[發明專利]半導體晶片的切割刀片及方法

無效

• 申請號: 200680024194.2
• 申請日: 2006-06-30
• 公開（公告）號: CN101213645A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: J·P·小哈里斯
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: H01L21/44
• 分類號: H01L21/44;H01L21/46;H01L21/48;H01L21/50;H01L21/78;H01L21/301
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

[001]本發明涉及到半導體器件的加工。更具體地說，本發明涉及用于鋸割和單顆化(singulating)半導體晶片及晶片組件以制造半導體器件的裝置和方法。

背景技術

[002]眾所周知的是可以在晶片上加工多個半導體器件且隨后單顆化器件以便進行最終的測試和封裝。可以通過鋸割，或局部的鋸割結合沿鋸痕的受控折斷(也被稱為劃片和裂片)來完成單顆化。一般地，晶片單顆化過程包括以下步驟：對晶片進行位置對準以便切割，然后依照預定的管芯尺寸沿預先的切割槽或劃片道鋸開晶片。利用高速旋轉的金屬化或樹脂鍵合的金剛石鋸刃來實現鋸割。在一些應用中希望局部鋸割穿過晶片或晶片組件的一個表面以形成一個或多個鋸痕，然后在反面局部鋸割出一個或多個鋸痕。一旦在器件的外圍形成鋸痕，通過施加壓力以裂碎相對鋸痕之間的材料來使單個器件單顆化。在單顆化之后，對器件實施進一步的處理，如清潔、測試和封裝。鋸痕的寬度定義為切口的平均寬度加上由微碎屑(microchipping)帶來的誤差。微碎屑出現在晶片表面和鋸痕的邊緣，這是由鋸刃側邊的磨損所引起的。微碎屑也會出現在鋸痕的底部，但在這種位置一般不是什么問題。鋸痕邊緣的微碎屑不但使鋸痕比可能的其他寬度更寬，而且也會由于裂縫在鋸割過程中、在最終單顆化過程中或單顆化之后的蔓延而導致更多的問題。這些問題會導致晶片上的器件密度降低，產生最終呈現出缺陷的器件，以及更慢的處理時間。

[003]由于與鋸割和微碎屑相關的這些和其他問題，實施用于管芯單顆化的改進設備和方法是有益的，其利用改進的鋸割工藝和技術來降低鋸痕邊緣的微碎屑。潛在的其它優點可以表現為改進的刀片控制、更快的生產量、更高質量的切割、降低的損耗以及更長的刀片壽命。適于提供一個或多個這些或類似優點的改進的鋸刃和方法在該領域內是有用且有利的。

發明內容

[004]在執行本發明的原理中，依照其優選實施例，本發明提供了從半導體晶片上對單個器件進行鋸割和單顆化的設備和方法。

[005]依據本發明的一個方面，優選的半導體器件單顆化方法包括以下步驟：利用本發明特有的鋸刃鋸出鋸痕，該鋸痕近似地和設置在晶片上的多個器件的外圍相一致。在晶片的反面鋸出鋸痕，也近似地和每個半導體器件的外圍相一致。向晶片施加機械壓力，使得中間晶片材料沿相對鋸痕受控破裂，從而將每個器件與其相鄰器件切斷。

[006]依據本發明的另一個方面，優選實施例還包括在玻璃鍵合的半導體晶片的玻璃層中鋸割平行的鋸痕以便進行器件單顆化的步驟。

[007]依據本發明的另一些方面，用于半導體器件單顆化的鋸刃包括適用于繞其軸高速旋轉的金剛石圓盤。該圓盤具有環形凹槽，其對稱地沿圓盤的每個相對平面上的圓周進行安置。

[008]依據本發明的另一些方面，用于半導體晶片器件單顆化的鋸刃具有圓角刃口。圓角度數可以基于器件、晶片和工藝考慮進行選擇。

[009]本發明的優點包括但不限于有可能改進的生產量、每個晶片的更高密度、更高成品率、更長的鋸刃壽命以及降低的費用。通過仔細考察本發明代表性實施例的詳細說明并結合附圖，本領域任何一個技術人員都可以理解本發明的這些和其它特征、優點和好處。

附圖說明

[010]通過考察下述詳細說明書及附圖，可以更清晰地理解本發明，其中：

[011]圖1是含有裝配的未單顆化器件(assembled?unsingulateddevice)的玻璃鍵合半導體晶片的俯視圖，其圖示說明了本發明方法中的示例性步驟；

[012]圖2是依據本發明優選實施例的鋸刃示例的側視圖；

[013]圖3是圖2的示例性鋸刃沿直線3-3的局部橫截面；

[014]圖4A是含有本發明優選實施例所用的裝配的未單顆化器件的玻璃鍵合半導體晶片的剖開局部側視圖；

[015]圖4B是含有裝配的未單顆化器件的玻璃鍵合半導體晶片的剖開局部側視圖，其依據本發明的優選實施例展示了形成于一個表面上的鋸痕；

[016]圖4C是含有裝配的未單顆化器件的玻璃鍵合半導體晶片的剖開局部側視圖，其依據本發明的優選實施例展示了圖4B的鋸痕和晶片反面的額外鋸痕；

[017]圖4D是含有裝配的未單顆化器件的玻璃鍵合半導體晶片的剖開局部側視圖，其依據本發明的優選實施例具有如圖4C所示的反面鋸痕以及鋸痕間用于單顆化單個器件的額外受控裂縫；以及

[018]圖4E是單一玻璃鍵合半導體器件示例的局部剖開側視圖，依據本發明的優選實施例將該半導體器件與半導體晶片切割開來。

具體實施方式