[发明专利]用于减少芯片空间的沟槽划线

说明书

本发明涉及用于对半导体晶片上形成的半导体芯片进行划片和分开的方法和系统。

在已有技术中，一般使用一个或几个可采用的步骤对在单块半导体材料晶片上形成的芯片进行划片和分开。这些已有技术的步骤一般把晶片附着到一层带粘性的易于处理的薄膜上，随后在沿芯片行和列之间的“路径”发生断裂，以分开这些芯片。然后从薄膜上取下这些芯片，并以标准方式对它们进行加工。

晶片的断裂一般是由以下几种方法实现的：(1)用激光沿“路径”在晶片中划出凹痕，然后弄断晶片；另一个方法是(2)沿“路径”在晶片中锯出凹槽，然后弄断晶片；或者其有一个方法是(3)沿“路径”整个地锯断晶片。

以上所述已有技术中出现的问题是，在芯片分开时为防止芯片破坏需要较大的“路径”宽度，这便浪费了大量半导体材料或芯片表面区域。在用以上列举的方法(1)和(2)使晶片断裂的情况下，凹处以下晶片中的缺口可能不是直的，导致芯片尺寸的不均匀。拉锯也可能引起晶片表面处的断裂，当在包含电学元件的表面处发生拉锯时，这就成了缺陷的起因并减少了电子元件的产量。

依据本发明，提供了一种用于划分半导体晶片并分开在此晶片上或晶片内形成的芯片的方法和系统，它本质上减少了在已有技术中出现的以上列举的问题。

简单地说，通过在半导体材料的晶片上刻蚀沟槽以代替已有技术中的“路径”来实现此改进。在芯片制造开始、期间或最后，以构图和刻蚀的标准方式进行刻蚀，以限定晶片表面上的每个芯片区。然后分开芯片的过程包括把含沟槽的表面固定到模片键合粘合胶带上，然后沿沟槽方向从相反一侧锯出与沟槽隔开或不隔开的凹槽。作为优先考虑的技术程序，当沟槽部分地伸过晶片时，可用与上面讨论的已有技术相同的方式完成分开，即折断。此时，例如使对晶片多多少少是透明的光(诸如硅晶片情况下的红外线)通过被掩蔽的晶片，从而使拉锯或其它凹槽形成过程与沟槽对准。此过程把对于芯片有源表面由于在已有技术中实行的在包含电学元件的芯片表面上进行拉锯所引起的破坏减到最少。

可以看出，本发明的过程把所需的“路径”宽度减少了量度的大约一个数量级，因为与已有技术的拉锯和激光划片相比，可更精确地控制通过刻蚀形成的沟槽。同样明显的是，从晶片的反面进行拉锯操作所需的精确度比已有技术中的要求低得多，因为它只需要在位于晶片体内与有源表面隔开的某点处的沟槽附近的某处进行拉锯切割。此外，对每块芯片有源表面的破坏可被减到最少，因为在该表面不进行拉锯和/或激光划分。

图1是一部分依据已有技术局部制造的半导体晶片的俯视图；

图2是沿图1的2-2线所取的剖面图；

图3到5是依据本发明制造半导体芯片的部分流程图。

首先参考图1和2，其中示出一部分典型的未全部制备好的的已有技术晶片1，它具有用于限定芯片或小片7的竖直方向的“路径”3和水平方向的“路径”5。利用上述已有技术中的一种，即先在“路径”3中设置切口9并在“路径”5中设置类似的切口(未示出)，接着沿线13分开或折断，使芯片7彼此分开。“路径”3和5的宽度一般在大约3到5千分之一英寸的范围内，以适应划片设备的偏差，并使由于拉锯或类似过程对芯片表面的破坏减到最少。已有技术制备工艺包括在如图2所示的任何划片操作开始前，把晶片固定到一易于处理的薄膜11上，它一般是其上涂有粘合剂的可弯曲薄膜。

现在参考图3到5，其中示出依据本发明制造芯片的部分流程图。在图3中，示出依据本发明的半导体晶片21的剖面，晶片上部有有源表面25和已刻蚀到晶片的有源表面用于确定晶片上芯片的沟槽27。

如图4所示，由晶片21上的有源表面25把晶片固定到拉锯带29上，此拉锯带可以是类似于易于处理的薄膜的粘合剂材料，并正可如下面所讨论的，该薄膜对所要利用的光是透明的。然后形成如图4所示的锯口或凹槽28，它与沟槽27对准，并最好在沟槽上方延伸一小段距离。另一个实施例的所述凹槽28可延伸到沟槽27。例如，在硅晶片的情况下，此光可以是红外光，因为对于此光频率硅是透光的。选择光的频率和其它的对准操作，以适用于所使用的半导体晶片材料，并提供对准功能。

然后如图5所示，从拉锯带29上取下晶片21，把具有凹槽28的表面再一次固定到易处理薄膜33，该薄膜可以是类似于以上讨论过的易处理薄膜的粘合剂材料，然后沿沟槽27和凹槽28之间的线31通过折断或已有技术中的类似过程来分开芯片。如果凹槽28已被锯成与沟槽27相接触，则不必进行折断的步骤。