专利名称：晶片锯割机的制作方法
技术领域：
本发明总的说来涉及一种晶片锯割机，更具体地说，涉及这样一种锯割机，它能基本上把晶片锯割期间在晶片与锯片之间因摩擦而产生的硅粒子及热能排走。
在半导体装置制作过程中，晶片锯割加工是通过采用具有钻石尖的割刀，将其上制有多个集成电路(IC)的硅晶片分割成单个半导体集成电路块。
图1是一种传统晶片锯割机的主体图。在图1中，晶片锯割机100是用于由D1SCO公司(日本)制造的晶片分割设备DFD-640中的。参看图1，该锯割机100有这样的结构割刀70与主轴马达62的转轴64连接，并由主轴马达62的回转力转动。两个喷射冲洗液90的侧喷咀72分置于割刀70的两侧，且连接于晶片锯割机100的主体66上。各个侧喷咀72由许多隔开的子喷咀76组成。一中心喷咀74设置于割刀70驱动方向的前方并连接于此锯割机100的主体上，它也用于喷射冲洗液90。
使用上述晶片锯割机100，就能锯割晶片，将其上形成了多个集成电路的硅晶片分割成多个单独的半导体集成电路块。在将具有多个IC52的晶片50装在工作台42上后，与主体66的转轴64连接的割刀70就由晶片锯切机100的主轴马达驱动旋转，并沿着分割线54将晶片50分割成多个单独的IC52。
当上述割刀70分割晶片50时，割刀70将硅磨掉，会产生小的硅粒子，即硅屑。在锯割之后仍然残留在晶片顶面上的硅粒子会在以后进行的加工过程中造成许多故障，例如，在粘接连接线时或在模压加工时会引起故障。而且，晶片50和割刀70之间因摩擦产生的热会损伤晶片50上的IC52。因此，晶片锯割机100有侧喷咀72及中央喷咀74，它们在晶片割锯期间或之后分别向割刀70或晶片50的顶面喷射冲洗液90，用以将硅粒冲掉或排除热量。由侧喷咀72和中央喷咀74喷出的冲洗液90能使被加热的割刀70及晶片50冷却。此外，冲洗液90还能使晶片50表面清洁，并消除割刀70与晶片50之间的摩擦。一般说来，DI水(Deionized Water，除去离子的水)可以用作冲洗液90。也就是说，冲洗液90是用以清洁和冷却晶片50和割刀70的。
由于采用上述晶片锯割机100的晶片锯割方法不能将所有的硅粒子全部冲冼走，那些未被冲走的硅粒子会残留在晶片顶面。特别是，较细的硅粒子会漂浮在空气中，然后会落在晶片顶面上。因此，这些较细的硅粒子会妨碍后续工序。
在10级或10级以下的清洁度条件下组装起来的电荷耦合器件(CCD)中，这些细小的硅粒子及导电的尘土都集积在该器件晶片的表面上，对这种电荷耦合器制作的产品的屏栅极产生有害的影响，甚至使其失效。在这里的术语“级”意指每一立方英尺中含有0.5μm或更大直径的尘粒的数量。此外，电荷耦合器以外的别的器件是在约1000级的清洁度环境下组装的。
因此，残留在晶片顶面的硅粒子会降低由其制作的制品的成品率和生产率，并使其性能变坏。
因此，本发明的目的是提供一种晶片切割机，它基本上从晶片上清除锯割加工期间产生的所有硅粒及热量，因而提高了IC器件之类的半导体器件组装工作的成品率及生产率。
上述目的是通过一种用于分割晶片的晶片锯割机来实现的，该晶片上有多个以很多分割线将其分隔成单个集成电路的集成电路块。这种锯割机包括一分割刀，它能旋转并沿着分割线移动；一由两个侧喷咀和一中央喷咀组成的喷射装置，上述侧喷咀的位置在分割刀两侧，并以设定的角度将冲洗液喷到分割刀上和晶片的顶面上，位于分割刀驱动方向前方的上述中央喷咀也以一设定的角度将冲洗液喷到分割刀上和晶片60的顶面上；以及一抽吸装置，用于将分割刀在晶片上产生的硅粒子从晶片顶面上吸走。
下面，结合附图详细说明本发明，本发明的各种其它特征及优点将更容易理解。附图中各相同的构件都用相同的标号表示。附图中图1是一种传统晶片锯割机的立体图，该设备是用于日本Disco公司制造的DFD-640晶片分割设备中的；图2是本发明的晶片锯割机的剖视图；图3是剖视图，它表示通过本发明晶片锯割机侧喷咀上的单个子喷咀喷射冲洗液的情况；图4是侧视图，它表示通过本发明晶片锯割机中央喷咀喷射冲洗液的情况；图5是本发明晶片锯割机运转情况的立体图。
下面参照
本发明的优选实施例。
图2是本发明晶片锯割机的侧视图。在图2中，标号50是上面有多个电荷耦合器(CCD)的一块晶片。晶片50上有多块集成电路(IC)52，各IC彼此用一组分割线54分隔开。在晶片50上制有基本驱动电路。与其它普通的晶片不同，上面制有多块IC的晶片顶面上没有用于IC52顶面的、作用如照相机镜头一样的钝化层。晶片50约厚680μm。由于在制有IC的顶面上没有钝化层，所以此表面极易为外界的环境应力损伤。因此，必须更加小心地进行晶片锯割加工。在图2中，晶片50装在工作台42的上表面上，以便分割成单个IC块。
在晶片50上面放置一台晶片锯割机10。该锯割机10的结构为一与主轴马达(图中未示出)的回转轴14连接的分割刀20，该主轴马达安装在晶片锯割机10的主体16上。两个侧喷咀22，一个中央喷咀24，一个上喷咀29及一抽吸咀32都连接在晶片锯割机10的主体16上。两个侧喷咀22的位置在分割刀20的两侧，每个侧喷咀22上有多个分隔开的子喷咀(图中未示出)。中央喷咀24的位置在分割刀20驱动方向的前方，上喷咀29则安装在分割刀20的上方。抽吸咀32的位置在分割刀20驱动方向的后方。上述侧、中央喷咀和上喷咀22，24及29都与盛放冲洗液40的罐28连通，用以以预定压力喷射冲洗液40。抽吸咀32则与提供抽吸力的真空抽吸泵30连通。
图3是剖视图，用以表示通过本发明晶片锯割机中侧喷咀的各分隔开的子喷咀喷射冲洗液的情况。参看图3，侧喷咀22上的许多子喷咀26以33.5°的角度向分割刀20及晶片50的顶面喷射冲洗液40。角度33.5°是指通过侧喷咀22的喷射的冲洗液40的上、下包络线26′、26″之间的夹角为33.5°。在现有的晶片锯割机中，冲洗液只是通过喷咀喷向分割刀。但是根据本发明，侧喷咀22的子喷咀26的喷射角扩大到了33.5°，使冲洗液40不但能通过侧喷咀22喷射到分割刀20上，也能喷射到晶片50的顶面上。
图4是本发明晶片锯割机经中央喷咀喷射冲洗液的侧视图。参看图4，中央喷咀24处在分割刀20驱动方向的前方，它的作用是冷却被加热的分割刀20，和冲洗掉晶片锯割加工过程中产生的硅粒子。中央喷咀24的工作是这样控制的，即，它使通过中央喷咀24中心的水平线24’与通过中央喷咀24喷出的冲洗液的中心线24″之间的夹角成向下的15°角。这就是说，通过中央喷咀24的冲洗液40不仅被喷到分割刀20上，而且也以设定的向下的角度将冲洗液40喷射到晶片50的顶面上。此时，侧喷咀22用于从晶片50的顶面上除去硅粒子，同时使晶片50的顶面光洁，而中央喷咀24则既用于从晶片50的顶面除去硅粒子，也用于使分割刀20冷却。
图5是本发明晶片锯割机工作情形的立体图。参看图5，晶片50安装于工作台42上，然后使转动的晶片锯割机10的分割刀20下降到晶片50的顶面，并与晶片50的分隔线54接触。之后，沿着分隔线54将晶片50切割成许多块单独的IC块52。与此同时，DI水(除去离子的水)以约120kg/cm2的压力经上喷咀29沿垂直方向喷射至晶片50的顶面上，上述用作冲洗液40的DI水的导电率约为200～400kΩm。与此同时，中央喷咀24和侧喷咀22分别以向下的15°角和33.5°角，以1公升/分钟的流量喷射DI水40。冲洗液40经各喷咀22、24和29喷射至晶片50的顶面和分割刀20上，从而将锯割期间产生的硅粒子冲走，并使被加热的分割刀20及晶片50冷却。
在各喷咀22，24及29工作期间，真空抽吸泵30通过抽吸咀32提供约1080Pa的抽吸力。因此，硅粒子一产生出来就被抽吸咀30吸走。最好，在各喷咀22、24及29喷射冲洗液之前就使抽吸咀32产生抽吸作用。在晶片锯割期间产生的硅粒子56中极细小的粒子及相当大的粒子均经抽吸咀32被抽去。因此，通过使用本发明的抽吸咀32，可更有效地除去硅粒子56。
与此同时，最好使侧喷咀22及中央喷咀24的喷射角分别为15°+10°及33.5°+10°，以便改善其清洁及冷却效果。而且，如果将上喷咀安装于晶片和分割刀的上方，将抽吸装置置于分割刀驱动方向的后方，并将侧喷咀22，中央喷咀24的喷射角分别定为向下的15°和33.5°，那就更好。
已经利用本发明的晶片锯割机将晶片分割成单个IC的晶片，并测量了其成品率。其结果列于表1表1
现在结合表1说明试验结果。在此试验中，经侧、中央及上喷咀喷射了冲洗液，并经抽吸咀抽吸了硅粒子。
首先，当采用与现有的晶片锯割机一样的零度喷射角的中央喷咀及23.0°喷射角的喷咀组成的晶片锯割机分割晶片时，硅粒子不能被除去，仍然残留在晶片顶面上的四边上。在此情况下，装配后的IC成品率为88.7％，试验后的成品率为65.6％，组装与试验后的总成品率为58.2％。在表1中，组装成品率、试验成品率及总成品率分别指，组装后的成品率，试验后的成品率及组装、试验后的总成品率。以后，术语“试验后的成品率”意指完成安装工艺后的成品率。
第二，将中央喷咀的喷射角变为15°，侧喷咀的喷射角仍与第一种情况一样。如表一中晶片状况所示，在晶片顶面两边缘处残留有硅粒子。组装后的成品率为87.0％，试验后的成品率为69.0％，组装、试验后的总成品率为60.2％。很明显，与第一种情况相比总成品率提高了。
第三，将中央喷咀，侧喷咀的喷射角分别变为15°及33.5°。如表1中晶片状况所示，无论在晶片顶面的哪个区域都不再残留任何硅粒子。亦即是说，可以认为在晶片锯割期间的硅粒子已被全部清除。在此情况下，组装后的、试验后的成品率、及组装、试验后的总成品率分别为92.0％、80.3％及74.2％。与第一种普通的情况相比，组装后的，试验后的成品率及组装、试验后的总成品率分别增加了3.3％，14.7％及16％。由于采用了第三种情况的晶片锯割机，全部硅粒子均被除去，无任何硅粒子残留在晶片IC的顶面上。因此，在后续工序中因残留硅粒而引起的故障减少了，所以能够显著地提高总成品率。
如上述实施例所示，在晶片锯割加工中，本发明的晶片锯割机的中央和侧喷咀的喷射角扩大了，而且冲洗液经中央和侧喷咀喷射至晶片上。亦即是说，冲洗液不仅喷向分割刀，而且也喷向晶片的顶面。此外，冲洗液还经过上喷咀沿垂直方向以高压喷向晶片顶面。经中央、侧、及上喷咀喷射冲洗液改善了冷却和清洁效果。
真空抽吸泵之类的经抽吸咀提供抽吸力的抽吸装置，能够除去晶片在锯割期间在顶面上产生的硅粒子。在图示情况中，抽吸装置置于分割刀驱动方向的后方，紧靠着硅粒集中的区域，只要硅粒一产生，就立即被抽吸走。而且，本发明的真空抽吸泵的抽吸力能够除去悬浮于空气中的极细小的硅粒子，并防止由于分割刀的转动而产生的硅粒子的回流。
通过有效地除去在晶片锯割期间产生的硅粒子，本发明的晶片锯割机能够提高晶片分割的成品率及后续工序中的成品率。
虽然在上机只详细介绍了本发明的一个优选实施例，但应该明白，对于本领域的技术人员容易想到的本发明基本原则的许多变型和改型，仍然属于本申请的权利要求书中所确定的本发明的基本精神和范围内。
而且，虽然本发明的实施例使用了由DISCO公司制造的DFD-640型晶片锯割机的改进型和用于电荷耦合器(CCD)的晶片，但应该很明白，此晶片及此晶片锯割机的各种变型和改进型仍然属于本发明的基本精神和范围内。
权利要求
1.一种用于将其上有多个IC块的一块晶片分割成单个IC块的晶片锯割机，上述多个IC块用许多条分割线彼此分隔开，此锯割机包括一分割刀，它能转动并沿着分割线移动；一喷射装置，它由两个侧喷咀及一个中央喷咀组成，上述侧喷咀的位置在分割刀两侧，并以设定的角度将冲洗液喷到分割刀上和晶片的顶面上，位于分割刀驱动方向前方的上述中央喷咀也以一设定的角度将冲洗液喷到分割刀上和晶片的顶面上；以及一抽吸装置，用以将分割刀在晶片上产生的硅粒子从晶片顶面上吸走。
2.如权利要求1所述的晶片锯割机，其特征在于，上述喷射装置还有一上喷咀，它处于分割刀驱动方向的上方，而且沿垂直方向向晶片顶面喷射冲洗液。
3.如权利要求1所述的晶片锯割机，其特征在于，控制上述抽吸装置，使它在喷射装置工作之前先工作。
4.如权利要求1所述的晶片锯割机，其特征在于，抽吸装置的位置在分割刀驱动方向的后方。
5.如权利要求1所述的晶片锯割机，其特征在于，上述冲洗液的喷射压力为120+20kg/cm2。
6.如权利要求1所述的晶片锯割机，其特征在于，上述中央喷咀所喷射的冲洗液在通过中央喷咀中心的水平线与所喷冲洗液中心线之间的夹角为向下的15°+10°角。
7.如权利要求1所述的晶片锯割机，其特征在于，上述侧喷咀所喷射的冲洗液上、下包络线之间的夹角为33.5°+10°。
8.如权利要求1所述的晶片锯割机，其特征在于，上述喷射装置及抽吸装置两者均连接在晶片锯割机的主体上。
9.如权利要求1所述的晶片锯割机，其特征在于，上述冲洗液是导电率为200～400KΩm的DI水(除去离子的水)。
10.如权利要求1所述的晶片锯割机，其特征在于，上述IC块是其上表面没有钝化层的电荷耦合器件(CCD)。
全文摘要
一种分割有多个用分割线分开的IC块的晶片的晶片锯割机,它有一可转动及沿分割线移动的分割刀;由两个侧喷嘴,一个中央喷嘴组成的喷射装置,侧喷嘴在分割刀两侧,以一设定角度向分割刀及晶片顶面喷射冲洗液,中央喷嘴在分割刀驱动方向的前方,也以一设定角度向分割刀及晶片顶面喷射冲洗液;以及一有效地除去切割时产生的硅粒子的抽吸装置。本发明的锯割机能提高晶片分割及后续加工中的成品率。
文档编号H01L21/02GK1201083SQ9712023
公开日1998年12月9日 申请日期1997年10月29日 优先权日1997年5月29日
发明者宣龙均, 张三福, 张东成, 姜铉求 申请人:三星电子株式会社