專利名稱：從半導體晶片中分離芯片的方法
本半導體制造領域的發(fā)明涉及半導體制造領域內，一種分離多個諸如構造于半導體晶片上的半導體電路的功能單元，從而將晶片分割為單個芯片的方法。
在半導體生產工藝中，多個所需要的半導體電路形成于一個半導體晶片上，經檢驗而后切割為芯片以裝配器件。作為一種從半導體晶片切割芯片的工藝，已有劃線工藝，其中刻線借助于鉆石刀刃或尖端刻劃在半導體晶片表面，并通過沿著刻線分開晶片分割芯片。
我們也知道切塊工藝，其中借助于一個高速旋轉的薄鉆石輪，將輪切入半導體晶片表面并沿著輪面將輪向前移動，在半導體晶片表面形成一條窄槽，從而將晶片分割為芯片。
此外，此一技術最近已發(fā)展為，將激光束射向晶片并沿著劃線移動，從而熔化半導體薄層以形成將晶片分割為芯片的窄槽。
在現(xiàn)有技術的劃線工藝(或切塊工藝)中，在將一個半導體晶片放置在一劃線設備的平臺上并將芯片切割間距輸入劃線設備的控制裝置當中以后，多條平行刻線或凹線每隔一個間距的距離沿著X方向在半導體晶片上形成，同時多條平行刻線或窄槽同樣沿著與X方向垂直的Y方向形成，而后分離芯片并只從分離的芯片中挑選出需要的芯片。
在此過程中，平臺運動和旋轉的時候，測量鉆石刀刃或鉆石輪的運動方向與刻劃在放置于一平臺上的半導體晶片的劃線之間的角度，并控制其運動以便完成刀刃或輪的定位及其角度的相應校正。
一種使用激光束的半導體芯片分離設備在日本專利公告JP-A4-180649中公開。該設備從一個半導體晶片上選出一個芯片做為分析樣本，并通過使用激光束切割將其分離。在此工藝過程中，一臺CCD攝象機攝取半導體晶片上表面的圖象，并將圖象顯示在一個監(jiān)視器上，將確定被抽樣的所需芯片的輪廓的坐標以顯示在監(jiān)視器上的晶片的圖解形式輸入到監(jiān)視器上，從而通過使用激光束照射在激光器移動的時候加熱特定區(qū)域僅僅切割該芯片。
眾所周知，即使是使用激光束直接照射刻劃于半導體晶片上的劃線，由于激光能量對于半導體的低吸收率，劃線的效率也是相當?shù)偷摹Ｒ阎环N技術使得借助激光束分離半導體芯片更加容易。例如，日本專利公告JP-A8-264491公開了一種工藝，其中從半導體晶片上的分隔線去掉一層半導體以暴露襯底背面的一個金屬導體層，而激光束直接照射到金屬導體層上，熔化它并分離芯片。同樣，一項PCT國際專利申請(由Mitsubishi電子公司申請的國際公開AP162763)公開了一種使借助激光束分離半導體晶片更加容易的方法，其中從半導體晶片上去掉一層半導體，晶片上的功能單元沿著劃線構造以便形成由金屬薄膜定位的凹線，而激光束直射到金屬導體層上，熔化它并分離芯片。
但是，這些機械劃線工藝適應于通過從一個邊緣到對邊連續(xù)跨越晶片切割以分離芯片，卻不能只分離一個位于晶片內部所需位置的芯片，這是因為劃線或凹線是通過沿直線移動一個劃線刀或鉆石輪而形成的。
因此，當在一塊半導體晶片上構成了多個需要的半導體電路并接著檢驗半導體電路及確定了帶有合格半導體電路的適當芯片之后，通過劃線分離一個適當?shù)男酒臅r候，帶有合格半導體電路的必要的芯片，在所有芯片無論其必要與否都分離之后，才被挑揀出來。
同樣在一塊半導體晶片上構成具有不同芯片尺寸的兩種或多種半導體電路的情況下，從半導體晶片切割僅僅一種類型的芯片使得不可能切割其它類型的芯片，在此情況下，其它類型的芯片必須從其它半導體晶片切割。從一塊半導體晶片切割兩種或多種半導體電路需要以一種不大可能實現(xiàn)的特殊布局來排列這些半導體電路。
使用激光束的芯片抽樣工藝公開于日本專利公告JP-A4-180649，此工藝在僅從晶片切割特定芯片的時候是適用的。然而，此工藝在設置坐標上花費太多的時間，導致當從許多半導體晶片上僅僅大量切割必要的芯片時的低效率，并且對于批量生產是不現(xiàn)實的。
在借助于激光束分割芯片的情況下，因為激光束在加熱晶片襯底材料方面的效率低并且特別是金屬薄膜反射激光束而表現(xiàn)出一種吸收激光能量的低效率，這也使得有必要開發(fā)一種高速劃線技術。有鑒于此，本發(fā)明人已經提出一種技術，其中為了切割芯片已經在半導體晶片上預先形成了劃線，以便易于通過照射激光束切割或熔化劃線，從而提高切割芯片的速度(日本專利申請?zhí)?-173960)。
考慮到上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種將半導體晶片分割為芯片的方法，該方法能在用激光束劃線的同時設置從半導體晶片有效切割多個芯片的芯片坐標。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種從半導體晶片切割少量特定芯片的方法。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種芯片分離的方法，它能夠分離兩種或多種構造在半導體晶片上的具有不同形狀的半導體電路芯片，同時根據(jù)品種分類。
本發(fā)明是一種通過使用激光束照射刻劃于半導體晶片上的劃線從半導體晶片分離所需芯片的方法，激光束受控于完成掃描到半導體晶片上的激光束定位的數(shù)值控制的掃描控制裝置，掃描到X-Y坐標平面上。
本發(fā)明的方法包括以下步驟a)輸入相應于半導體晶片上芯片尺寸的沿著X軸和Y軸的切割間距，從而在坐標平面上形成假想劃線；b)將相對于假想劃線的非劃線區(qū)域的X-Y坐標值輸入到掃描控制裝置；及c)按在激光束掃描控制裝置的控制下指定給X和Y軸方向的間距將激光束掃描到半導體晶片上，同時照射非劃線區(qū)域外的劃線，從而形成貫穿晶片的窄槽并將晶片分割為芯片。
根據(jù)本發(fā)明的芯片分離方法，激光束沿著X軸和Y軸方向掃描到X-Y坐標平面上，并且以切割激光束照射劃線區(qū)域。因此，在根據(jù)芯片的長和寬確定間距的同時，為了劃線的設定輸入X軸和Y軸的間距。而后，不用激光束照射的區(qū)域，即非劃線區(qū)域的坐標，被指定以便在特定區(qū)域停止放射激光束，而以打開的激光束照射其它區(qū)域的劃線，從而切割芯片。在此情況下，一個不被激光束照射的、毗鄰芯片將不彼此分離的劃線區(qū)域被選做非劃線區(qū)域。此方法減少了切割大量芯片時確定坐標的工作量，從而使得有可能從一個半導體晶片快速切割大量所需芯片。
激光束掃描控制裝置包括一個控制相對于放置在平臺上的半導體晶片上表面的激光束光軸位置的機構。為此目的，可以使用這樣一種機構，激光束發(fā)射端是固定的，而晶片放置的平臺受控移動，還可以使用一種控制激光束移動的裝置。對于控制裝置，一個折射激光束以改變入射角的機構做為輔助機構使用。
本發(fā)明的方法包括以塊間距的形式輸入間距，它們包括兩個或多個芯片以在坐標平面上構成塊區(qū)域，以及在每一個塊區(qū)域中指定每一個芯片的間距的步驟。
本發(fā)明的方法還包括在確定非劃線區(qū)域的時候確定一個包括多個芯片的大范圍劃線區(qū)的步驟。在此步驟中，位于大范圍劃線區(qū)之外的劃線定義為一個將不被掃描激光束照射的區(qū)域。
當使用確定大范圍劃線區(qū)的功能時，大范圍劃線區(qū)外的區(qū)域不被激光束照射，因此非劃線區(qū)可只在大范圍劃線區(qū)內指定。
當大范圍劃線區(qū)限制在構造芯片的晶片區(qū)域內的時候，不制作芯片的靠近晶片邊緣的區(qū)域可以排除在照射區(qū)域之外，由此使得提高確定坐標操作的效率成為可能。
為區(qū)域指定坐標的操作能更好地應用于從晶片上切割一個或幾個特定芯片，從而使確定坐標的操作更加簡單。
根據(jù)本發(fā)明，從一個半導體晶片分離芯片的方法進一步包括步驟d)將在半導體晶片上提供的兩個定位標志的坐標預先輸入到掃描控制裝置；e)借助于位置檢測裝置檢測在固定于平臺之上的半導體晶片上提供的兩個定位標志，從而確定標志的X和Y坐標；f)比較指定的標志坐標與檢測到的標志坐標，以便確定相對于晶片坐標的激光束掃描坐標的位移和旋轉角度；以及g)以傾斜了掃描激光束形成窄槽的步驟c)中的旋轉角度的方向，沿著X軸和Y軸同時掃描激光束。
由于這使得在以旋轉角度θ掃描激光束的過程中校正坐標成為可能，激光束的光軸不會從晶片上的劃線偏離，因此象現(xiàn)有技術那樣通過旋轉晶片或平臺調整旋轉角度θ是不必要的。
下面參照附圖詳細描述本發(fā)明。


圖1A表示在根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式分離芯片的過程中，在坐標平面上以輸入間距指定非劃線區(qū)用于假想劃線的情況下的坐標。圖1B表示在照射未在圖1A相同方法分離芯片過程中指定在晶片非劃線區(qū)的劃線之后分離的一個晶片的上表面。
圖2A表示一個晶片的上表面，表明在沿著X軸方向掃描激光束光軸從而在根據(jù)本發(fā)明分離芯片的過程中形成劃線窄槽的時候以激光束照射晶片的過程。圖2B表示一個晶片的上表面，表明一個在如圖2A以激光束照射之后在Y軸方向掃描的過程。
圖3表示在根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式分離芯片的過程中，校正從平臺的角度觀察的坐標的坐標。
圖4是一個表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式分離芯片的過程的流程圖。
圖5表示一個晶片的上表面，表明一個根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于指定非劃線區(qū)的一個大范圍劃線區(qū)域。
圖6A是一個用于根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式分離芯片的過程的一個晶片的截面圖，而圖6B是示于圖6A的晶片的一個頂視圖。
在本發(fā)明分離芯片的過程中，為了將多個構造于晶片上的諸如集成電路或其它電子電路的功能單元分離為各含一個單元的芯片，以激光束照射芯片間的劃線從而完成芯片的自動劃線加工。在此方法中，激光束光軸的掃描位置受控于使用數(shù)值控制的掃描控制裝置，從而借助于掃描的X和Y方向受控的激光束從半導體晶片分離芯片。
作為可用于本發(fā)明的劃線加工方法，有一種激光束直接掃描固定的晶片上表面的方法及一種將晶片和平臺一起移動而相應地固定激光束的工藝。前一種激光束直接掃描的方法進一步分為一種借助于掃描裝置移動激光器的方法和一種折射來自激光器的激光束的方法。
本發(fā)明適用于上述兩種方法，為了掃描將晶片與平臺一起驅動的方法將在下面給予描述。
在平臺驅動類型的劃線加工方法中，當一個激光器固定在平臺上方的時候一個位于裝置在X-Y掃描裝置(掃描器)的平臺上的晶片在X和Y方向移動，以由激光器發(fā)射的激光束照射晶片的上表面以便在移動的晶片上形成連續(xù)的劃線槽從而沿著劃線槽分割芯片。
平臺上的X-Y掃描器受控于配備具有數(shù)值控制能力的計算機，并根據(jù)已輸入的坐標數(shù)據(jù)完成X-Y掃描器的位置控制。掃描控制裝置有一個連接計算機的視頻監(jiān)視器來顯示圖像特別是坐標的檢測平臺上的晶片并在監(jiān)視器上顯示晶片的位置檢測裝置。對于位置檢測裝置，視頻攝像機常用來在監(jiān)視器上顯示晶片的圖像，并且特別是為了比較，顯示經過檢測的兩個位置標記以及預先形成的掃描控制裝置的坐標平面上的劃線槽的圖像。
實施方式1在根據(jù)本發(fā)明的從半導體晶片分離芯片的方法中，X-Y坐標系定義為如圖1A和圖1B所示的掃描控制裝置中的晶片上表面的X-Y平面。例如，X-Y坐標系的原點O設置在晶片的中心，同時X軸設置為沿著被切割芯片的長邊而Y軸與X軸成直角。X軸和Y軸可互換。
在步驟a)中，沿著X軸和Y軸的相應于半導體晶片上一個芯片的尺度的切割間距Px和Py輸入到掃描控制裝置。通常，芯片4的沿著長邊的長度取為X方向的間距Px而芯片4的沿著短邊的長度取為Y方向的間距Py。這些間距可以是一個芯片的尺寸。這允許多條相互成直角的假想劃線2(21,22)劃于坐標平面上，從而確定劃線交叉點的坐標。
在步驟b)中，非劃線區(qū)21a、22a的坐標值輸入到掃描控制裝置形成已由前面工序的輸入定義的假想劃線2(21,22)。坐標并非通過指定待加工的假想劃線而是通過指定待加工的假想劃線區(qū)域確定。劃線的區(qū)域由X軸方向的劃線和Y軸方向的劃線確定，通常方式是輸入劃線交叉點的坐標21(x,y)、21(x,y)。
而后晶片1置于平臺的指定位置并暫時固定。
在步驟c)中，激光束沿著或是X或是Y的方向以指定間距掃描半導體晶片1，例如利用掃描控制裝置首先沿著X軸(圖2(A))以指定間距掃描，然后沿著Y軸(圖2(B))以指定間距掃描。貫穿此掃描過程，待加工的劃線區(qū)域21a、22a不被關閉的激光照射，而激光束在未被指定的劃線區(qū)域21b、22b的劃線位置是打開的以便在半導體晶片的劃線上形成窄槽。
在c)的掃描步驟中，根據(jù)本實施方式，激光束的光軸與晶片表面大體上成直角，而掃描控制裝置控制X-Y掃描器的位置，以便X-Y掃描器沿著X方向和Y方向二維移動半導體晶片。
在初次掃描在X軸方向進行的情況下，如圖2A所示，在從一個端點(一個邊緣)按指定間距經過中心到另一個端點(另一個邊緣)反復Y方向掃描的同時，激光束光軸90在X軸方向移動，從位于晶片1外面左上方的起始點91a出發(fā)反復跨越晶片，并且在X方向順序跟蹤多條平行劃線，最終到達端點92a。
而后，當激光束沿著Y軸方向掃描，激光束的光軸90，在從一個端點(一個邊緣)按指定間距經過中心到另一個端點(另一個邊緣)反復X方向掃描的同時，在Y軸方向從左下方的起始點91b開始跨越晶片反復移動，并且在Y方向順序跟蹤多條平行劃線，最終到達端點92b。
當在X軸方向掃描的時候，以激光束照射除指定區(qū)域21a之外的X軸方向的多條平行劃線21形成劃線槽31，并且當下一次掃描在Y軸方向進行的時候，以激光束照射除指定區(qū)域22a之外的X軸方向的多條平行劃線22形成劃線槽32。以此方式，一個由在X和Y方向彼此相交的劃線槽31、32包圍的部分被分離為芯片4。
此實施方式進一步包括一種校正由掃描控制裝置建立在平臺上的X-Y坐標系與晶片1上的X＇-Y＇坐標系之間的誤差的方法。
為了校正坐標的目的，在c)的掃描步驟之前包括下面描述的步驟。包括校正坐標工序的工藝過程示于圖4的流程圖中，校正的方法示于圖3。
在步驟d)中，如圖2所示，半導體晶片1上的兩個位置標志Ma、Mb的X和Y坐標(晶片上的X＇-Y＇坐標系)預先輸入到掃描控制裝置。對于兩個位置標志Ma、Mb，舉例來說，使用印制在一個特定芯片的定位標志。
在步驟e)中，如圖2所示，固定在平臺上的半導體晶片1上的兩個位置標志Ma＇、Mb＇(定位標志)由位置檢測裝置檢測，以便確定輸入到掃描控制裝置的從平臺(平臺的X-Y坐標系)觀察的標志坐標。
對于位置檢測裝置，通常一個視頻攝像機用于攝取顯示在監(jiān)視器上的晶片的圖像。兩個定位標志與預先建立在監(jiān)視器上的掃描控制裝置的坐標，即平臺的坐標相比較并輸入到掃描控制器。
在步驟f)中，晶片上標志的指定坐標Ma、Mb與從平臺角度觀察晶片的檢測到的坐標比較以便計算x方向和y方向的偏差Δx、Δy以及相對與平臺坐標(也是激光束的掃描坐標)的晶片坐標的旋轉角度θ。這些數(shù)據(jù)用于假想劃線21到從平臺坐標系觀察的晶片坐標的坐標轉換，以便給出從轉換的平臺坐標系(X-Y坐標系)觀察的假想劃線21’的方程式。
在步驟g)中，如果在借助于c)中的激光束形成窄槽過程中的轉換之后根據(jù)假想劃線方程式掃描平臺，激光束的光軸能跟蹤當前晶片上的劃線，并且適當?shù)恼弁ㄟ^激光束照射未指定的劃線區(qū)形成而不會偏離劃線，從而通過步驟c)中的一系列操作獲得芯片4。
因為位于平臺上的晶片的旋轉角度θ可以在掃描激光束的過程中校正，象現(xiàn)有技術那樣通過旋轉晶片或平臺調整旋轉角度θ是不必要的。
圖4表示此實施方式的一個例子的流程圖。在此工藝過程的第一個步驟中，輸入X方向和Y方向的間距到掃描控制裝置后，形成假想劃線且在X方向和Y方向的劃線上指定非劃線區(qū)，而后輸入定位標志的坐標。
下一步，晶片置于固定平臺上，檢測裝置依據(jù)輸入的晶片坐標系中的坐標檢測晶片上表面上的位置標志，并且在校正坐標的時候，確定從平臺坐標系觀察的劃線方程。
下一步，激光束的光軸通過平臺X方向的掃描跟蹤劃線。用激光束照射除非劃線區(qū)之外的X方向劃線。
X方向掃描后，用激光束照射Y方向劃線。
此過程結束，芯片被分離。
實施方式2在此實施方式中，a)中輸入間距的步驟包括一個輸入兩個或多個芯片的塊間距以便在坐標平面上形成一個塊狀區(qū)域。
在步驟a)中，相應于半導體晶片上一個芯片尺寸的沿X軸和Y軸的切割間距輸入到掃描控制裝置。在此步驟中，間距以包括兩個或多個芯片的塊間距的形式輸入以在坐標平面上形成兩個或多個塊狀區(qū)域。
通過輸入X方向和Y方向的塊間距，每一塊狀區(qū)域指定為包括適當數(shù)目的芯片。
每一塊狀區(qū)域中，沿著長邊的芯片長度取為X方向間距而沿著短邊的芯片長度取為Y方向間距。這些間距也可以是一個芯片的尺寸。這允許在坐標平面上劃多條相互垂直的假想劃線，從而確定劃線交叉點的坐標。
在步驟b)中，非劃線區(qū)的坐標值替代由前面步驟輸入定義的假想劃線輸入到掃描控制裝置。劃線的區(qū)域通過首先給定塊狀區(qū)域然后輸入X軸方向劃線區(qū)及Y軸方向的劃線區(qū)的坐標來定義。
構造塊狀區(qū)域對于指定非劃線區(qū)是有好處的。如果一個晶片包括X方向的100個間距(Y方向的100條劃線)及Y方向的200個間距(X方向的200條劃線)，特別是，坐標以塊單位計，那么坐標輸入中的錯誤能夠有效地防止。同樣，一個有兩個定位標志的芯片也能夠容易地給定。
接下來的步驟c)可以與第一實施方式的情形同樣完成。
實施方式3此實施方式介紹一種在給定非劃線區(qū)的步驟b)中給定大范圍劃線區(qū)坐標的方法。
也就是說，在劃線上給定區(qū)域之前將非劃線區(qū)給定為一個較大的區(qū)域。通過考慮給定的非劃線區(qū)之外的區(qū)域，指定坐標值的繁瑣操作可能在大范圍劃線區(qū)的情況下被省略。
在此實施方式中，各步驟完成如下。
在步驟a)中，沿著X軸和Y軸的相應于半導體晶片上一個芯片的尺度的切割間距輸入到掃描控制裝置。沿著長邊的芯片長度取為X方向的間距而沿著短邊的芯片長度取為Y方向的間距。這些間距可以是一個芯片的尺寸。這允許多條相互成直角的假想劃線劃于坐標平面上，從而確定劃線交叉點的坐標。
在步驟b)中，非劃線區(qū)的坐標值替代由前面步驟輸入定義的假想劃線輸入到掃描控制裝置。在此實施方式中，為一個或多個包括由坐標給定的閉合線包圍的一個區(qū)域的一個或多個芯片的大范圍劃線區(qū)指定坐標。例如，在區(qū)域是如圖5所示的一個矩形的情況下，給定四個頂點的四個坐標30a、30b、30c、30d。然而，大范圍劃線區(qū)并不限制為一種矩形的形狀，而可以是有一個臺階的多邊形或十字形，在此情況下給定圖形輪廓的外角301的坐標以及內角302的坐標。
大范圍劃線區(qū)外的假想劃線定義為那些不加工的劃線。另一方面，定義待加工的內部劃線是方便的。當可確定為指定區(qū)域的兩組坐標定義的線段所需的一條劃線的屬性對應于假想劃線的情況下，加工線段是方便的。在此情形中，所有大范圍劃線區(qū)內的劃線都被加工。因此當大范圍劃線區(qū)另外包括一個非劃線區(qū)的時候，該非劃線區(qū)通過輸入其坐標重新定義。
當排除一個位于半導體晶片外圍附近的無用芯片的區(qū)域或一個構造于半導體晶片上的理論上可得到的芯片之外的區(qū)域的時候，非劃線區(qū)是適宜的。例如，當一個2寸晶片在一個切割4寸晶片的設備上加工的時候，必須指定2寸晶片外的所有區(qū)域為非劃線區(qū)。然而，在此實施方式中，僅僅將實際上構造芯片的2寸晶片的區(qū)域指定為一個大范圍劃線區(qū)就夠了，使得有可能避免在外圍區(qū)域指定非劃線區(qū)的繁瑣操作。
當非劃線區(qū)有很大的面積沒有芯片從晶片切割的時候，大范圍劃線區(qū)還使得一旦給定了一個大范圍劃線區(qū)就不必指定非劃線區(qū)。可以在坐標平面上給定多個大范圍劃線區(qū)。只有給定的大范圍劃線區(qū)將以激光束照射并切割為芯片。
更進一步，給定大范圍劃線區(qū)能用于指定一個包括多個芯片的區(qū)域，還可以用于僅僅指定一個芯片。
在步驟c)中，激光束光軸以給定間距沿著X或Y方向掃描半導體晶片，例如通過由掃描控制裝置控制下的X-Y掃描設備驅動的平臺的掃動，首先以給定間距沿著X方向掃描而后以給定間距沿著Y方向掃描。貫穿此掃描步驟，當激光束光軸處于大范圍劃線區(qū)外的時侯，劃線被認為是非劃線區(qū)并且不用激光照射即將其關閉。當激光束掃描大范圍劃線區(qū)內時，激光束打開以便用激光束照射劃線并形成窄槽。然而，一個其中的一個非劃線區(qū)指定在一個大范圍劃線區(qū)內的區(qū)域不用激光束照射即將其關閉。因此晶片上除非劃線區(qū)外的大范圍劃線區(qū)內部沿著劃線槽分割為芯片，而同時大范圍劃線區(qū)外的區(qū)域保持不加工。
實施方式4在第四種實施方式中，上述實施方式的工藝過程對一個半導體晶片重復二或多次。在此實施方式中，從同一半導體晶片如經過所述步驟分離所述芯片那樣，進一步經所述步驟分離另一個芯片。這是為了處理已在前面實施方式的工藝過程中從中分離出芯片的半導體晶片的目的以便分割剩余的沒有在前面處理的芯片。
作為第一個例子，下面描述這樣一種工藝過程，它適用于半導體晶片上分布有二或多種具有不同尺寸即間距的芯片的情況。
在第一個分離過程中，在間距輸入步驟a)中將沿著X軸和Y軸的相應于第一個芯片的尺寸的第一切割間距輸入到掃描控制裝置。假想劃線交叉點的坐標定義于坐標平面上。在步驟b)中，第一類芯片排列的區(qū)域外的所有區(qū)域視為非劃線區(qū)，并且非劃線區(qū)的坐標值輸入到掃描控制裝置替代已由前面步驟的輸入定義的假想劃線。在步驟c)中，激光束的光軸按第一切割間距掃描半導體晶片，先沿X方向，后沿Y方向。貫穿此掃描步驟，不以激光照射非劃線區(qū)，即關閉激光，而同時在未指定的劃線區(qū)，即其中排列第一類芯片的區(qū)域，激光束打開，以便通過激光照射從半導體晶片分離第一類芯片，而形成一個其上留有第二類芯片的晶片。
在第二個分離步驟中，在間距輸入步驟a)中將沿著X軸和Y軸的相應于第二個芯片的尺寸的第二切割間距輸入到掃描控制裝置。在步驟b)中，第二類芯片排列的區(qū)域外的所有區(qū)域視為非劃線區(qū)，并且其坐標值輸入到掃描控制裝置替代假想劃線。在步驟c)中，激光束的光軸按第二切割間距掃描半導體晶片，先沿X方向，后沿Y方向。貫穿此掃描步驟，不以激光照射非劃線區(qū)，即關閉激光，而同時在未指定的劃線區(qū)，即其中排列第二類芯片的區(qū)域，激光束打開，以便通過激光照射從半導體晶片分離第二類芯片，從而分離出兩類芯片。
如果有多于兩類具有不同間距的芯片構造于晶片上，上述分割操作重復芯片種類的次數(shù)。
作為下一個例子，這樣一個步驟將在后面描述為用于半導體晶片包括兩類不同尺寸，即不同間距，的芯片排列于其上的情形中。
在第一個分離過程中，在間距輸入步驟a)中將沿著X軸和Y軸的相應于第一類芯片的尺寸的第一切割間距輸入到掃描控制裝置之后，假想劃線交叉點的坐標在步驟b)中輸入，以定義第一類芯片排列為一個大范圍劃線區(qū)的區(qū)域。在步驟c)中，激光束的光軸按第一切割間距掃描半導體晶片，舉例來說，先沿X方向，后沿Y方向。貫穿此掃描步驟，不以激光照射大范圍劃線區(qū)之外的區(qū)域，即關閉激光，而同時在大范圍劃線區(qū)內，激光束打開，以便通過激光照射從半導體晶片分離第一類芯片，而形成一個其上留有第二類芯片的晶片。
在第二個分離步驟中，在間距輸入步驟a)中將沿著X軸和Y軸的相應于第二個芯片的尺寸的第二切割間距輸入到掃描控制裝置之后，假想劃線交叉點的坐標在步驟b)中輸入以定義第二類芯片排列為一個大范圍劃線區(qū)的區(qū)域。在步驟c)中，激光束的光軸由掃描控制裝置按第二切割間距掃描半導體晶片，先沿X方向，后沿Y方向。貫穿此掃描步驟，不以關閉的激光照射大范圍劃線區(qū)之外的區(qū)域，而同時在未指定的劃線區(qū)，即大范圍劃線區(qū)，激光束打開，以便通過激光照射從半導體晶片分離第二類芯片，從而分離出兩類芯片。
相應于具有不同間距的芯片種類的數(shù)目，這樣的分割操作重復多次。
實施方式5在此實施方式中，提供帶有預先在上述分離步驟中構造于晶片沿其斷為芯片的劃線上的凹線，即劃線凹槽。如圖6(A,B)所示，劃線凹槽通過借助于刻蝕法去除半導體晶片1的一窄條半導體層12而產生，而在半導體晶片背面留下一個電極金屬層作為凹線的底部。由于半導體層已被去除，能夠提高通過激光照射加工其上構造了劃線凹槽的半導體晶片的速率。正如發(fā)明人在一個單獨的應用(日本專利申請?zhí)?-173960)中指出的那樣，由于構成劃線凹槽底部的電極金屬層，例如其中的一層金或合金，對于激光束具有高反射系數(shù)及相應的低加熱率，沿著劃線凹槽淀積的高激光束反射系數(shù)的一層金屬膜23用作凹線的底部。鎳可用作金屬膜23。更可取的是，也在電極金屬層11的背面構造凹線以便使電極金屬層激光束照射的部分更薄，從而使得有可能進一步改善激光束加工速率。
通過預先構造劃線凹槽20，它被一層作為金屬膜23的鎳膜覆蓋于半導體晶片上表面上的劃線上，激光束加工速率能夠顯著提高，從而使芯片分割操作更有效率。
為此目的，在電路單元之間的半導體晶片沿其分割的劃線上刻蝕半導體層12以構造凹線，然后凹線底部的金屬層通過蒸發(fā)淀積或構造劃線凹槽20相同的步驟覆蓋鎳膜23，而后應用根據(jù)第一實施方式或第四實施方式的芯片分割方法。如上所述的劃線凹槽20能用于本發(fā)明的所有方法。
本發(fā)明分割芯片的方法，為了通過以受控于掃描控制裝置掃描X-及Y-軸方向的激光束照射從半導體晶片分離所需芯片的目的，包括步驟a)輸入沿著X軸和Y軸的相應于芯片尺寸的切割間距，b)給定非劃線區(qū)的坐標值，以及c)按X或Y方向給定的間距在激光束掃描控制裝置的控制下激光束掃描半導體晶片，同時照射除非劃線區(qū)外的劃線以便形成窄槽并將晶片分割為芯片。因此，大量芯片可以快速而高效地分割而不用在一個大區(qū)域內個別給定。
根據(jù)本發(fā)明的方法，因為間距是以各自包括二或多個芯片的塊間距的形式輸入以便在間距輸入步驟中在坐標平面上定義塊狀區(qū)域的，它使得較容易在隨后的步驟中給定非劃線區(qū)的坐標并進一步使得較容易給定或檢測兩個定位標志的坐標。
根據(jù)本發(fā)明的方法，因為大范圍劃線區(qū)的坐標在指定非劃線區(qū)的步驟中給定，從一個特定區(qū)域分離芯片能夠容易通過掃描激光束完成而且易于確認不同間距的兩類或多類芯片，從而使得快速高效分割少量排列于晶片上的不同種類的芯片成為可能。因為大范圍能夠給定以便排除一個位于半導體晶片外圍附近的無用芯片的區(qū)域或一個構造于半導體晶片上的理論上可得到的芯片之外的區(qū)域，指定非劃線區(qū)的繁瑣操作可以省略。
根據(jù)本發(fā)明的方法，因為大范圍劃線區(qū)能夠以芯片為單位給定并能給定為包括多個芯片，從晶片上抽樣單個芯片的操作可以變得非常容易。
本發(fā)明的方法能夠在一個晶片上重復二或多次，且對于分割不同形狀的芯片是有效的。
根據(jù)本發(fā)明的方法，進一步通過給定半導體晶片上的兩個定位標志的坐標并檢測固定于平臺上的晶片的標志，使得有可能經過坐標變換以X軸和Y軸擺動一個形成窄槽的步驟c)中的一個旋轉角的方向掃描激光束，從而使得不必細調平臺上的晶片角度。
由于為分割先前構造于其上的芯片提供帶有劃線凹槽的半導體晶片，并特別為劃線凹槽的底部覆蓋一層具有高激光束吸收效率的金屬膜，借助于激光束的劃線操作可以更快地完成，這就使得本方法在提高操作效率方面特別有效。
權利要求
1．通過用光軸受控于執(zhí)行掃描位置數(shù)值控制的掃描控制裝置以掃描X-Y平面的激光束照射晶片來從半導體晶片分離所需芯片的方法，包括以下步驟將沿著X軸和Y軸的對應于半導體晶片上的芯片尺寸的切割間距輸入到掃描控制裝置；為掃描控制裝置規(guī)定非劃線區(qū)坐標用于在輸入間距的步驟中形成的假想劃線；以及通過將激光束照射到規(guī)定非劃線區(qū)之外的劃線形成劃線槽，其中掃描控制裝置以指定間距沿著X和Y的任一方向將激光束的光軸掃描過半導體晶片，然后以指定間距沿另一方向掃描光軸，從而分離芯片。
2．根據(jù)權利要求1的方法，其中輸入間距的步驟包括以下步驟輸入包括兩個或多個在坐標平面上構成塊狀區(qū)域的芯片的一個塊的塊單位間距；以及而后輸入塊狀區(qū)域內的切割間距。
3．根據(jù)權利要求1的方法，其中規(guī)定非劃線區(qū)的步驟包括指定包含一個或多個芯片的一個或多個大范圍劃線區(qū)的坐標，以及指定每一個大范圍劃線區(qū)中的非劃線區(qū)；以及大范圍劃線區(qū)外的所有區(qū)域定義為非劃線區(qū)。
4．根據(jù)權利要求3的方法，其中大范圍劃線區(qū)規(guī)定為不包括位于半導體晶片外圍附近的無用芯片區(qū)或構造于半導體晶片上的理論上可得到的芯片之外的區(qū)域。
5．根據(jù)權利要求3的方法，其中大范圍劃線區(qū)以芯片為單位指定。
6．根據(jù)權利要求3的芯片分離方法，其中大范圍劃線區(qū)指定為包含多個芯片。
7．根據(jù)權利要求1的方法，其中從已通過所述步驟分離了所述芯片的同一半導體晶片上，進一步通過所述步驟分離其它芯片。
8．根據(jù)權利要求1的方法，進一步包括以下步驟預先給掃描控制裝置指定半導體晶片上的兩個或多個定位標志的坐標；借助于位置檢測裝置檢測固定于平臺的半導體晶片上的這兩個或多個定位標志，從而確定標志的X-Y坐標；比較標志的坐標數(shù)據(jù)，以便測定坐標軸相對于晶片的旋轉角；以及按在由激光束掃描形成窄槽的步驟中以傾斜了旋轉角的X方向和Y方向的方向掃描。
9．根據(jù)權利要求1的方法，其中為了分離芯片預先在半導體晶片上形成劃線槽。
10．根據(jù)權利要求9的方法，其中劃線槽由一種在其底部形成的具有高激光吸收率的金屬膜覆蓋。
全文摘要
提供一種將半導體晶片分割為芯片的方法,它能夠用半導體加工領域的激光束在劃割多個功能單元,諸如在半導體晶片上構成的半導體電路的同時為從半導體晶片切割多個芯片而高效設置坐標。芯片通過沿著X軸和Y軸以切割間距進給掃描控制裝置而被分割,給掃描控制裝置指定非劃線區(qū)的坐標值用于假想劃線,同時掃描控制裝置按給定間距沿X方向,而后沿Y方向,將激光束掃過半導體晶片,如此照射給定非劃線區(qū)以外的劃線以便形成窄槽并將晶片分割為芯片。
文檔編號H01L21/78GK1225502SQ9811945
公開日1999年8月11日 申請日期1998年10月7日 優(yōu)先權日1998年2月6日
發(fā)明者松岡敬, 林一夫, 竹野祥瑞, 森安雅治 申請人:三菱電機株式會社