本發明涉及的是一種輪式金剛刀劃片方法,它不僅適用于低硬度的半導體材料劃片，也適用于高硬度的半導體材料劃片。屬于半導體器件制造技術領域。

背景技術：

隨著科學技術的發展，電子產品在改善人們的日常生活的同時，也使人們對電子產品的依賴性越來越強，要求越來越高，迫切的發展需求促使電子產品更新換代周期變短。其中半導體技術是促進上述變化的主要驅動力量，是電子產品不斷發展進步的核心，這也使得人們對作為電子產品“心臟”的半導體器件的性能、質量及成本提出越來越苛刻的要求。

劃片工藝是把前工序加工的晶圓用劃片機切割成單個芯片，再用分片及或手工將芯片分開，是半導體器件加工過程中關鍵工序之一，其加工質量的優劣，對器件性能及可靠性有決定性影響。當前圓片劃片方式主要有砂輪劃片、金剛刀劃片和激光劃片三種，在劃片效率、成品率及成本方面各有優劣。

但在高硬度材料如SiC、GaN等半導體材料劃片方面，三種劃片方式均存在一定局限性。由于材料硬度高，砂輪刀具損耗快使砂輪劃片成本偏高且為保證切割品質需降低劃片速度使劃片效率低；傳統金剛刀雖然硬度高，但在劃片過程中采用點接觸，磨損也非?？?，導致劃片過程中劃痕效果不一，為保證劃片質量在劃片過程中需要不停調整，因此劃片成本高、劃片效率偏低；激光劃片作為一種新型劃片技術，在劃片效率及質量方面比前面兩種劃片方式具有非常明顯的優勢，但激光劃片也存在對芯片造成的熱損傷、以及對光敏器件光學性能影響（如降低LED管芯的發光效率等）等問題，且目前激光劃片技術不算很成熟、設備昂貴等因素限制其在劃片領域的進一步推廣。

因此在高硬度半導體材料劃片方面急需一種劃片效率高、質量好、對芯片損傷小的劃片方式。

技術實現要素：

本發明提出的是一種輪式金剛刀劃片方法，將有效降低劃片過程中金剛刀損耗，提高刀具使用壽命；劃片過程中刀具狀態變化小，有效彌補金剛刀劃片在高硬度半導體劃片方面的不足。

本發明的技術解決方案：一種輪式金剛刀劃片方法，包括以下步驟：

1）備片：半導體圓片1減薄至目標厚度并完成背面工藝；

2）貼膜：用粘性膜3將待劃圓片1固定在繃環上；

3）劃片：輪式金剛刀5在設定步進、壓力、速度等條件下沿直線滾動，在半導體圓片1表面形成凹槽；

4）裂片：劃片后半導體圓片1使用裂片機在裂片壓刀7、裂片蹄刀8按設定條件下，沿凹槽位置進行劈裂；

5）分片：對裂片后半導體圓片1進行擴膜、解膠分片形成獨立芯片。

本發明的優點：

1）金剛刀在劃片過程中采用滾動劃切開槽，由原來筆式金剛刀點狀接觸磨損變更為線狀接觸磨損，刀具磨損慢使用壽命長，劃片成本低；

2）輪式金剛刀在劃片過程中磨損小，劃片狀態變化小，因此能減少劃片過程中調整頻率，提高劃片質量及效率；

3）該劃片方式能有效彌補傳統金剛刀劃片在高硬度半導體劃片方面的不足，市場應用前景好。

附圖說明

圖1為半導體圓片劃片前貼膜結構示意圖。

圖2為輪式金剛刀劃片結構示意圖。

圖3為筆式金剛刀劃片結構示意圖。

圖4為圓片裂片示結構意圖。

圖5為輪式金剛刀劃片實際效果圖。

圖中的1是半導體圓片；2是芯片背面工藝結構；3是粘性膜；4是支撐臺；5是輪式金剛刀；6是筆式金剛刀；7是裂片壓刀；8是裂片蹄刀。

具體實施方式

如附圖所示，一種輪式金剛刀劃片方法，包括以下步驟：

1）備片：半導體圓片1減薄至目標厚度并完成背面工藝2；

2）貼膜：用粘性膜3將待劃圓片1固定在繃環上，貼膜后結構如圖1所示；

3）劃片：輪式金剛刀5在設定步進、壓力、速度等條件下沿直線滾動，在半導體圓片1表面形成凹槽，輪式金剛刀5劃片結構如圖2所示；

4）裂片：劃片后半導體圓片1使用裂片機在裂片壓刀7、裂片蹄刀8按設定條件下，沿凹槽位置進行劈裂，裂片結構如圖4所示；

5）分片：對裂片后半導體圓片1進行擴膜、解膠等分片形成獨立芯片，實際效果如圖5所示。

所述輪式金剛刀劃片方式不僅適用于傳統Si、GaAs、InP等低硬度的半導體材料，也適用于GaN、SiC、藍寶石等高硬度的半導體材料；

所述步驟2）粘性膜為藍膜、UV膜的任意一種；

所述步驟3）劃片方式為金剛刀在設定步進、壓力、速度等條件下沿直線滾動，在圓片表面形成凹槽；

所述步驟4）裂片方式為裂片機在設定條件下將圓片沿凹槽位置進行裂片。

實施例1

一種輪式金剛刀劃片技術，包括以下步驟：

1）備片：將SiC圓片減薄至目標厚度60um并完成背面工藝；

2）貼膜：用UV膜將完成背面工藝的的SiC薄片固定在繃環上；

3）劃片：將待劃SiC圓片放置在MDI LS831輪式金剛刀劃片機上，真空吸牢，在壓力0.1~0.2MPa，速度10~50mm/s條件下劃片；

4）裂片：將已劃完的SiC圓片放置在Dynatex裂片機，將蹄刀與劃痕設置重合保持不動、壓刀設置到劃片槽空白位置并下壓0.03~0.2mm保持50~300ms后抬起即完成1次裂片動作，重復上述動作直至所有劃痕裂片完成；

5）分片：對裂片后圓片用擴膜機擴膜增大芯片間距，防止芯片的相互擠壓摩擦造成的碎屑、損傷，后用UV解膠機對UV膜進行解膠，降低UV膜對芯片的粘附力，以便后續封測工藝。

實施例2

輪式金剛刀劃片方法，包括以下步驟：

1）備片：將GaN圓片減薄至目標厚度100um并完成背面工藝；

2）貼膜：用藍膜將完成背面工藝的的GaN薄片固定在繃環上；

3）劃片：將待劃GaN圓片放置在MDI LS831輪式金剛刀劃片機上，真空吸牢，在壓力0.15~0.35MPa，速度10~200mm/s條件下劃片；

4）裂片：將已劃完的GaN圓片放置在Dynatex裂片機，將蹄刀與劃痕設置重合保持不動、壓刀設置到劃片槽空白位置并下壓0.05~0.2mm保持100~200ms后抬起即完成1次裂片動作，重復上述動作直至所有劃痕裂片完成；

5）分片：對裂片后圓片用擴膜機擴膜增大芯片間距，防止芯片的相互擠壓摩擦造成的碎屑、損傷，后用UV解膠機對UV膜進行解膠，降低藍膜膜對芯片的粘附力，以便后續封測工藝。

實施例3

輪式金剛刀劃片技術，包括以下步驟：

1）備片：將藍寶石圓片減薄至目標厚度（通常為100um）并完成背面工藝；

2）貼膜：用UV膜將完成背面工藝的的藍寶石薄片固定在繃環上；

3）劃片：將待劃藍寶石圓片放置在MDI LS831輪式金剛刀劃片機上，真空吸牢，在壓力0.2~0.4MPa，速度50~100mm/s條件下劃片；

4）裂片：將已劃完的藍寶石圓片放置在Dynatex裂片機，將蹄刀與劃痕設置重合保持不動、壓刀設置到劃片槽空白位置并下壓0.05~0.1mm保持100~200ms后抬起即完成1次裂片動作，重復上述動作直至所有劃痕裂片完成；

5）分片：對裂片后圓片用擴膜機擴膜增大芯片間距，防止芯片的相互擠壓摩擦造成的碎屑、損傷，后用UV解膠機對UV膜進行解膠，降低UV膜對芯片的粘附力，以便后續封測工藝。

實施例4

輪式金剛刀劃片方法，包括以下步驟：

1）備片：將SiC圓片減薄至目標厚度（通常為150um）并完成相關背面工藝；

2）貼膜：用UV膜將完成背面工藝的的SiC薄片固定在繃環上；

3）劃片：將待劃SiC圓片放置在MDI LS831輪式金剛刀劃片機上，真空吸牢，在壓力0.25~0.45MPa，速度50~100mm/s條件下劃片；

4）裂片：將已劃完的SiC圓片放置在Dynatex裂片機，將蹄刀與劃痕設置重合保持不動、壓刀設置到劃片槽空白位置并下壓0.1~0.2mm保持100~300ms后抬起即完成1次裂片動作，重復上述動作直至所有劃痕裂片完成；

5）分片：對裂片后圓片用擴膜機擴膜增大芯片間距，防止芯片的相互擠壓摩擦造成的碎屑、損傷，后用UV解膠機對UV膜進行解膠，降低UV膜對芯片的粘附力，以便后續封測工藝。

以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。