一步驟,且在該切割構件之尖端區段之厚度方向中心在凹槽寬度方向上之變動範圍隨著該切割構件之磨損增加自包括於該正面側上之該凹槽中的該範圍變至遠離該正面側上之該凹槽的該範圍的製造條件中,在該變動範圍自包括於該正面側上之該凹槽中的該範圍變至遠離該正面側上之該凹槽的該範圍之前,可停止該切割構件之使用並可用一新切割構件替換該切割構件。
作為第十模式,提供形成一基板之正面側上之凹槽的一步驟及自該基板之背面側使用具有比該正面側上之該等凹槽之入口部分之寬度厚的一厚度之一旋轉切割構件形成與該正面側上之該等凹槽連通的該背面側上之凹槽且將該基板切晶成半導體晶片的一步驟,且
在於該凹槽寬度方向上不具頂面的該切割構件之頂部區段之變動範圍隨著該切割構件之磨損增加自包括於該正面側上之該凹槽中的該範圍變至遠離該正面側上之該凹槽的該範圍的製造條件中,在該變動範圍自包括於該正面側上之該凹槽中的該範圍變至遠離該正面側上之該凹槽的該範圍之前,可停止該切割構件之使用並可用一新切割構件替換該切割構件。
作為第11模式,提供形成一基板之正面側上之凹槽的一步驟及自該基板之背面側使用具有比該正面側上之該等凹槽之入口部分之寬度厚的一厚度之一旋轉切割構件形成與該正面側上之該等凹槽連通的該背面側上之凹槽且將該基板切晶成半導體晶片的一步驟,且在該切割構件之尖端區段之厚度方向中心在凹槽寬度方向上之變動範圍隨著該切割構件之磨損增加自包括於該正面側上之該凹槽中的該範圍變至遠離該正面側上之該凹槽的該範圍的製造條件中,在具有一楔形形狀且於頂部區段處不具頂面的該切割構件之尖端區段形成為最大應力施加在該頂部區段之區域處且階梯形區段斷裂之一楔形形狀之前,可停止該切割構件之使用並可用一新切割構件替換該切割構件。
作為第12模式,提供形成一基板之正面側上之凹槽的一步驟及自該基板之背面側使用具有比該正面側上之該等凹槽之入口部分之寬度厚的一厚度之一旋轉切割構件形成與該正面側上之該等凹槽連通的該背面側上之凹槽且將該基板切晶成半導體晶片的一步驟,且在具有一楔形尖端形狀且不具頂面的該切割構件之頂部區段在凹槽寬度方向上之變動範圍隨著該切割構件之磨損增加自包括於該正面側上之該凹槽中的該範圍變至遠離該正面側上之該凹槽的該範圍的製造條件中,在該切割構件之尖端形狀形成為最大應力施加在該頂部區段
之區域處且該階梯形區段斷裂之一楔形形狀之前,可停止該切割構件之使用並可用一新切割構件替換該切割構件。按照第12模式,例如,在如圖5B中所示的具有不具頂面之此楔形尖端區段的切晶刀片之頂部區段磨損且形成為最大應力施加在如圖14中所示的頂部區段之區域處且階梯形區段斷裂之一楔形形狀之前,停止切晶刀片之使用。
作為第13模式,在第一至第12模式中,基於作為預定關係的該切割構件之使用量與該正面側上之該凹槽之該周邊處的斷裂率之間的關係,可停止該切割構件之使用並可用一新切割構件替換該切割構件。換言之,可預先獲得由該切割構件之使用量之變化引起的該正面側上之該凹槽之該周邊處的斷裂率之變化,且可藉由使用所獲得之關係來判定停止該切割構件之使用的時機。「斷裂率」為損壞產品之量與假定無斷裂出現之情況下所獲得的半導體晶片之生產量之比。在該實例中,斷裂率不僅包括斷裂率本身,而且包括與斷裂率成比例地改變且同步於斷裂率而間接地改變的其他特性。
在上述第一至第三模式中,「該正面側上之該凹槽之該周邊斷裂的製造條件」表示在假定連續地使用諸如切晶刀片之切割構件的情況下,在切晶刀片之壽命期滿之前(在諸如剝落之斷裂發生之前),該正面側上之該凹槽之該周邊會斷裂的製造條件。此外,在上述第八至第12模式中,「變動範圍自包括於該正面側上之該凹槽中的該範圍變至遠離該正面側上之該凹槽的該範圍的製造條件」表示在假定連續地使用諸如切晶刀片之切割構件的情況下,在切晶刀片之壽命期滿之前(在諸如剝落之斷裂發生之前),變動範圍變得遠離該正面側上之該凹槽的製造條件。
接下來,將在下文描述用於薄化半導體基板之處理。不同於一般完全切晶之情況,在根據實例的上述切晶方法之情況下,即使切晶刀片之頂部區段之位置在凹槽寬度方向上僅偏離約1.2μm,施加至階梯形區段之應力在一些情況下亦顯著變化。例如,當背面側上之凹槽形成時,隨著基板之厚度較厚,在切晶期間來自基板之應力變得較大,切晶刀片容易變形(例如,翹曲),且切晶刀片之尖端區段之位置在凹槽寬度方向上偏離,由此施加至階梯形區段之應力變得較大。
因此,用於使基板之厚度更薄的薄化處理可在背面側上之凹槽形成之前執行,以降低施加至階梯形區段之應力。作為處理之一實例,執行背面研磨以在圖1中之步驟S110之前的任何步驟使基板之厚度在自基板之背面至正面之方向上整體上更薄。在背面研磨中,基板係以使得基板之背面在根據較早所描述之實例的半切晶之情況下可以看到的方式放置,且例如一旋轉研磨機會在水平及垂直方向上移動,由此基板之厚度整體上變得更薄,直至正面側上之精細凹槽曝露。在基板之強度在背面研磨之後成為問題之情況下,基板可藉由不僅研磨基板之周邊而形成為所謂的肋狀物結構化基板。
如較早所描述,施加至階梯形區段之應力在切晶刀片之頂部區段(厚度之中心)在凹槽寬度方向上之變動範圍變得遠離該正面側上之該凹槽的情況下顯著地改變。因此,在切晶刀片之尖端區段之厚度方向中心在凹槽寬度方向上之變動範圍在假定背面側上之凹槽在未執行背面研磨之情況下已形成的情況下變得遠離該正面側上之該凹槽之該寬度的製造條件中,可僅執行背面研磨。此外,基板可僅藉由背面研磨至切晶刀片之頂部區段(厚度之中心)在凹槽寬度方向上之變
動範圍包括於正面側上之凹槽之寬度中的厚度而變得較薄。
上述實例可歸納並描述如下。也就是說,該實例為一種製造半導體晶片之方法,其中提供形成一基板之正面側上之凹槽的一步驟及自該基板之背面側使用具有比該正面側上之該等凹槽之入口部分之寬度厚的一厚度之一旋轉切割構件形成與該正面側上之該等凹槽連通的該背面側上之凹槽且將該基板切晶成半導體晶片的一步驟,且在該切割構件之尖端區段之厚度方向中心在凹槽寬度方向上之變動範圍在假定背面側上之凹槽在未執行用於使基板之厚度變得較薄之處理之情況下形成的情況下變得遠離該正面側上之該凹槽的製造條件中,執行用於使基板之厚度變得較薄之處理,以使得在該背面側上之凹槽形成之前,該範圍包括於該正面側上之該寬度中。
該實例亦可描述如下。也就是說,該實例為一種製造半導體晶片之方法,其中,提供形成一基板之正面側上之凹槽的一步驟及自該基板之背面側使用具有比該正面側上之該等凹槽之入口部分之寬度厚的一厚度之一旋轉切割構件形成與該正面側上之該等凹槽連通的該背面側上之凹槽且將該基板切晶成半導體晶片的一步驟,且在不具頂面的楔形切割構件之頂部區段在凹槽寬度方向上之變動範圍在假定該背面側上之凹槽在未執行用於使基板之厚度變得較薄之處理之情況下形成的情況下變得遠離該正面側上之該凹槽的製造條件下,執行用於使基板之厚度變得較薄之處理,以使得在該背面側上之凹槽形成之前,該範圍包括於該正面側上之該寬度中。
在如上所述地執行根據實例之薄化處理之情況下,與不執行薄化處理之情況相比,階梯形區段之斷裂被抑制。在根據實例之薄化處理中,在不執行薄化處理之狀態下,可進行關於切晶刀片之頂
部區段或厚度之中心是否偏離正面側上之凹槽寬度的確認,且薄化處理可僅在頂部區段偏離之情況下執行,或可藉由預先掌握無偏差出現的基板之厚度且不進行關於在不執行薄化處理之狀態下偏差是否出現的確認而使得基板更薄。換言之,在不執行薄化處理之情況下,切晶刀片之頂部區段或厚度之中心偏離正面側上之凹槽寬度的狀態藉由執行薄化處理而最終可單純變為頂部區段或中心並不偏離正面側上之凹槽寬度的狀態。此外,用於執行薄化處理之時機可為背面側上之凹槽形成之前的任何時間。例如,在圖1中,薄化處理可在發光元件形成之前執行或在發光元件形成之後且在精細凹槽形成之前執行。
接下來,將在下文描述形成於基板之背面側上之精細凹槽的修改。儘管圖2D中所示之精細凹槽140藉由非等向性乾式蝕刻而形成為具有在幾乎垂直方向上自基板之正面延伸之側面的筆直凹槽,精細凹槽可能形成為其他形狀。
圖27A至圖27D展示根據此實例之精細凹槽的其他組構實例。此等凹槽經形成以使得凹槽之下部側變得較寬,由此凹槽之階梯形區段幾乎不承受應力,即使切晶刀片之頂部區段之位置在凹槽寬度方向上變化。圖27A中所示之精細凹槽800具有第一凹槽部分810(其包括形成幾乎均勻的寬度Sa1及深度D1之直線側面)且亦具有第二凹槽部分820(其具有具深度D2及底部面之球形側面),第二凹槽部分820連接至第一凹槽部分810之下部部分。第二凹槽部分820之寬度Sa2為在平行於基板之正面之方向上彼此對置的側壁之間的內徑,且建立Sa2>Sa1之關係。在圖中所示之實例中,寬度Sa2在第二凹槽部分
820之中心附近具有最大值。
圖27B中所示之精細凹槽800A具有第一凹槽部分810(其包括形成幾乎均勻的寬度Sa1及深度D1之直線側面)且亦具有矩形第二凹槽部分830(其具有具深度D2之幾乎直線側面),第二凹槽部分830連接至第一凹槽部分810之下部部分。第二凹槽部分830係藉由將圖27A中所示之第二凹槽部分820之球形側面及球形底部面變為直線形狀而獲得。第二凹槽部分830之寬度Sa2為在平行於基板之正面之方向上彼此對置的側壁之間的距離,且該距離幾乎恆定(Sa2>Sa1)。此處所示的第二凹槽部分之形狀被視為一實例,且第二凹槽部分之形狀僅可為具有大於第一凹槽部分之寬度Sa1之寬度的形狀。例如,形狀可單純為圖27A中所示之第二凹槽部分820與圖27B中所示之第二凹槽部分830之間的中間形狀,亦即,形狀可單純為卵形形狀。此外,第二凹槽部分可單純具有比第一凹槽部分與第二凹槽部分之間的邊界部分處的凹槽之寬度(深度D1處之凹槽之寬度)寬的空間之形狀。
圖27C中所示之精細凹槽800B具有第一凹槽部分810(其具有形成幾乎均勻的寬度Sa1及深度D1之側面)且亦具有第二凹槽部分840(其具有具深度D2之逆向楔形形狀),第二凹槽部分840連接至第一凹槽部分810之下部部分。第二凹槽部分840之側面傾斜,以使得側面之間的寬度朝著底部區段逐漸增加。第二凹槽部分840之寬度Sa2為在平行於基板之正面之方向上彼此對置的側面之間的距離,且該距離在第二凹槽部分840之最低區段附近(在下部末端附近)具有最大值。
圖27D中所示之精細凹槽800C具有一形狀,該形狀之寬度自基板之正面上之開口寬度Sa1逐漸增加至最低區段附近之寬度
Sa2。換言之,精細凹槽800C為具有深度D2之逆向楔形凹槽。精細凹槽800C係藉由使圖27C中所示的第一凹槽部分810之深度D1儘可能小而獲得。在圖27A至圖27C中所示之形狀中,第一凹槽部分及第二凹槽部分之側面之角度在第一凹槽部分與第二凹槽部分之間的邊界處改變。然而,在圖27D中所示之形狀中,側面之角度不變,且凹槽之下部區段之寬度比上部區段之寬度寬,由此精細凹槽具有第一凹槽部分(上部區段)及比第一凹槽部分寬的第二凹槽部分(下部區段)。
作為第一凹槽部分之形狀,如圖27A至圖27C中所示之此等垂直形狀比如圖27D中所示的在寬度上自基板之正面至背面逐漸變得較寬之此形狀(逆向楔形形狀)更有利,以便抑制當切晶帶被移除時所產生的切晶帶160之黏接層之剩餘部分。此基於以下原因。在具有逆向楔形形狀之凹槽的情況下,紫外線射線難以透射至已深入凹槽之黏接層,且黏接層難以硬化。即使黏接層硬化,應力亦容易施加至已深入凹槽的黏接層之根部分,且與具有垂直形狀之凹槽的情況相比,黏接層容易在移除時碎成多片。
此外,自抑制黏接層之剩餘部分的觀點看,第一凹槽部分之側面之形狀較佳應為寬度自基板之正面至背面逐漸變得較窄的形狀(正向楔形形狀),而非圖27A至圖27C中所示之垂直形狀。換言之,第一凹槽部分之形狀較佳應為不具有寬度自基板之正面至背面變得較寬之部分(逆向楔形形狀)的形狀。
圖27A至圖27D中所示之精細凹槽800、800A、800B及800C較佳係經組構以使其相對正交於基板之中心線線性地對稱。此外,圖27A至圖27D中所示之精細凹槽係使用直線及彎曲面繪製以易於理解精細凹槽之特性。然而,應注意的是,待形成之精細凹槽之側
面實際上可具有階梯或凹入及凸出部分,且拐角未必形成為嚴格意義上之有角的形狀,而是可形成為彎曲面。再者,圖27A至圖27D中所示之精細凹槽僅為實例且可具有其他形狀,其條件為比第一凹槽部分寬之第二凹槽部分形成於第一凹槽部分之下從而與其連通。例如,可組合圖27A至圖27D中所示之各別形狀,或該等形狀可經組合且接著進一步修改。再此外,圖27C及圖27D中所示之正向/逆向台面形狀之角亦僅為實例。形狀可僅具有相對於垂直於基板之面的面傾斜之面,而傾斜之程度並不重要。
接下來,將在下文描述根據實例的製造精細凹槽之方法。圖28為說明根據實例的製造精細凹槽之方法的流程圖。製造如圖27A至圖27D中所示之此等精細凹槽之方法包括藉由執行第一蝕刻而形成具有寬度Sa1之第一凹槽部分的步驟(S800),及藉由執行第二蝕刻而第一凹槽部分之下形成具有比寬度Sa1寬之寬度Sa2之第二凹槽部分的步驟(S810)。第二蝕刻之強度高於第一蝕刻之強度。將在下文描述使用非等向性蝕刻作為第一蝕刻且使用等向性蝕刻作為第二蝕刻的情況作為一實例。
圖29A及圖29B為說明製造圖27A中所示之精細凹槽800之製程的示意性截面圖。光阻900形成於GaAs基板W之正面上。光阻為具有100cpi之黏度的i射線抗蝕劑且經塗佈至例如約8μm之厚度。開口910藉由使用例如i射線步進機及TMAH 2.38%之顯影劑溶液的已知光微影製程而形成於光阻900中。此開口910之寬度係設定成第一凹槽部分之寬度Sa1。
第一凹槽部分810係藉由使用光阻900作為蝕刻遮罩之非等向性蝕刻而形成於基板之正面上。在較佳模式中,使用感應耦合
電漿(induction coupling plasma;ICP)作為反應性離子蝕刻(reactive ion etching;RIE)裝置。例如,蝕刻條件如下:500W之感應耦合電漿(ICP)功率;50W之偏壓功率;3Pa之壓力;由Cl2=150sccm、BCl3=50sccm及C4F8=20sccm組成之蝕刻氣體;及20分鐘之蝕刻時間。保護膜920在藉由使用已知方法添加CF為基礎之氣體執行蝕刻的同時形成於凹槽之側壁上。自由基及離子係自反應氣體之電漿產生。儘管凹槽之側壁僅被自由基攻擊,但側壁不會被蝕刻,這是因為保護膜920係為了保護而提供。另一方面,藉由在垂直方向上入射於底部區段處之離子自凹槽之底部區段移除保護膜,並藉由自由基蝕刻保護膜已移除之部分。因此,非等向性蝕刻完成。
接下來,改變蝕刻條件且執行等向性蝕刻。在此情況下,例如,停止用於形成用以保護側壁之保護膜920之C4F8的供應。蝕刻條件如下:500W之感應耦合電漿(ICP)功率;50W之偏壓功率;3Pa之壓力;由Cl2=150sccm及BCl3=50sccm組成之蝕刻氣體;及10分鐘之蝕刻時間。由於C4F8之供應停止,故用於保護側壁之保護膜920不形成。因此,等向性蝕刻在第一凹槽部分810之底部區段處完成。因此,第二凹槽部分820形成在第一凹槽部分810之下。第二凹槽部分820具有球形側面及自第一凹槽部分810之寬度Sa1進一步向旁邊及向下擴展之球形底部面。上述蝕刻條件僅為實例且可視精細凹槽之寬度、深度、形狀等適當地改變。
圖27C中所示之此形狀係藉由僅使蝕刻強度在側壁之方向上在形成第二凹槽部分時低於在形成圖27A中所示之第二凹槽部分時而形成。側壁之方向上的蝕刻強度可藉由改變蝕刻條件(諸如蝕刻裝置之輸出及蝕刻氣體之類型)改變。更具體言之,例如,可不完全停
止充當用於保護側壁之氣體之C4F8的供應,但可使氣體之流動速率變得比當形成第一凹槽部分時的流動速率低,或可增加例如充當用於執行蝕刻之氣體之Cl2的流動速率,或可組合此等條件。換言之,在第一凹槽部分形成之情況及第二凹槽部分形成之情況兩者中,儘管供應用於保護側壁之氣體及含於蝕刻氣體中的用於執行蝕刻之氣體兩者,但凹槽部分可僅藉由改變各別流動速率形成。此外,藉由在第一凹槽部分之形成之前預先設定上述流動速率,第一凹槽部分及第二凹槽部分可在一系列連續蝕刻步驟中形成。在第一凹槽部分形成為一形狀(正向楔形形狀)從而自基板之正面至背面變得較窄以抑制黏接層之剩餘部分的情況下,可僅最佳化C4F8及Cl2之流動速率及蝕刻裝置之輸出,或可僅切換流動速率以獲得這樣的形狀。此外,可藉由省略圖27C中所示之第一凹槽部分之形成來形成如圖27D中所示之此形狀。再者,此種蝕刻係作為等向性蝕刻而大致上完成。
儘管上文已描述根據實例的製造精細凹槽之方法,亦可使用其他方法,其條件為可形成第一凹槽部分以及比第一凹槽部分寬之第二凹槽部分。例如,亦可使用乾式蝕刻及濕式蝕刻之組合來形成凹槽部分。此外,不要求第一凹槽部分僅藉由第一蝕刻形成,且不要求第二凹槽部分僅藉由第二蝕刻形成。換言之,若第一蝕刻為用於第一凹槽部分之主要蝕刻,則可包括除第一蝕刻外的蝕刻,且若第二蝕刻為用於第二凹槽部分之主要蝕刻,則可包括除第二蝕刻外的蝕刻。此外,由於可能僅是至少第一凹槽部分及第二凹槽部分需要被形成,例如第三凹槽部分及第四凹槽部分亦可設置於第一凹槽部分與第二凹槽部分之間或比第二凹槽部分之位置更接近基板之背面側的位置處,且此等凹槽部分可藉由第三蝕刻及第四蝕刻來形成。
上文已詳細地描述根據本發明之例示性具體例。每一實例中的「將歸因於正面側上之凹槽寬度與背面側上之凹槽之寬度之間的差異而形成的階梯形區段」不僅包括背面側上之凹槽之寬度比正面側上之凹槽之寬度寬的狀態下的階梯形區段,而且包括在正面側上之凹槽之寬度經形成從而比背面側上之凹槽之寬度寬時(例如,在採用如圖27A至圖27D中之每一者中所示之此凹槽(亦即,正面側上之具有非恆定寬度之凹槽)的情況下)所形成的階梯形區段。此外,每一實例中之「使用具有比正面側上之凹槽之寬度厚的一厚度之一旋轉切割構件形成與正面側上之凹槽連通的背面側上之凹槽」之描述中的「正面側上之凹槽之寬度」為正面側上之凹槽之入口部分的寬度。換言之,「正面側上之凹槽之寬度」係用以清楚地描述用於與完全切晶之情況相比增加可自單一基板獲取之半導體晶片之數目的組構。這是因為可自單一基板獲取之半導體晶片之數目係藉由靠近功能元件形成所在之基板之正面的凹槽之寬度而非在正面側上之凹槽之下的背面側上之凹槽之寬度(亦即,正面側上之凹槽之入口部分之寬度)判定。另一方面,關於頂部區段是否包括或變得遠離正面側上之凹槽之寬度的判斷所需的正面側上之凹槽之寬度係自正面側上之凹槽之底部區段的位置至如較早所描述的切晶刀片之頂部區段到達的位置的最大寬度。此外,本說明書中的斷裂之抑制不限於將剝落、裂開等抑制至剝落、裂開等不能視覺辨識之程度的抑制,但抑制包括用於將斷裂抑制至某一程度的抑制及能夠將斷裂發生之可能性降低之某一程度的抑制。抑制之程度並不重要。
上文參看圖17已描述的設計切晶刀片之尖端形狀之方法亦可描述如下。也就是說,該方法為一種製造半導體晶片之方法,
其具備自一基板之背面側使用具有比正面側上之凹槽之寬度厚的一厚度之一旋轉切割構件形成與該正面側上之該等凹槽連通的該背面側上之凹槽且將該基板切晶成具有由於該正面側上之該等凹槽之寬度與該背面側上之該等凹槽之寬度之間的差異而形成之階梯形區段的半導體晶片的一步驟,其中該製程為如下製程,其中:使用具有具用於具有將在大批生產過程中採用之形狀的正面側上之凹槽的不同漸縮程度之複數個尖端形狀的切晶刀片來形成背面側上之凹槽,且在作為背面側上之凹槽之形成的結果,階梯形區段由於尖端形狀之小漸縮程度而斷裂的第一漸縮程度範圍及漸縮程度大於第一漸縮程度範圍中之漸縮程度且階梯形區段不斷裂的第二漸縮程度範圍兩者存在之情況下,藉由在大批生產過程中使用具有包括於第二漸縮程度範圍中之漸縮程度的切割構件來形成背面側上之凹槽。
此外,本發明不限於特定例示性實施例,但可在申請專利範圍中所描述的本發明之要旨之範疇內不同地修改且改變。例如,本發明亦可應用於元件自不含半導體的由玻璃、聚合物等製成之基板個別化的情況。例如,本發明亦可應用於基板以用於不含半導體之MEMS。此外,只要順序上不存在矛盾,本發明之例示性具體例中之各別步驟中的至少一些可在大批生產過程中在設計階段中執行,或所有該等步驟可作為大批生產過程之部分執行。再此外,根據本發明之例示性具體例之各別步驟可由複數個實體(其他人)執行。例如,第一實體形成基板之正面側上之凹槽,第一實體將基板(其中正面側上之凹槽已形成)供應至第二實體,藉此製備基板,且第二實體形成已製備基板之背面側上之凹槽且接著將基板切晶(分割)。換言之,第一實體可製備基板(其中正面側上之凹槽已形成)或第二實體本身可製備基板。
Claims (11)
- 一種製造半導體晶片之方法,包含:在一基板之一正面側上形成第一凹槽;藉由使用一旋轉的切割構件在該基板之一背面側上形成第二凹槽,該切割構件具有一尖端區段,該尖端區段具有比每個該等第一溝槽之寬度更寬的一切割寬度,該等第二凹槽分別向該等第一凹槽打開;將該基板切晶成具有階梯形區段之半導體晶片,該等階梯形區段係由於該等第一凹槽與該等第二凹槽之寬度間的差異而形成;在形成該等第二凹槽之前,預先處理一未經處理之尖端區段而形成該尖端區段,該尖端區段具有不使該等階梯形區段斷裂之一第一漸縮程度,且該未經處理之尖端區段具有使該等階梯形區段斷裂之一第二漸縮程度。
- 如請求項1之製造半導體晶片之方法,其中,該等第一凹槽係藉由乾式蝕刻而形成。
- 如請求項1之製造半導體晶片之方法,其中,該切割構件係一切晶刀片。
- 一種製造半導體晶片之方法,包含:在一基板之一正面側上形成第一凹槽;藉由使用一旋轉的切割構件在該基板之一背面側上形成第二凹槽,該切割構件具有經處理之一尖端區段,該尖端區段具有比每個該等第一溝槽之寬度更寬的一切割寬度,該等第二凹槽分別向該等第一凹槽打開;將該基板切晶成具有階梯形區段之半導體晶片,該等階梯形區段係由於該等第一凹槽與該等第二凹槽之寬度間的差異而形成; 在形成該等第二凹槽之前,預先處理一未經處理之尖端區段而形成該尖端區段,經處理之該尖端區段係藉由使該未經處理之尖端區段漸縮而形成,藉此使經處理之該尖端區段被形成為具有一漸縮程度,該漸縮程度對該階梯形區段之根區域施加之應力小於使該階梯形區段斷裂之一屈服應力,且該未經處理之尖端區段對該等根區域施加之應力不小於使該階梯形區段斷裂之該屈服應力。
- 如請求項4之製造半導體晶片之方法,其中,所述預先處理之步驟包括使該未經處理之切割構件相較於具有半圓形尖端區段之一切割構件更為漸縮。
- 如請求項4之製造半導體晶片之方法,其中,所述預先處理之步驟包括處理該未經處理之尖端區段使其成為一楔形尖端形狀,該楔形尖端形狀在其頂部區段不具有頂面,且該頂部區段的位置在該等第一凹槽之一寬度方向上係在該等第一凹槽的範圍內。
- 如請求項4之製造半導體晶片之方法,其中,該切割寬度之中心係在該等第一凹槽的範圍內。
- 如請求項4之製造半導體晶片之方法,該方法進一步包含:製備自旋轉方向看時截面具有實質上矩形形狀之切割構件;以及當使用所製備的該切割構件在該背面側上形成該等第二凹槽時,確認該等階梯形區段之斷裂的狀態,其中當所製備的該切割構件使一階梯形區段斷裂時,進行所述預先處理的步驟。
- 一種製造半導體晶片之方法,包含:在一基板之一正面側上形成第一凹槽;藉由使用一旋轉的切割構件在該基板之一背面側上形成第二凹槽,該切割構件具有一尖端區段,該尖端區段具有比每個該等第一溝槽之寬度更寬的一切割寬度,該等第二凹槽分別向該等第一凹槽打開;將該基板切晶成具有階梯形區段之半導體晶片,該等階梯形區段係由於該等第一凹槽與該等第二凹槽之寬度間的差異而形成;在形成該等第二凹槽之前,預先處理一未經處理之尖端區段而形成該尖端區段,該未經處理之尖端區段具有一漸縮程度以形成該未經處理之尖端區段的一頂部區段,該頂部區段施加使該階梯形區段斷裂之一最大應力,其中使該未經處理之尖端區段之該漸縮程度變得較小,從而使該切割構件具有一漸縮程度以形成該切割構件的一頂部區段,該頂部區段施加不會使該階梯形區段斷裂之一最大應力。
- 如請求項9之製造半導體晶片之方法,其中,所述預先處理之步驟係在一製造條件中進行,在該製造條件中該切割構件之該頂部區段的位置在該等第一凹槽之一寬度方向上係不被包括在該等第一凹槽的範圍內。
- 如請求項9之製造半導體晶片之方法,該方法進一步包含:確認一狀況之有無,在該狀況中該切割構件之該頂部區段的位置在該等第一凹槽之一寬度方向上係不被包括在該等第一凹槽的範圍內,其中所述預先處理之步驟係在一製造條件中進行,在該製造條件中該位置係不被包括在該等第一凹槽的範圍內。
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014227664A JP5773049B1 (ja) | 2014-11-10 | 2014-11-10 | 半導体片の製造方法 |
JP2014-227665 | 2014-11-10 | ||
JP2014-227664 | 2014-11-10 | ||
JP2014227665A JP5773050B1 (ja) | 2014-11-10 | 2014-11-10 | 半導体片の製造方法 |
JP2014237293A JP2016096321A (ja) | 2014-11-10 | 2014-11-25 | 半導体片の製造条件の設定方法、半導体片の製造方法および製造システム |
JP2014-237293 | 2014-11-25 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TWI597768B true TWI597768B (zh) | 2017-09-01 |
TW201810397A TW201810397A (zh) | 2018-03-16 |
Family
ID=56113485
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW104136678A TWI585836B (zh) | 2014-11-10 | 2015-11-06 | 製造半導體晶片之方法 |
TW106109327A TWI597768B (zh) | 2014-11-10 | 2015-11-06 | 製造半導體晶片之方法 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW104136678A TWI585836B (zh) | 2014-11-10 | 2015-11-06 | 製造半導體晶片之方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20160055711A (zh) |
TW (2) | TWI585836B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114156238A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-03-08 | 苏州科阳半导体有限公司 | 一种半导体芯片的封装结构及封装方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009088252A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Sharp Corp | ウエハのダイシング方法および半導体チップ |
JP2013022713A (ja) * | 2011-07-25 | 2013-02-04 | Disco Corp | 切削装置 |
JP2013059833A (ja) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Disco Corp | 切削ブレード先端形状検出方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003124151A (ja) * | 2001-10-17 | 2003-04-25 | Disco Abrasive Syst Ltd | サファイア基板のダイシング方法 |
-
2015
- 2015-11-06 TW TW104136678A patent/TWI585836B/zh active
- 2015-11-06 TW TW106109327A patent/TWI597768B/zh active
- 2015-11-09 KR KR1020150156761A patent/KR20160055711A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009088252A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Sharp Corp | ウエハのダイシング方法および半導体チップ |
JP2013022713A (ja) * | 2011-07-25 | 2013-02-04 | Disco Corp | 切削装置 |
JP2013059833A (ja) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Disco Corp | 切削ブレード先端形状検出方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI585836B (zh) | 2017-06-01 |
TW201624553A (zh) | 2016-07-01 |
TW201810397A (zh) | 2018-03-16 |
KR20160055711A (ko) | 2016-05-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9673351B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor chips | |
JP6281699B2 (ja) | 半導体片の製造方法、半導体片を含む回路基板および電子装置、ならびに基板のダイシング方法 | |
US9673080B2 (en) | Semiconductor piece manufacturing method | |
US9589812B2 (en) | Fabrication method of semiconductor piece | |
TWI622096B (zh) | 半導體物件之製造方法 | |
JP6269319B2 (ja) | 半導体片の製造方法 | |
TWI597768B (zh) | 製造半導體晶片之方法 | |
JP5773049B1 (ja) | 半導体片の製造方法 | |
JP5773050B1 (ja) | 半導体片の製造方法 | |
JP2016096321A (ja) | 半導体片の製造条件の設定方法、半導体片の製造方法および製造システム | |
TW202243796A (zh) | 具有邊緣輪廓的晶棒 |