專利名稱：晶片鋸割機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的說來涉及一種晶片鋸割機(jī)，更具體地說，涉及這樣一種鋸割機(jī)，它能基本上把晶片鋸割期間在晶片與鋸片之間因摩擦而產(chǎn)生的硅粒子及熱能排走。
在半導(dǎo)體裝置制作過程中，晶片鋸割加工是通過采用具有鉆石尖的割刀，將其上制有多個集成電路(IC)的硅晶片分割成單個半導(dǎo)體集成電路塊。
圖1是一種傳統(tǒng)晶片鋸割機(jī)的主體圖。在圖1中，晶片鋸割機(jī)100是用于由D1SCO公司(日本)制造的晶片分割設(shè)備DFD-640中的。參看圖1，該鋸割機(jī)100有這樣的結(jié)構(gòu)割刀70與主軸馬達(dá)62的轉(zhuǎn)軸64連接，并由主軸馬達(dá)62的回轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)動。兩個噴射沖洗液90的側(cè)噴咀72分置于割刀70的兩側(cè)，且連接于晶片鋸割機(jī)100的主體66上。各個側(cè)噴咀72由許多隔開的子噴咀76組成。一中心噴咀74設(shè)置于割刀70驅(qū)動方向的前方并連接于此鋸割機(jī)100的主體上，它也用于噴射沖洗液90。
使用上述晶片鋸割機(jī)100，就能鋸割晶片，將其上形成了多個集成電路的硅晶片分割成多個單獨(dú)的半導(dǎo)體集成電路塊。在將具有多個IC52的晶片50裝在工作臺42上后，與主體66的轉(zhuǎn)軸64連接的割刀70就由晶片鋸切機(jī)100的主軸馬達(dá)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，并沿著分割線54將晶片50分割成多個單獨(dú)的IC52。
當(dāng)上述割刀70分割晶片50時，割刀70將硅磨掉，會產(chǎn)生小的硅粒子，即硅屑。在鋸割之后仍然殘留在晶片頂面上的硅粒子會在以后進(jìn)行的加工過程中造成許多故障，例如，在粘接連接線時或在模壓加工時會引起故障。而且，晶片50和割刀70之間因摩擦產(chǎn)生的熱會損傷晶片50上的IC52。因此，晶片鋸割機(jī)100有側(cè)噴咀72及中央噴咀74，它們在晶片割鋸期間或之后分別向割刀70或晶片50的頂面噴射沖洗液90，用以將硅粒沖掉或排除熱量。由側(cè)噴咀72和中央噴咀74噴出的沖洗液90能使被加熱的割刀70及晶片50冷卻。此外，沖洗液90還能使晶片50表面清潔，并消除割刀70與晶片50之間的摩擦。一般說來，DI水(Deionized Water，除去離子的水)可以用作沖洗液90。也就是說，沖洗液90是用以清潔和冷卻晶片50和割刀70的。
由于采用上述晶片鋸割機(jī)100的晶片鋸割方法不能將所有的硅粒子全部沖冼走，那些未被沖走的硅粒子會殘留在晶片頂面。特別是，較細(xì)的硅粒子會漂浮在空氣中，然后會落在晶片頂面上。因此，這些較細(xì)的硅粒子會妨礙后續(xù)工序。
在10級或10級以下的清潔度條件下組裝起來的電荷耦合器件(CCD)中，這些細(xì)小的硅粒子及導(dǎo)電的塵土都集積在該器件晶片的表面上，對這種電荷耦合器制作的產(chǎn)品的屏柵極產(chǎn)生有害的影響，甚至使其失效。在這里的術(shù)語“級”意指每一立方英尺中含有0.5μm或更大直徑的塵粒的數(shù)量。此外，電荷耦合器以外的別的器件是在約1000級的清潔度環(huán)境下組裝的。
因此，殘留在晶片頂面的硅粒子會降低由其制作的制品的成品率和生產(chǎn)率，并使其性能變壞。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種晶片切割機(jī)，它基本上從晶片上清除鋸割加工期間產(chǎn)生的所有硅粒及熱量，因而提高了IC器件之類的半導(dǎo)體器件組裝工作的成品率及生產(chǎn)率。
上述目的是通過一種用于分割晶片的晶片鋸割機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，該晶片上有多個以很多分割線將其分隔成單個集成電路的集成電路塊。這種鋸割機(jī)包括一分割刀，它能旋轉(zhuǎn)并沿著分割線移動；一由兩個側(cè)噴咀和一中央噴咀組成的噴射裝置，上述側(cè)噴咀的位置在分割刀兩側(cè)，并以設(shè)定的角度將沖洗液噴到分割刀上和晶片的頂面上，位于分割刀驅(qū)動方向前方的上述中央噴咀也以一設(shè)定的角度將沖洗液噴到分割刀上和晶片60的頂面上；以及一抽吸裝置，用于將分割刀在晶片上產(chǎn)生的硅粒子從晶片頂面上吸走。
下面，結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，本發(fā)明的各種其它特征及優(yōu)點(diǎn)將更容易理解。附圖中各相同的構(gòu)件都用相同的標(biāo)號表示。附圖中圖1是一種傳統(tǒng)晶片鋸割機(jī)的立體圖，該設(shè)備是用于日本Disco公司制造的DFD-640晶片分割設(shè)備中的；圖2是本發(fā)明的晶片鋸割機(jī)的剖視圖；圖3是剖視圖，它表示通過本發(fā)明晶片鋸割機(jī)側(cè)噴咀上的單個子噴咀噴射沖洗液的情況；圖4是側(cè)視圖，它表示通過本發(fā)明晶片鋸割機(jī)中央噴咀噴射沖洗液的情況；圖5是本發(fā)明晶片鋸割機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況的立體圖。
下面參照


本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖2是本發(fā)明晶片鋸割機(jī)的側(cè)視圖。在圖2中，標(biāo)號50是上面有多個電荷耦合器(CCD)的一塊晶片。晶片50上有多塊集成電路(IC)52，各IC彼此用一組分割線54分隔開。在晶片50上制有基本驅(qū)動電路。與其它普通的晶片不同，上面制有多塊IC的晶片頂面上沒有用于IC52頂面的、作用如照相機(jī)鏡頭一樣的鈍化層。晶片50約厚680μm。由于在制有IC的頂面上沒有鈍化層，所以此表面極易為外界的環(huán)境應(yīng)力損傷。因此，必須更加小心地進(jìn)行晶片鋸割加工。在圖2中，晶片50裝在工作臺42的上表面上，以便分割成單個IC塊。
在晶片50上面放置一臺晶片鋸割機(jī)10。該鋸割機(jī)10的結(jié)構(gòu)為一與主軸馬達(dá)(圖中未示出)的回轉(zhuǎn)軸14連接的分割刀20，該主軸馬達(dá)安裝在晶片鋸割機(jī)10的主體16上。兩個側(cè)噴咀22，一個中央噴咀24，一個上噴咀29及一抽吸咀32都連接在晶片鋸割機(jī)10的主體16上。兩個側(cè)噴咀22的位置在分割刀20的兩側(cè)，每個側(cè)噴咀22上有多個分隔開的子噴咀(圖中未示出)。中央噴咀24的位置在分割刀20驅(qū)動方向的前方，上噴咀29則安裝在分割刀20的上方。抽吸咀32的位置在分割刀20驅(qū)動方向的后方。上述側(cè)、中央噴咀和上噴咀22，24及29都與盛放沖洗液40的罐28連通，用以以預(yù)定壓力噴射沖洗液40。抽吸咀32則與提供抽吸力的真空抽吸泵30連通。
圖3是剖視圖，用以表示通過本發(fā)明晶片鋸割機(jī)中側(cè)噴咀的各分隔開的子噴咀噴射沖洗液的情況。參看圖3，側(cè)噴咀22上的許多子噴咀26以33.5°的角度向分割刀20及晶片50的頂面噴射沖洗液40。角度33.5°是指通過側(cè)噴咀22的噴射的沖洗液40的上、下包絡(luò)線26′、26″之間的夾角為33.5°。在現(xiàn)有的晶片鋸割機(jī)中，沖洗液只是通過噴咀噴向分割刀。但是根據(jù)本發(fā)明，側(cè)噴咀22的子噴咀26的噴射角擴(kuò)大到了33.5°，使沖洗液40不但能通過側(cè)噴咀22噴射到分割刀20上，也能噴射到晶片50的頂面上。
圖4是本發(fā)明晶片鋸割機(jī)經(jīng)中央噴咀噴射沖洗液的側(cè)視圖。參看圖4，中央噴咀24處在分割刀20驅(qū)動方向的前方，它的作用是冷卻被加熱的分割刀20，和沖洗掉晶片鋸割加工過程中產(chǎn)生的硅粒子。中央噴咀24的工作是這樣控制的，即，它使通過中央噴咀24中心的水平線24’與通過中央噴咀24噴出的沖洗液的中心線24″之間的夾角成向下的15°角。這就是說，通過中央噴咀24的沖洗液40不僅被噴到分割刀20上，而且也以設(shè)定的向下的角度將沖洗液40噴射到晶片50的頂面上。此時，側(cè)噴咀22用于從晶片50的頂面上除去硅粒子，同時使晶片50的頂面光潔，而中央噴咀24則既用于從晶片50的頂面除去硅粒子，也用于使分割刀20冷卻。
圖5是本發(fā)明晶片鋸割機(jī)工作情形的立體圖。參看圖5，晶片50安裝于工作臺42上，然后使轉(zhuǎn)動的晶片鋸割機(jī)10的分割刀20下降到晶片50的頂面，并與晶片50的分隔線54接觸。之后，沿著分隔線54將晶片50切割成許多塊單獨(dú)的IC塊52。與此同時，DI水(除去離子的水)以約120kg/cm2的壓力經(jīng)上噴咀29沿垂直方向噴射至晶片50的頂面上，上述用作沖洗液40的DI水的導(dǎo)電率約為200～400kΩm。與此同時，中央噴咀24和側(cè)噴咀22分別以向下的15°角和33.5°角，以1公升/分鐘的流量噴射DI水40。沖洗液40經(jīng)各噴咀22、24和29噴射至晶片50的頂面和分割刀20上，從而將鋸割期間產(chǎn)生的硅粒子沖走，并使被加熱的分割刀20及晶片50冷卻。
在各噴咀22，24及29工作期間，真空抽吸泵30通過抽吸咀32提供約1080Pa的抽吸力。因此，硅粒子一產(chǎn)生出來就被抽吸咀30吸走。最好，在各噴咀22、24及29噴射沖洗液之前就使抽吸咀32產(chǎn)生抽吸作用。在晶片鋸割期間產(chǎn)生的硅粒子56中極細(xì)小的粒子及相當(dāng)大的粒子均經(jīng)抽吸咀32被抽去。因此，通過使用本發(fā)明的抽吸咀32，可更有效地除去硅粒子56。
與此同時，最好使側(cè)噴咀22及中央噴咀24的噴射角分別為15°+10°及33.5°+10°，以便改善其清潔及冷卻效果。而且，如果將上噴咀安裝于晶片和分割刀的上方，將抽吸裝置置于分割刀驅(qū)動方向的后方，并將側(cè)噴咀22，中央噴咀24的噴射角分別定為向下的15°和33.5°，那就更好。
已經(jīng)利用本發(fā)明的晶片鋸割機(jī)將晶片分割成單個IC的晶片，并測量了其成品率。其結(jié)果列于表1表1
現(xiàn)在結(jié)合表1說明試驗結(jié)果。在此試驗中，經(jīng)側(cè)、中央及上噴咀噴射了沖洗液，并經(jīng)抽吸咀抽吸了硅粒子。
首先，當(dāng)采用與現(xiàn)有的晶片鋸割機(jī)一樣的零度噴射角的中央噴咀及23.0°噴射角的噴咀組成的晶片鋸割機(jī)分割晶片時，硅粒子不能被除去，仍然殘留在晶片頂面上的四邊上。在此情況下，裝配后的IC成品率為88.7％，試驗后的成品率為65.6％，組裝與試驗后的總成品率為58.2％。在表1中，組裝成品率、試驗成品率及總成品率分別指，組裝后的成品率，試驗后的成品率及組裝、試驗后的總成品率。以后，術(shù)語“試驗后的成品率”意指完成安裝工藝后的成品率。
第二，將中央噴咀的噴射角變?yōu)?5°，側(cè)噴咀的噴射角仍與第一種情況一樣。如表一中晶片狀況所示，在晶片頂面兩邊緣處殘留有硅粒子。組裝后的成品率為87.0％，試驗后的成品率為69.0％，組裝、試驗后的總成品率為60.2％。很明顯，與第一種情況相比總成品率提高了。
第三，將中央噴咀，側(cè)噴咀的噴射角分別變?yōu)?5°及33.5°。如表1中晶片狀況所示，無論在晶片頂面的哪個區(qū)域都不再殘留任何硅粒子。亦即是說，可以認(rèn)為在晶片鋸割期間的硅粒子已被全部清除。在此情況下，組裝后的、試驗后的成品率、及組裝、試驗后的總成品率分別為92.0％、80.3％及74.2％。與第一種普通的情況相比，組裝后的，試驗后的成品率及組裝、試驗后的總成品率分別增加了3.3％，14.7％及16％。由于采用了第三種情況的晶片鋸割機(jī)，全部硅粒子均被除去，無任何硅粒子殘留在晶片IC的頂面上。因此，在后續(xù)工序中因殘留硅粒而引起的故障減少了，所以能夠顯著地提高總成品率。
如上述實(shí)施例所示，在晶片鋸割加工中，本發(fā)明的晶片鋸割機(jī)的中央和側(cè)噴咀的噴射角擴(kuò)大了，而且沖洗液經(jīng)中央和側(cè)噴咀噴射至晶片上。亦即是說，沖洗液不僅噴向分割刀，而且也噴向晶片的頂面。此外，沖洗液還經(jīng)過上噴咀沿垂直方向以高壓噴向晶片頂面。經(jīng)中央、側(cè)、及上噴咀噴射沖洗液改善了冷卻和清潔效果。
真空抽吸泵之類的經(jīng)抽吸咀提供抽吸力的抽吸裝置，能夠除去晶片在鋸割期間在頂面上產(chǎn)生的硅粒子。在圖示情況中，抽吸裝置置于分割刀驅(qū)動方向的后方，緊靠著硅粒集中的區(qū)域，只要硅粒一產(chǎn)生，就立即被抽吸走。而且，本發(fā)明的真空抽吸泵的抽吸力能夠除去懸浮于空氣中的極細(xì)小的硅粒子，并防止由于分割刀的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的硅粒子的回流。
通過有效地除去在晶片鋸割期間產(chǎn)生的硅粒子，本發(fā)明的晶片鋸割機(jī)能夠提高晶片分割的成品率及后續(xù)工序中的成品率。
雖然在上機(jī)只詳細(xì)介紹了本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，但應(yīng)該明白，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到的本發(fā)明基本原則的許多變型和改型，仍然屬于本申請的權(quán)利要求書中所確定的本發(fā)明的基本精神和范圍內(nèi)。
而且，雖然本發(fā)明的實(shí)施例使用了由DISCO公司制造的DFD-640型晶片鋸割機(jī)的改進(jìn)型和用于電荷耦合器(CCD)的晶片，但應(yīng)該很明白，此晶片及此晶片鋸割機(jī)的各種變型和改進(jìn)型仍然屬于本發(fā)明的基本精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于將其上有多個IC塊的一塊晶片分割成單個IC塊的晶片鋸割機(jī)，上述多個IC塊用許多條分割線彼此分隔開，此鋸割機(jī)包括一分割刀，它能轉(zhuǎn)動并沿著分割線移動；一噴射裝置，它由兩個側(cè)噴咀及一個中央噴咀組成，上述側(cè)噴咀的位置在分割刀兩側(cè)，并以設(shè)定的角度將沖洗液噴到分割刀上和晶片的頂面上，位于分割刀驅(qū)動方向前方的上述中央噴咀也以一設(shè)定的角度將沖洗液噴到分割刀上和晶片的頂面上；以及一抽吸裝置，用以將分割刀在晶片上產(chǎn)生的硅粒子從晶片頂面上吸走。
2.如權(quán)利要求1所述的晶片鋸割機(jī)，其特征在于，上述噴射裝置還有一上噴咀，它處于分割刀驅(qū)動方向的上方，而且沿垂直方向向晶片頂面噴射沖洗液。
3.如權(quán)利要求1所述的晶片鋸割機(jī)，其特征在于，控制上述抽吸裝置，使它在噴射裝置工作之前先工作。
4.如權(quán)利要求1所述的晶片鋸割機(jī)，其特征在于，抽吸裝置的位置在分割刀驅(qū)動方向的后方。
5.如權(quán)利要求1所述的晶片鋸割機(jī)，其特征在于，上述沖洗液的噴射壓力為120+20kg/cm2。
6.如權(quán)利要求1所述的晶片鋸割機(jī)，其特征在于，上述中央噴咀所噴射的沖洗液在通過中央噴咀中心的水平線與所噴沖洗液中心線之間的夾角為向下的15°+10°角。
7.如權(quán)利要求1所述的晶片鋸割機(jī)，其特征在于，上述側(cè)噴咀所噴射的沖洗液上、下包絡(luò)線之間的夾角為33.5°+10°。
8.如權(quán)利要求1所述的晶片鋸割機(jī)，其特征在于，上述噴射裝置及抽吸裝置兩者均連接在晶片鋸割機(jī)的主體上。
9.如權(quán)利要求1所述的晶片鋸割機(jī)，其特征在于，上述沖洗液是導(dǎo)電率為200～400KΩm的DI水(除去離子的水)。
10.如權(quán)利要求1所述的晶片鋸割機(jī)，其特征在于，上述IC塊是其上表面沒有鈍化層的電荷耦合器件(CCD)。
全文摘要
一種分割有多個用分割線分開的IC塊的晶片的晶片鋸割機(jī),它有一可轉(zhuǎn)動及沿分割線移動的分割刀;由兩個側(cè)噴嘴,一個中央噴嘴組成的噴射裝置,側(cè)噴嘴在分割刀兩側(cè),以一設(shè)定角度向分割刀及晶片頂面噴射沖洗液,中央噴嘴在分割刀驅(qū)動方向的前方,也以一設(shè)定角度向分割刀及晶片頂面噴射沖洗液;以及一有效地除去切割時產(chǎn)生的硅粒子的抽吸裝置。本發(fā)明的鋸割機(jī)能提高晶片分割及后續(xù)加工中的成品率。
文檔編號H01L21/02GK1201083SQ9712023
公開日1998年12月9日 申請日期1997年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月29日
發(fā)明者宣龍均, 張三福, 張東成, 姜鉉求 申請人:三星電子株式會社