專利名稱：集總的局部鋸切工藝方法
技術領域：
本發明涉及一半導體加工工藝方法，尤其關于鋸切(saw)和清洗操作。
構筑于半導體晶片上的多層器件，例如微機械正日漸普遍。許多這類器件所需對犧牲層(sacrificial layers)的加工或類似的工藝處理最好在單個芯片仍處于晶片狀時進行。
然而，如果上述工藝處理在晶片被鋸切成單個芯片前進行，那么就會出現許多和污染及碎屑有關的問題。例如，若對晶片以前幾個工序中所用的犧牲層或防護層進行去除處理，那么當晶片被分割成芯片時，因分離芯片而形成的晶片碎屑會同先前為犧牲層所防護或覆蓋住的芯片表面發生接觸。
可供選擇的另一種方法是先分割晶片，然后再在單個芯片上完成去除犧牲層或防護層一類工藝。這樣，根據工藝及其所用的載體，這種方法將會是極其費時、費力而又費錢。
因此，需要找到這樣一種方法或工藝，它允許以晶片形式進行上述工藝處理，以避免或限制因晶片分割所引起的碎屑接觸而又不需花費大量時間。
這里所揭示的本發明包括一對半導體晶片進行加工處理的方法，該法可以消除被防護面或被覆蓋面與因晶片分割所形成碎屑之間的接觸。這種工藝方法的一種實施例包括將晶片安裝在鋸架上、在晶片上局部鋸切出芯片間的諸縱橫溝槽、用防護條帶或填隙物覆蓋這些溝槽、在晶片上完成余下的工藝、撳裂晶片，然后從鋸架上對單個芯片進行拾揀和放置。
為了對本發明有一完整的理解，以及為了進一步說明本發明的優點，現結合后文的詳細說明對附例做下述簡要說明
圖1表示一從局部鋸切到分離取下單個芯片的實施例流程圖。
圖2表示一實施例流程中保護工序用的全部流程圖。
圖3a和3b表示防護條帶的對準定位。
圖4表示局部鋸切諸溝槽中有防護填隙物的晶片側視圖。
圖5a和5b表示置于鋸架上帶有局部鋸切諸溝槽的晶片側視圖，以及一種可能的晶片撳片圖案。
圖1表示一可適合在芯片間的諸溝槽中使用防護條帶或填隙物的半導體晶片用的整個工藝流程10。該工藝在對有微機械或多層結構所特有的全部工藝完成以后開始。例如，可將地址選擇電路或致動器放置或移植入襯底。于是可把一聚合物層或其他犧牲材料覆蓋在電路或致動器頂端。可對該層進行固化或工藝處理以支承微機械結構需要對致動層保持固定不動用的柱或輻(posts or spokes)。微機械有源零件用材料的施放則于晶片上定位后接著進行。在圖1所示的工藝開始之前這最后一層是否要制成圖案抑或制成圖案并加以腐蝕，則是留待用戶的工藝選擇。
因此當多半要采用本工藝方法時，將在晶片的每一芯片上出現一種多層半導體結構，其上帶有保持原樣完整無損的防護層或犧牲層。此工藝在圖1中從步驟12開始，即從在晶片上用一鋸片或鉆石刀片局部鋸切出諸縱橫溝槽開始。最好在鋸切前在整個晶片上放置一可去除的防護涂層以進一步限制因局部鋸切或劃片所產生碎屑對器件重要特性的影響。留在溝槽底部的材料厚度視襯底材料、進一步的操作限制、以及工藝設計者所選撳片分離芯片的方法而定。當鋸切或劃片實際進行時，可將晶片安放在一標準的鋸架上。
如步驟14所示，若采用防護涂層，則此涂層與局部鋸切產生的碎屑借助鋸后清洗工序加以去除。根據所使用防護涂層的材料，上述清洗去除可以是個濕法工藝。一個例子可能是用光刻膠作為防護涂層，其去除用濕法腐蝕。在步驟16中，工藝返回到了待制微機械結構所特有的諸工藝。典型的情況是，此工藝過程將包括去除犧牲層、從而允許每一機器的各有源元件均可自由運動。也可進行另外一些附加工藝，諸如薄膜工藝，用以覆蓋或保護未曾暴露過的諸微機械表面。
在步驟18，此工藝的一個優點變得明顯起來。晶片依舊完整無損保持原樣，因而芯片的對準非常精確。同時，這一步驟還允許工藝操作人員通過查明哪些芯片可用而標上記號以供其后取下來確定成品率。這可在一標準多探針測試臺上完成。
本圖步驟22的敘述很籠統。步驟22中所述防護工藝步驟的更為精確、詳盡的描述示于圖2。可見有兩種方法可供選擇。步驟26可將自完成圖1所示的步驟18后開始。用作防護物的條帶被沖壓或切割成具有同晶片上的縱橫溝槽圖案相一致的圖案。一典型材料可以是聚酯薄膜。聚酯薄膜可用諸如紫外光或低壓敏之類粘合劑處理過。于是工藝進入步驟28，此時將防護帶對準并施放于晶片上，完全覆蓋住早已局部鋸切出的諸縱橫溝槽。
上述對準的圖示描述見圖3a和3b。圖3a中所示的防護條帶44具有沖壓制成的圖案，上面存在一個對芯片用的網格代表防護帶按原樣留下的位置。圖3b中的虛線48則表示在施用防護條帶后晶片的位置。
在該實施例中，晶片隨后被安裝于一步驟30所示通常可用的晶片撳片機的框架上。有關撳片技術進一步的精確描述將在圖5a和5b中討論。其他可行的實施例可包括讓晶片滾過一鼓輪表面，當它試圖彎向鼓輪曲率時而被撳碎斷裂。
在步驟32所述的撳片工藝期間，覆蓋于諸縱橫溝槽上的防護條帶捕獲撳片所生任何碎屑。并防止其對微機械的有源零件的沾污。不管采用什么樣撳片技術，當晶片被撳碎斷裂時，防護帶的粘附力經諸如紫外光處理后將被減弱而剝落，并可用步驟34中專門揀拾、放置單個芯片的標準半導體粘片機取下這些芯片。
上述工藝的另一種方法剛好在圖1所示步驟18完成以后的同一點開始。精密注入設備完全能夠將諸如光刻膠一類防護材料以精確的量施注入諸縱橫溝槽中。圖4示出一在局部鋸切出的溝槽中已具有填隙物的晶片的側視圖。晶片48上有局部鋸切出的諸溝槽50。填隙材料52的注入應不使溝槽填得過滿而接近芯片有源區的邊緣。于是可將填隙材料進行軟-硬烘干，使之變硬而具有更佳的結構完整性。在該實施例中再次將晶片安放在步驟38所示通用撳片機的框架上。當晶片在步驟40撳裂時，填隙物將捕獲可能逸出并損害微機械結構有源區的任何碎屑。
用作填隙的材料根據其具體特性可以留在原處。所要求的材料特性在于不產生任何微粒，特別是過了一段時間以后，并且不放氣。這些特性對所有的微機械都很重要，特別是對諸如空間光調制器一類暴露在強光照射下的光學微機械尤其重要。微粒會引起光照散射和微機械阻塞。放氣膜會聚集在微機械的表面，并且增加兩表面間的靜摩擦(“粘附性”)系數。另外，如果微機械通過窗口接受光照，諸如某些封閉式空間光調制器那樣，則放氣膜將會遮住該窗口而減低光照度。一種可能的填隙材料是硅基橡膠。
在芯片通過步驟40所示的撳片工藝分離下來后，揀放裝置會如步驟42所述將芯片從框架上取走。這就完成了某些撳片方法用的防護工藝。另一種撳片方法如圖5a和5b所示。撳片可以是圖1所示工藝中的步驟24，或者并不包含溝槽防護的另一完全獨立工藝的一部分。在圖1所示工藝中唯一的步驟是步驟12的局部鋸切或其某種等效步驟。
圖5a表示置于鋸架54上的晶片48的側視圖。晶片處于劃片帶60上，后者可以是半導體工藝中常用的任何一種劃片帶。在完成所有微機械所特有的工藝過程后，必須對晶片進行撳片。晶片不必像前述那樣進行防護，盡管應該這樣做似乎更好。兩相鄰溝槽之間的距離是X。一包含有眾多單個劈刀72的楔形片70被用來提供一應力集中點，并如圖5a和5b所示在劃線上每經2X距離的各個點向上推。同樣，也可把晶片用真空從其底部對著劈刀往下拉吸。
劈刀將促使晶片按圖5b所示的圖案碎裂。芯片48a和48b將在圖58a所示的點處被一向上的撳裂所分離。芯片48b和48c將在圖58b所示的點處被一向下的撳裂所分離。晶片被撳裂后，其上的防護帶經處理以降低其粘性，例如，若為紫外光敏粘結劑，則用紫外光照射，并加以去除。如果使用以上討論的防護涂層，則可以除去或者也可以不必加以去除。于是就可使用標準的半導體粘片機將這些單個芯片從鋸架上加以拾揀和放置。
雖然至此對微機械用晶片式加工工藝的具體實施例作了描述，但并不意味這些特例被考慮作為對本發明范圍的某種限制。本發明范圍以下文的權利要求書所確定。
權利要求
1.一種半導體晶片工藝方法，其特征在于它包括a.在晶片上局部鋸切出諸縱橫溝槽；b.用一防護材料覆蓋住所述局部鋸切出的諸溝槽；c.對所述晶片進行工藝處理；以及d.將所述晶片撳裂成單個芯片。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的防護物是條帶。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的防護物是填隙物。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的工藝方法也包括去除防護物的步驟。
5.一種撳裂半導體晶片的工藝方法，其特征在于它包括a.在晶片上局部鋸切出諸縱橫溝槽;b.對所述晶片進行工藝處理;c.用一楔形片，其上包含有眾多這樣定位的點狀劈刀，即其頂尖與晶片上最接近所述諸縱橫溝槽的各點相接觸;以及d.對晶片上與所述劈刀相接觸的每一點施壓以迫使所述晶片斷裂。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于所述的鋸切步驟包括將晶片安放到鋸架上，并在整個工藝過程中始終保留在所述的鋸架上。
7.如權利要求5所述的方法，其特征在于所述的鋸切步驟包括將所述晶片安放到鋸架上，并在所述鋸切工序完成以后將所述晶片從所述鋸架上卸下。
8.如權利要求5所述的方法，其特征在于所述的施壓還包括用真空迫使所述晶片緊貼對著所述的楔形片。
9.如權利要求5所述的方法，其特征在于所述的施壓還包括用一機械手將所述晶片對著所述鋸架推。
10.一種半導體工藝方法，其特征在于它包括a.在晶片上局部鋸切出諸縱橫溝槽;b.用一防護涂層覆蓋在所述的諸溝槽;c.對所述晶片進行工藝處理;d.將一帶有眾多劈刀的楔形片置于鄰近所述的晶片處;e.施壓于對著所述劈刀的晶片，迫使所述晶片沿所述局部鋸切出的諸溝槽斷裂成芯片;以及f.取下所述的諸芯片。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于所述的防護物為條帶。
12.如權利要求10所述的方法，其特征在于所述的防護物為填隙物。
13.如權利要求10所述的方法，其特征在于所述的工藝過程也包括去除防護物的步驟。
14.如權利要求10所述的方法，其特征在于所述的鋸切步驟包括將所述的晶片安裝到鋸架上，并在整個工藝過程中始終保留在所述的鋸架上。
15.如權利要求10所述的方法，其特征在于所述的鋸切步驟包括將所述晶片安放到鋸架上，然后在所述鋸切步驟完成以后從所述鋸架上卸下所述晶片。
16.如權利要求10所述的方法，其特征在于所述的施壓還包括用真空迫使所述晶片緊貼對著所述的楔形片。
17.如權利要求10所述的方法，其特征在于所述的施壓還包括用一機械手將所述晶片對著所述鋸架推。
全文摘要
一種在半導體晶片(48)上局部鋸切出諸縱橫溝槽(50)的工藝方法。鋸切完后，諸溝槽(50)可用一防護物加以覆蓋，然后繼續對晶片象先前那樣進行工藝處理。在晶片(48)被撳裂后，防護物(52)可以被去除，也可以不必去除。此外，晶片(50)可以用一上面帶有許多劈刀(72)的楔形片(70)撳裂成單個芯片，其中單個劈刀(70)壓向局部鋸切出的諸溝槽(50)，使晶片(48)斷裂。
文檔編號H01L21/302GK1105781SQ9410121
公開日1995年7月26日 申請日期1994年1月22日 優先權日1994年1月22日
發明者邁克爾·A·米尼亞爾蒂, 拉斐爾·C·阿爾法羅 申請人:德克薩斯儀器股份有限公司