有镂空薄膜结构的硅片切割方法
【专利摘要】本发明公开了一种有镂空薄膜结构的硅片切割方法，采用晶向为100的硅片，在该硅片腐蚀出若干有镂空薄膜结构的同时，在每一该镂空薄膜结构的四周腐蚀出非穿透性的裂片槽，然后在与该裂片槽相对应的硅片的另一侧面施加正对该裂片槽方向的力将所述硅片分裂，形成若干单颗芯片。该有镂空薄膜结构的硅片切割方法降低了有薄膜结构的镂空硅片划片切割难度，解决了一般划片切割设备的硅残渣对微结构的影响，降低了划片切割时外力对微结构的损伤，可以大大提高成品率和微结构的稳定性；可以批量操作，解决了设备的单片切割的效率低下问题；大大降低了划片切割的成本，提高了加工效率。
【专利说明】有镂空薄膜结构的硅片切割方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种硅片切割方法，尤其涉及一种有镂空薄膜结构的硅片切割方法。
【背景技术】
[0002] 随着MEMS加工工艺的发展，单元越做越小、集成度越做越高、可变形薄膜越做越 多，可移动结构也越做越大，但伴随而来的就是芯片的划片切割难度越来越大。
[0003] 常用的硅片划片切割方法有机械划片切割法和激光划片切割法。机械划片切割法 是采用主轴带动切割刀高速旋转，同时用液体喷淋切割处来降温、去除硅渣。虽然机械切割 设备成本相对低，但喷淋液体会对芯片表面非切割区域镂空薄膜或移动结构造成损伤，残 留的硅渣不好去除，会大大降低成品率。激光划片切割法是利用激光束的热能实现切割，就 是将激光束照射到硅片表面时释放的能量来使工件融化并蒸发，再由气体将溶渣吹走，以 达到切割和雕刻的目的。该激光划片切割法虽然对硅片表面非切割区域损伤小，但设备成 本高，表面容易产生区域硅渔残留，效率较低。
【发明内容】
[0004] 为了克服上述缺陷，本发明提供了一种有镂空薄膜结构的硅片切割方法，降低了 有薄膜结构的镂空硅片划片切割难度，减少了划片切割时外力对微结构的损伤，同时大大 降低划片切割的成本，同时提高了效率。
[0005] 本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种有镂空薄膜结构的硅片切 割方法，采用晶向为1〇〇的硅片，在该硅片腐蚀出若干有镂空薄膜结构的同时，在每一该镂 空薄膜结构的四周腐蚀出非穿透性的裂片槽，然后在与该裂片槽相对应的硅片的另一侧面 施加正对该裂片槽方向的力将所述硅片分裂，形成若干单颗芯片。
[0006] 作为本发明的优选方案，所述裂片槽的腐蚀深度为硅片厚度的1/2?2/3。
[0007] 作为本发明的优选方案，所述裂片槽的腐蚀角度为53. 7°，该腐蚀角度为该裂片 槽一个侧边与所述硅片表面的夹角。
[0008] 作为本发明的优选方案，采用扩片器在所述裂片槽对应的硅片的另一侧施加正对 该裂片槽方向的力将所述硅片分裂，形成若干单颗芯片。
[0009] 本发明的有益效果是：该有镂空薄膜结构的硅片切割方法通过版图的合理化设 计，在湿法腐蚀微结构器件的同时，利用腐蚀时硅片的晶向、湿法腐蚀、自终止等特性，直接 腐蚀出有一定深度的裂片槽，再利用扩片器等设备，在晶向方向施加微小的力就可以分裂 出所有单颗芯片。降低了有薄膜结构的镂空硅片划片切割难度，解决了一般划片切割设备 的硅残渣对微结构的影响，降低了划片切割时外力对微结构的损伤，可以大大提高成品率 和微结构的稳定性；可以批量操作，解决了设备的单片切割的效率低下问题；大大降低了 划片切割的成本，提高了加工效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本发明实施例芯片制造过程结构示意图之一；
[0011] 图2为本发明实施例芯片制造过程结构示意图之二；
[0012] 图3为本发明实施例芯片制造过程结构示意图之三；
[0013] 图4为本发明实施例芯片制造过程结构示意图之四；
[0014] 图5为本发明实施例芯片制造过程结构示意图之五；
[0015] 图6为本发明实施例芯片制造过程结构示意图之六；
[0016] 图7为本发明实施例芯片制造过程结构示意图之七；
[0017] 图8为本发明实施例所述胶单元放大结构示意图。
[0018] 结合附图，作以下说明：
[0019] 1--硅基底 2--氮化硅层
[0020] 3--光刻胶 4--镂空胶图形
[0021] 5--裂片槽 6--抗碱胶
[0022] 7--蓝膜
【具体实施方式】
[0023] 以下结合附图，对本发明的一个较佳实施例作详细说明。但本发明的保护范围不 限于下述实施例，即但凡以本发明申请专利范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修 饰，皆仍属本发明专利涵盖范围之内。
[0024] 如图1所示，选择厚度为450微米、晶向为100的4寸硅片作为硅基底1。
[0025] 如图2所示，利用LPCVD在上述硅基底1上双面沉积低应力氮化硅层2,该氮化硅 层2厚度为500纳米。
[0026] 如图3所示，在上述硅基底1背面的氮化硅层2上涂光刻胶3,利用光刻、显影设 备，做出单元为1厘米见方，2. 5毫米见方的镂空胶图形4,以及宽度为360微米的裂片槽5 的胶图形，胶单元放大图见图8。
[0027] 如图4,背面干法刻蚀氮化娃层500nm，漏出娃基底1。
[0028] 如图5所示，去掉光刻胶3,用抗碱胶6做正面氮化硅层保护。
[0029] 然后把上述硅片放入70°C，33%的Κ0Η溶液中浸泡、腐蚀，8小时后，5毫米见方的 硅会被腐蚀干净实现镂空的氮化硅薄膜，如图6所示，但裂片槽位置由于开口宽度只有400 微米，所以1〇〇晶向硅片具有53. 7°的腐蚀角度，造成腐蚀深度达到250微米左右时，自行 终止，还留下200微米左右的硅连接。
[0030] 如图7所示，在硅片背面贴上蓝膜7,利用刀片或扩片器在正面裂片槽处施加力， 硅片就可以自行断裂，形成若干单颗芯片。
【权利要求】
1. 一种有镂空薄膜结构的硅片切割方法，其特征在于：采用晶向为100的硅片，在该硅 片腐蚀出若干有镂空薄膜结构的同时，在每一该镂空薄膜结构的四周腐蚀出非穿透性的裂 片槽，然后在与该裂片槽相对应的硅片的另一侧面施加正对该裂片槽方向的力将所述硅片 分裂，形成若干单颗芯片。
2. 根据权利要求1所述的有镂空薄膜结构的硅片切割方法，其特征在于：所述裂片槽 的腐蚀深度为硅片厚度的1/2?2/3。
3. 根据权利要求1或2所述的有镂空薄膜结构的硅片切割方法，其特征在于：所述裂 片槽的腐蚀角度为53. 7°，该腐蚀角度为该裂片槽一个侧边与所述硅片表面的夹角。
4. 根据权利要求1或2所述的有镂空薄膜结构的硅片切割方法，其特征在于：采用扩 片器在所述裂片槽对应的硅片的另一侧施加正对该裂片槽方向的力将所述硅片分裂，形成 若干单颗芯片。
【文档编号】H01L21/78GK104064519SQ201410294449
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】卢狄克, 焦斌斌, 朱恩成, 付强晟, 范紫香, 孔延梅, 刘瑞文 申请人:昆山光微电子有限公司