绝缘体硅片的切割方法及芯片与流程

本发明涉及一种绝缘体硅片的切割方法及芯片，属于半导体器件领域。

背景技术：

在集成电路形成工艺之后，芯片被“切割”而分离成个别晶粒以封装或以未封装的形式应用于大型电路中。两个最主要被使用来切割芯片的技术为刻划(scribing)与割锯(sawing)。刻划是利用钻石尖端沿着预形成的划线(scribeline)划过芯片表面。这些划线沿着晶粒之间的空间延伸。这些空间通常被称为“切割道(street)”。钻石刻划时会沿着切割道形成浅划痕于芯片表面。当施加压力时，例如利用滚轮，芯片会沿着划线分离。芯片的断裂是跟着芯片的晶格结构进行的。刻划可使用于厚度约10密耳(千分之一英吋)或更小的芯片。对于厚度较厚的芯片，割锯是较佳的切割方式。

soi硅片(silicon-on-insulator，绝缘体硅片)的芯片切割一直是整个制程中的一个难点。目前，现有切割方法主要为刀轮切割，其原理为将刀片直接作用在芯片表面，通过金刚石颗粒撞击的方式，将芯片敲碎，再利用刀口将粉末移除。这种方法切割的芯片容易产生崩边和硅渣，对芯片性能和后续制程有较大影响。同时刀轮切割时需要刀片冷却水和切割水，容易对芯片其他部分造成影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种绝缘体硅片的切割方法及芯片，以解决传统刀轮切割绝缘体硅片会产生的崩边、硅渣、水渍等问题，保证切割完的芯片干净、无破损，同时能有助于减小切割道宽度，提高切割效率。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种绝缘体硅片的切割方法，包括以下步骤：

s1、提供绝缘体硅片和激光，所述绝缘体硅片具有自下而上依次设置的底硅、绝缘层和顶硅；

s2、将所述激光聚焦到所述绝缘体硅片中，以形成一条或多条自裂改质层；

s3、沿所述自裂改质层对所述绝缘体硅片进行切割。

进一步地，所述激光为红外光。

进一步地，所述激光的波长为1342nm。

进一步地，采用扩展胶膜法对所述绝缘体硅片进行切割。

进一步地，还包括在所述底硅上设置胶膜。

进一步地，步骤s1中，所述顶硅上设有多个功能层，所述自裂改质层设置在所述顶硅的上表面以下。

进一步地，所述底硅上设有标记，所述标记设置在相邻所述功能层之间。

进一步地，所述激光沿所述标记在所述绝缘体硅片中形成自裂改质层。

进一步地，步骤s2中，通过透镜将所述所述激光聚焦到底硅和绝缘层中。

本技术：
还提供一种根据所述的切割方法所制得的芯片。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本申请的绝缘体硅片的切割方法及芯片，通过激光隐形切割的方式，将激光聚焦于绝缘体硅片内部，在绝缘体硅片内部形成改质层，最后通过扩展胶膜等方法将绝缘体硅片分割成芯片。并且，采用干式加工工艺，无需经过水处理程序，无需与芯片其它部分接触，能显著抑制芯片切割过程中崩边、硅渣，碎屑的产生，保证了芯片的性能，有利于后续封装。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明一实施例所示的绝缘体硅片的结构示意图；

图2为本发明一实施例所示的绝缘体硅片的内部的自裂改质层的结构示意图；

图3和图4为本发明一实施例所示的绝缘体硅片的电镜图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

需要说明的是：本发明的“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等用语只是参考附图对本发明进行说明，不作为限定用语。

请参见图1，本实施例的绝缘体硅片10自下而上依次设有底硅1、绝缘层2和顶硅3，本实施例中，底硅1的厚度为392μm，绝缘层2的厚度为500nm，顶硅3的厚度为10μm，具体的材料为现有常规材料，不详细说明。

在本实施例中，通过以下步骤对该绝缘体硅片10进行切割：

请结合图2，利用透镜5将波长为1342nm的红外光聚焦到绝缘体硅片10中(内部)，以使其内部的单晶硅改质形成自裂改质层6，不同厚度的绝缘体硅片10所需切割次数不同，通过控制激光4聚焦深度，在绝缘体硅片10内部不同位置形成多条改质层，使其在绝缘体硅片10本身内应力的作用下自然裂开，最后再通过扩展胶膜的方法将绝缘体硅片10分割成芯片。具体的，顶硅3上设有多个功能层，底硅1上设有相应的，且标记对应的设置在相邻功能层之间，从而为激光4进行引导。

请参见图3，本实施例中，在距离顶硅3上的表面312μm、235μm、157μm、32μm和94um处各切一刀将底硅1切开。底硅1裂开时，顶硅3在残余应力的作用下也会随之裂开。再在所述底硅1上设置胶膜，并采用扩展胶膜法对所述绝缘体硅片10进行切割，所得芯片如图4所示。

综上所述：本申请的绝缘体硅片的切割方法及芯片，通过激光隐形切割的方式，将激光聚焦于绝缘体硅片内部，在绝缘体硅片内部形成改质层，最后通过扩展胶膜等方法将绝缘体硅片分割成芯片。并且，采用干式加工工艺，无需经过水处理程序，无需与芯片其它部分接触，能显著抑制芯片切割过程中崩边、硅渣，碎屑的产生，保证了芯片的性能，有利于后续封装。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种绝缘体硅片的切割方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、提供绝缘体硅片和激光，所述绝缘体硅片具有自下而上依次设置的底硅、绝缘层和顶硅；

s2、将所述激光聚焦到所述绝缘体硅片中，以形成一条或多条自裂改质层；

s3、沿所述自裂改质层对所述绝缘体硅片进行切割。

2.如权利要求1所述的绝缘体硅片的切割方法，其特征在于，所述激光为红外光。

3.如权利要求2所述的绝缘体硅片的切割方法，其特征在于，所述激光的波长为1342nm。

4.如权利要求1所述的绝缘体硅片的切割方法，其特征在于，采用扩展胶膜法对所述绝缘体硅片进行切割。

5.如权利要求4所述的绝缘体硅片的切割方法，其特征在于，还包括在所述底硅上设置胶膜。

6.如权利要求1所述的绝缘体硅片的切割方法，其特征在于，步骤s1中，所述顶硅上设有多个功能层，所述自裂改质层设置在所述顶硅的上表面以下。

7.如权利要求6所述的绝缘体硅片的切割方法，其特征在于，所述底硅上设有标记，所述标记设置在相邻所述功能层之间。

8.如权利要求6所述的绝缘体硅片的切割方法，其特征在于，所述激光沿所述标记在所述绝缘体硅片中形成自裂改质层。

9.如权利要求1所述的绝缘体硅片的切割方法，其特征在于，步骤s2中，通过透镜将所述所述激光聚焦到底硅和绝缘层中。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的切割方法所制得的芯片。

技术总结
本申请涉及一种绝缘体硅片的切割方法及芯片，其包括以下步骤：S1、提供绝缘体硅片和激光，所述绝缘体硅片具有自下而上依次设置的底硅、绝缘层和顶硅；S2、将所述激光聚焦到所述绝缘体硅片中，以形成一条或多条自裂改质层；S3、沿所述自裂改质层对所述绝缘体硅片进行切割。该绝缘体硅片的切割方法及芯片，通过激光隐形切割的方式，将激光聚焦于绝缘体硅片内部，在绝缘体硅片内部形成改质层，最后通过扩展胶膜等方法将绝缘体硅片分割成芯片。并且，采用干式加工工艺，无需经过水处理程序，无需与芯片其它部分接触，能显著抑制芯片切割过程中崩边、硅渣，碎屑的产生，保证了芯片的性能，有利于后续封装。

技术研发人员：李豪;吴庆才
受保护的技术使用者：苏州工业园区纳米产业技术研究院有限公司
技术研发日：2020.12.09
技术公布日：2021.03.23