專利名稱：晶片的切割設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及半導(dǎo)體材料的切割設(shè)備，更具體地涉及用于晶片、尤其是超薄晶 片的切割設(shè)備。
背景技術(shù)：
晶片(例如硅晶片和IIIA-VA族化合物晶片，例如GaAs晶片等)廣泛用于半導(dǎo)體 行業(yè)。在制造晶片的過程中，首先利用晶體生長方法獲得晶棒(也稱為晶錠)，然后將晶棒 切割成晶片。切割完成之后，還需經(jīng)歷研磨、刻蝕和清洗，以及拋光等工序最終獲得可供制 造半導(dǎo)體器件使用的晶片。晶片的切割通常使用從上到下式晶片多線切割機。在利用該種切割機切割的過程 中，晶棒的底部粘接固定在工作臺上，晶棒的切割從頂部開始至底部結(jié)束。這樣的切割方法 對于超薄晶片的切割而言(例如4寸晶片切片厚度在260微米左右，或6寸晶片在300微米 左右)，切割進行到底部時晶片傾斜甚至倒伏，出現(xiàn)大量的晶片底部斷裂(所謂的“爛底”) 而造成損失。例如，采用從上到下式的多線切割(“正切”)方法，切割超薄(切片厚度大約 300微米左右)6寸晶片的破損率在35%以上。為減少損失，已經(jīng)開發(fā)了一種從下到上式的切割方法(“倒切”)晶棒通過頂部粘 接后懸掛在切割機上，從底部開始切割至頂部結(jié)束。切割完畢后，所有晶片均懸掛在粘接臺 上。采用這種倒切的方案可以有效地實現(xiàn)超薄晶片的切割，并且破損率一般不超過5%。但 是，倒切線鋸的價格通常為從上到下切割線鋸價格的2倍之多。因此，非常需要一種成本低、損耗小的晶片切割設(shè)備。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中上述問題。根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種晶片的切割設(shè)備，包括一個切割機構(gòu)，包括至少一個切割線鋸；一個底板；以及一個支撐機構(gòu)，包括至少兩個立柱和一個橫桿，所述立柱固定至底板，所述橫桿于 其兩個末端處分別可松脫地連接至各一個立柱；其中所述橫桿與各立柱連接點的高度可調(diào)。在本實用新型的一個優(yōu)選實施方案中，所述立柱設(shè)有用于放入橫桿的孔，孔中設(shè) 有緊固銷，孔的高度(孔在豎直方向至底板的距離)等于或小于待切割晶棒直徑與壓條厚 度之和。在本實用新型的一個優(yōu)選實施方案中，所述立柱可移動地固定至底板，立柱之間 的間距可調(diào)。在本實用新型的一個優(yōu)選實施方案中，所述切割機構(gòu)包括多個切割線鋸(如果各 線鋸是互相獨立的線鋸)或多重切割線鋸(如果線鋸是同一根線經(jīng)繞在切割機構(gòu)的羅拉(roller)上而形成)。在本實用新型的一個優(yōu)選實施方案中，包括兩對立柱和兩個橫桿，一對立柱及相 應(yīng)的橫桿與另一對立柱及相應(yīng)的橫桿相對于底板對稱分布。

本實用新型通過一個非限制性的實施例參照附圖來描述，在附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的晶片切割設(shè)備的示意圖。圖2是本實用新型的一個實施方案的示意圖。圖3是圖2中的晶片切割設(shè)備的局部放大圖。
具體實施方式
在本實用新型中，“切割線鋸”是指一個可以用于切割晶棒的線型物，例如帶齒或 不帶齒的金屬線。在本實用新型中，切割機構(gòu)可以包括一個切割線鋸，也可以包括裝配在同一個切 割機構(gòu)中的多個切割線鋸，或者包括由同一根線型物經(jīng)繞在切割機構(gòu)的羅拉上而形成的多
重線鋸。圖1示意性示出了現(xiàn)有技術(shù)的晶片切割設(shè)備1000。該切割設(shè)備1000包括切割機 構(gòu)120和用于固定晶棒的底板130。切割機構(gòu)120包括切割線鋸122和羅拉121。待切割 的晶棒110的頂部結(jié)合(例如通過粘合等)有壓條111，晶棒110通過其底部結(jié)合的壓條被 固定在底板130上。壓條111通常由石墨制成，也可以由例如樹脂材料等其他材料制成。在切割時，切割機構(gòu)120的切割線鋸122從上到下對晶棒110進行切割。由于晶 棒僅僅通過在其下部的底板130固定，在切割至晶棒的底部時，晶片容易傾斜或者倒伏，從 而造成了大量的晶片底部斷裂，形成爛底。爛底使得晶片的破損率非常嚴(yán)重，例如在切割超 薄6寸晶片時，破損率將達到35%以上。圖2示出了本實用新型的一個實施方案2000的示意圖。應(yīng)當(dāng)理解，以下說明對于 本實用新型而言僅是示例性的，而不應(yīng)被視為限制本實用新型。本實用新型的一種晶片的切割設(shè)備包括一個切割機構(gòu)220，包括至少一個切割 線鋸；一個底板230 ；以及一個支撐機構(gòu)，包括至少兩個立柱240和一個橫桿250，所述立柱 240固定至底板230，所述橫桿250于其兩個末端處分別可松脫地連接至各一個立柱240 ； 其中所述橫桿250與各立柱240連接點的高度可調(diào)。在本實用新型的一個優(yōu)選實施方案中，在帶溝槽的羅拉上連續(xù)繞一根鋼線，通過 羅拉上溝槽的間距(對應(yīng)于晶片厚度)來形成多重線鋸。這樣，在切割時，繞制后的平行鋼 線借助于磨料將晶棒一次性切割成厚度一致的多張晶片。在本實用新型的一個優(yōu)選實施方案中，所述立柱240設(shè)有用于放入橫桿250的孔， 孔中設(shè)有緊固銷，孔的高度(孔在豎直方向至底板的距離)等于或小于待切割晶棒直徑與 壓條厚度之和。在本實用新型的一個優(yōu)選實施方案中，所述立柱240可移動地固定至底板230，立 柱240之間的間距可調(diào)。在本實用新型的一個優(yōu)選實施方案中，所述切割機構(gòu)220包括多個切割線鋸。[0029]在本實用新型的一個優(yōu)選實施方案中，有兩對立柱240和兩個橫桿250，它們相對 于底板230對稱分布。如圖2所示，切割機構(gòu)220包括切割線鋸222和羅拉221。頂部結(jié)合有壓條211的 晶棒210通過其底部結(jié)合的壓條被固定至底板230，例如，通過粘合等方法固定至底板230。 切割線鋸222位于晶棒210上方，能夠從上到下切割晶棒210。本實用新型的切割設(shè)備相對于現(xiàn)有技術(shù)的改進之處在于晶片切割設(shè)備2000還 包括用于晶棒210的支撐機構(gòu)，該支撐機構(gòu)包括至少兩個立柱240和一個橫桿250。立柱 240通過連接裝置例如螺栓可移動地固定于底板230。橫桿250在晶棒上方沿著待切割晶棒 210的軸線延伸，在兩個末端分別連接至立柱M0，并且在切割作業(yè)時壓靠在晶棒210壓條 211中的溝槽212來支撐晶棒。同時，立柱240彼此位置可調(diào)，將晶棒210支撐在立柱240 之間。在圖2所示的實施方案中，底板230為一個工作臺形式，晶棒210由所粘合的壓條 通過粘結(jié)方式而固定至該工作臺230。所述支撐機構(gòu)也固定至該工作臺，其中兩個立柱MO 分別布置在晶棒210首尾兩側(cè)。在橫桿250放入合適位置定位后，在隨后的切割過程中，支 撐機構(gòu)和晶棒210同步上升，從而保障支撐機構(gòu)在整個切割過程中能夠有效發(fā)揮作用。在切割過程中，橫桿250穿過壓條211中的溝槽212，由于壓條211壓靠在晶棒 210上，因此橫桿可實現(xiàn)對晶棒210的支撐。如圖3所示，溝槽212橫向貫穿壓條211，橫桿 250可以位于壓條211上表面的溝槽開口進入壓條，然后沿著溝槽212向下和朝向壓條中心 的延伸走向移動至壓條的中間部分，從而實現(xiàn)對壓條和晶棒的支撐。雖然溝槽212在本實 施方案中被示為在壓條212的上表面具有開口(如圖3所示)，但在其它實施方案中，壓條 的溝槽可以在壓條的縱向側(cè)面開口，或者是一個縱向貫穿壓條端面而在側(cè)面沒有開口的溝 槽，或者溝槽也可以是一個縱向貫穿壓條的通孔。在本實用新型的一個優(yōu)選實施方案中，有兩對立柱和兩個橫桿，一對立柱及相應(yīng) 的橫桿與另一對立柱及相應(yīng)的橫桿相對于底板對稱分布。這樣，晶棒頂部設(shè)有兩個壓條，兩 個橫桿各壓靠在各壓條的縱向溝槽上。在本發(fā)明的一個具體實施方案中，橫桿250是不銹鋼棒，其直徑優(yōu)選地在3-8毫 米。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，橫桿可以由其他任何適宜的材料例如各種金屬、樹脂或 者碳纖維材料等等制成，并且可以具有其他適宜的尺寸和截面形狀，只要橫桿在晶棒的切 割過程中能夠有效地支撐晶棒以及支撐切割后的晶片即可。所述立柱240可以利用公知的各種連接機構(gòu)例如螺栓機構(gòu)或者卡扣機構(gòu)，附接至 底板230。橫桿250同樣可以利用各種已知的方式附接至立柱240上。例如在一個優(yōu)選實 施方案中，立柱240和橫桿250之間的連接是快速連接機構(gòu)。例如，在該快速連接機構(gòu)中， 兩根立柱MO的上末端分別設(shè)有孔(未示出)，用于放入橫桿250。在對晶棒切割之前，先 把立柱的孔與壓條的溝槽進行對準(zhǔn)，并確認(rèn)橫桿可以有效放入，在立柱240的頂端的孔中 至少一個上設(shè)有緊固銷，以使橫桿放入后能夠被固定，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性?？梢岳斫獾氖牵?橫桿和立柱之間的連接可以采用其它機構(gòu)例如卡合機構(gòu)或者棘爪機構(gòu)來實現(xiàn)。下面，將結(jié)合附圖簡要說明本實用新型的晶片切割設(shè)備2000的工作過程制備待切割的晶棒210，其中該晶棒210結(jié)合有具有溝槽212的壓條211，晶棒210 于其與壓條211對應(yīng)的底部粘合有另一個壓條(無溝槽)；[0039]將該晶棒和壓條(通過底部壓條)粘結(jié)至底板230的兩個立柱240之間，同時使 得立柱240上的孔與壓條211的溝槽212對準(zhǔn)(此時橫桿250還未附接至立柱M0)，以確 保橫桿250能夠被放入溝槽和立柱；利用切割機構(gòu)220對壓條211和晶棒210自上到下進行切割，在切割機構(gòu)的切割 線鋸222切過壓條211的溝槽212之后暫停切割；將橫桿250穿過壓條211的溝槽212，并且同時附接至立柱M0，使得橫桿250支 撐所述晶棒210和壓條211 ；繼續(xù)使用切割線鋸222對晶棒進行切割，直到完成對晶棒的切割。在切割完成之后，雖然帶溝槽212的壓條211被切割成了與晶片厚度相同的薄片， 但壓條依然與晶片連為一體“吊”在橫桿250上，從而有效避免了晶片的傾斜或倒伏。通過利用本實用新型的切割設(shè)備進行超薄晶片的切割試驗結(jié)果表明，該利用本實 用新型的設(shè)備可以很有效地避免晶片的傾斜或倒伏，從而有效地避免晶片損失。此外，本實用新型通過對現(xiàn)有利用正切線鋸的切割設(shè)備改造，以較低的成本有效 提高了晶片切割的成品率。這與原來需要購買昂貴的倒切線鋸系統(tǒng)(其成本為正切線鋸的 兩倍)相比，有效降低了生產(chǎn)成本。雖然本實用新型已參照所示出的實施方案進行了具體描述，但這種描述并非意欲 限制本實用新型的范圍。在不偏離本實用新型主旨和基本特征的前提下，本實用新型還可 以以其它具體的形式被實施。例如，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，上文所述切割機構(gòu)220可以利用其他切割 機構(gòu)例如激光切割機構(gòu)來替代。壓條可以由石墨、樹脂以及其它適宜的材料制成。所述實施方案僅應(yīng)被視為示例性而非限制性。所有在權(quán)利要求的等同物的含義和 范圍內(nèi)的變化方案均將包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種晶片的切割設(shè)備，包括一個切割機構(gòu)，包括至少一個切割線鋸；一個底板；以及一個支撐機構(gòu)，包括至少兩個立柱和一個橫桿，所述立柱固定至底板，所述橫桿于其兩 個末端處分別可松脫地連接至各一個立柱；其中所述橫桿與各立柱連接點的高度可調(diào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片的切割設(shè)備，其特征在于，所述立柱設(shè)有用于放入橫桿 的孔，孔中設(shè)有緊固銷，孔在豎直方向至底板的距離等于或小于待切割晶棒直徑與壓條厚 度之和。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片的切割設(shè)備，其特征在于，所述立柱可移動地固定至底 板，立柱之間的間距可調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片的切割設(shè)備，其特征在于，所述切割機構(gòu)包括多個切割 線鋸或多重切割線鋸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片的切割設(shè)備，其特征在于，包括兩對立柱和兩個橫桿，一 對立柱及相應(yīng)的橫桿與另一對立柱及相應(yīng)的橫桿相對于底板對稱分布。
專利摘要本實用新型涉及一種晶片的切割設(shè)備，包括一個切割機構(gòu)，包括至少一個切割線鋸；一個底板；以及一個支撐機構(gòu)，包括至少兩個立柱和一個橫桿，所述立柱固定至底板，所述橫桿于其兩個末端處分別可松脫地連接至各一個立柱；其中所述橫桿與各立柱連接點的高度可調(diào)。
文檔編號B28D5/04GK201841612SQ20102056708
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者劉文森, 劉繼斌, 古燕, 王元立 申請人:北京通美晶體技術(shù)有限公司