有鏤空薄膜結構的硅片切割方法
【專利摘要】本發明公開了一種有鏤空薄膜結構的硅片切割方法，采用晶向為100的硅片，在該硅片腐蝕出若干有鏤空薄膜結構的同時，在每一該鏤空薄膜結構的四周腐蝕出非穿透性的裂片槽，然后在與該裂片槽相對應的硅片的另一側面施加正對該裂片槽方向的力將所述硅片分裂，形成若干單顆芯片。該有鏤空薄膜結構的硅片切割方法降低了有薄膜結構的鏤空硅片劃片切割難度，解決了一般劃片切割設備的硅殘渣對微結構的影響，降低了劃片切割時外力對微結構的損傷，可以大大提高成品率和微結構的穩定性；可以批量操作，解決了設備的單片切割的效率低下問題；大大降低了劃片切割的成本，提高了加工效率。
【專利說明】有鏤空薄膜結構的硅片切割方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種硅片切割方法，尤其涉及一種有鏤空薄膜結構的硅片切割方法。

【背景技術】
[0002] 隨著MEMS加工工藝的發展，單元越做越小、集成度越做越高、可變形薄膜越做越 多，可移動結構也越做越大，但伴隨而來的就是芯片的劃片切割難度越來越大。
[0003] 常用的硅片劃片切割方法有機械劃片切割法和激光劃片切割法。機械劃片切割法 是采用主軸帶動切割刀高速旋轉，同時用液體噴淋切割處來降溫、去除硅渣。雖然機械切割 設備成本相對低，但噴淋液體會對芯片表面非切割區域鏤空薄膜或移動結構造成損傷，殘 留的硅渣不好去除，會大大降低成品率。激光劃片切割法是利用激光束的熱能實現切割，就 是將激光束照射到硅片表面時釋放的能量來使工件融化并蒸發，再由氣體將溶渣吹走，以 達到切割和雕刻的目的。該激光劃片切割法雖然對硅片表面非切割區域損傷小，但設備成 本高，表面容易產生區域硅漁殘留，效率較低。


【發明內容】

[0004] 為了克服上述缺陷，本發明提供了一種有鏤空薄膜結構的硅片切割方法，降低了 有薄膜結構的鏤空硅片劃片切割難度，減少了劃片切割時外力對微結構的損傷，同時大大 降低劃片切割的成本，同時提高了效率。
[0005] 本發明為了解決其技術問題所采用的技術方案是：一種有鏤空薄膜結構的硅片切 割方法，采用晶向為1〇〇的硅片，在該硅片腐蝕出若干有鏤空薄膜結構的同時，在每一該鏤 空薄膜結構的四周腐蝕出非穿透性的裂片槽，然后在與該裂片槽相對應的硅片的另一側面 施加正對該裂片槽方向的力將所述硅片分裂，形成若干單顆芯片。
[0006] 作為本發明的優選方案，所述裂片槽的腐蝕深度為硅片厚度的1/2?2/3。
[0007] 作為本發明的優選方案，所述裂片槽的腐蝕角度為53. 7°，該腐蝕角度為該裂片 槽一個側邊與所述硅片表面的夾角。
[0008] 作為本發明的優選方案，采用擴片器在所述裂片槽對應的硅片的另一側施加正對 該裂片槽方向的力將所述硅片分裂，形成若干單顆芯片。
[0009] 本發明的有益效果是：該有鏤空薄膜結構的硅片切割方法通過版圖的合理化設 計，在濕法腐蝕微結構器件的同時，利用腐蝕時硅片的晶向、濕法腐蝕、自終止等特性，直接 腐蝕出有一定深度的裂片槽，再利用擴片器等設備，在晶向方向施加微小的力就可以分裂 出所有單顆芯片。降低了有薄膜結構的鏤空硅片劃片切割難度，解決了一般劃片切割設備 的硅殘渣對微結構的影響，降低了劃片切割時外力對微結構的損傷，可以大大提高成品率 和微結構的穩定性；可以批量操作，解決了設備的單片切割的效率低下問題；大大降低了 劃片切割的成本，提高了加工效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1為本發明實施例芯片制造過程結構示意圖之一；
[0011] 圖2為本發明實施例芯片制造過程結構示意圖之二；
[0012] 圖3為本發明實施例芯片制造過程結構示意圖之三；
[0013] 圖4為本發明實施例芯片制造過程結構示意圖之四；
[0014] 圖5為本發明實施例芯片制造過程結構示意圖之五；
[0015] 圖6為本發明實施例芯片制造過程結構示意圖之六；
[0016] 圖7為本發明實施例芯片制造過程結構示意圖之七；
[0017] 圖8為本發明實施例所述膠單元放大結構示意圖。
[0018] 結合附圖，作以下說明：
[0019] 1--硅基底 2--氮化硅層
[0020] 3--光刻膠 4--鏤空膠圖形
[0021] 5--裂片槽 6--抗堿膠
[0022] 7--藍膜

【具體實施方式】
[0023] 以下結合附圖，對本發明的一個較佳實施例作詳細說明。但本發明的保護范圍不 限于下述實施例，即但凡以本發明申請專利范圍及說明書內容所作的簡單的等效變化與修 飾，皆仍屬本發明專利涵蓋范圍之內。
[0024] 如圖1所示，選擇厚度為450微米、晶向為100的4寸硅片作為硅基底1。
[0025] 如圖2所示，利用LPCVD在上述硅基底1上雙面沉積低應力氮化硅層2,該氮化硅 層2厚度為500納米。
[0026] 如圖3所示，在上述硅基底1背面的氮化硅層2上涂光刻膠3,利用光刻、顯影設 備，做出單元為1厘米見方，2. 5毫米見方的鏤空膠圖形4,以及寬度為360微米的裂片槽5 的膠圖形，膠單元放大圖見圖8。
[0027] 如圖4,背面干法刻蝕氮化娃層500nm，漏出娃基底1。
[0028] 如圖5所示，去掉光刻膠3,用抗堿膠6做正面氮化硅層保護。
[0029] 然后把上述硅片放入70°C，33%的Κ0Η溶液中浸泡、腐蝕，8小時后，5毫米見方的 硅會被腐蝕干凈實現鏤空的氮化硅薄膜，如圖6所示，但裂片槽位置由于開口寬度只有400 微米，所以1〇〇晶向硅片具有53. 7°的腐蝕角度，造成腐蝕深度達到250微米左右時，自行 終止，還留下200微米左右的硅連接。
[0030] 如圖7所示，在硅片背面貼上藍膜7,利用刀片或擴片器在正面裂片槽處施加力， 硅片就可以自行斷裂，形成若干單顆芯片。
【權利要求】
1. 一種有鏤空薄膜結構的硅片切割方法，其特征在于：采用晶向為100的硅片，在該硅 片腐蝕出若干有鏤空薄膜結構的同時，在每一該鏤空薄膜結構的四周腐蝕出非穿透性的裂 片槽，然后在與該裂片槽相對應的硅片的另一側面施加正對該裂片槽方向的力將所述硅片 分裂，形成若干單顆芯片。
2. 根據權利要求1所述的有鏤空薄膜結構的硅片切割方法，其特征在于：所述裂片槽 的腐蝕深度為硅片厚度的1/2?2/3。
3. 根據權利要求1或2所述的有鏤空薄膜結構的硅片切割方法，其特征在于：所述裂 片槽的腐蝕角度為53. 7°，該腐蝕角度為該裂片槽一個側邊與所述硅片表面的夾角。
4. 根據權利要求1或2所述的有鏤空薄膜結構的硅片切割方法，其特征在于：采用擴 片器在所述裂片槽對應的硅片的另一側施加正對該裂片槽方向的力將所述硅片分裂，形成 若干單顆芯片。
【文檔編號】H01L21/78GK104064519SQ201410294449
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月26日 優先權日:2014年6月26日
【發明者】盧狄克, 焦斌斌, 朱恩成, 付強晟, 范紫香, 孔延梅, 劉瑞文 申請人:昆山光微電子有限公司