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TWI725752B - 半導體晶片製造裝置以及半導體晶片製造方法 - Google Patents

半導體晶片製造裝置以及半導體晶片製造方法 Download PDF

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TWI725752B
TWI725752B TW109106013A TW109106013A TWI725752B TW I725752 B TWI725752 B TW I725752B TW 109106013 A TW109106013 A TW 109106013A TW 109106013 A TW109106013 A TW 109106013A TW I725752 B TWI725752 B TW I725752B
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鈴木正人
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日商三菱電機股份有限公司
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Abstract

半導體晶片製造裝置(10、20、30、40)，其中，設置在填充液體(1a、1b、1c)的筐體(2)中，預先形成區劃線(8)的同時，刻印標記線(7)，沿著上述標記線(7) 分割形成微裂縫的半導體晶圓(5)，製作複數LD晶片，上述半導體晶片製造裝置(10、20、30、40)包括：承接台(4)，保持上述半導體晶圓(5)；以及刀刃(3)，沿著以上述區劃線(8)或上述標記線(7)構成的裂縫部(6)，對上述半導體晶圓(5)加壓；其中，上述半導體晶圓(5)，利用上述刀刃(3)，在上述液體(1a、1b、1c)中沿著上述裂縫部(6)加壓分割為複數LD晶片。

Description

半導體晶片製造裝置以及半導體晶片製造方法
本申請案，係有關於半導體晶片製造裝置以及半導體晶片製造方法。
分割半導體晶圓成作為機能元件的半導體晶片的情況下，可以分成3個步驟，即，半導體晶圓的黏貼步驟、分割步驟、擴充步驟，各步驟分別承擔重要任務(例如，參照文獻1〜3)。
首先，半導體晶圓的黏貼步驟，是黏貼半導體晶圓至黏附片的步驟，但不只是單純半導體晶圓的保持，黏附片也承擔半導體晶圓分割後的半導體晶片的保持。所以，黏附片很重要，確認黏附片材引起的黏貼的半導體晶片面的污染、對分割品質的影響、適當保持半導體晶片且是否可以容易撿起晶片等，選定黏附片。
其次說明關於分割步驟。半導體晶圓的分割剖面不需要平滑性時，沿著想分割的線(通常，半導體晶圓中，形成可以目視的邊界線)，透過以鑽石工具在半導體晶圓上導入刻劃(標記)線，往沿著刻劃線的方向，形成微裂縫(微小龜裂)。其次，透過施加應力打開微小龜裂，使此微小龜裂進展分離半導體晶圓。又，以下，稱此方法為「刻劃法」。 又，刻劃線，為了防止鑽石工具接觸半導體晶圓端時產生的碎片，不全體導入想分割的線(例如，參照專利文件2)，刻劃線的始點及終點，分別設定在比半導體晶圓端稍微內側。 上述刻劃法，與旋轉刀或雷射加工的分割比較，由於加工產生的熱應力影響很少等，可以抑制對半導體晶圓產生裂縫，結果，因為可以設定分割的雷射二極體(以下簡稱LD)晶片的強度很大，易碎的半導體材料的話是特別有效的技法。
如LD端面，其分割剖面需要平滑性時，沿著想分割的線，且半導體晶圓端的單側或兩側，透過以鑽石刀導入刻劃(標記)線(例如，參照專利文獻4)，往沿著形成刻劃線的方向形成微裂縫(微小龜裂)。 還有，半導體晶圓，因為具有容易分離的裂開面(例如，參照專利文件2、專利文件4〜7)，刻劃線必須與裂開面平行。往刻劃形成的微小龜裂開口的方向施加應力時，微小龜裂沿著裂開面成長，形成具有原子級平滑性的裂開面。
根據以上步驟，半導體晶圓，分割為具有裂開面的LD晶片排列的長條形LD條或LD晶片。 [先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利公開第2002-373868號公報 [專利文獻2]日本專利公開第2012-183590號公報 [專利文獻3]日本專利公開平成2年第132844號公報 [專利文獻4]日本專利公開平成5年第304339號公報 [專利文獻5]日本專利公開平成5年第299769號公報 [專利文獻6]日本專利公開第2002-289963號公報 [專利文獻7]日本專利公開平成3年第224284號公報
[發明所欲解決的課題]
如上述，分割半導體晶圓為機能元件晶片的步驟中，例如，從具有閃鋅礦結晶體的半導體晶圓，分割成複數LD晶片連接的LD條狀態，或是LD晶片狀態之際，由於產生的半導體異物附著至LD晶片端面， LD晶片端面的外觀檢查時具有異物引起的外觀不良發生的課題。
本申請案，目的在於提供半導體晶片製造裝置以及半導體晶片製造方法，揭示用以解決上述課題的技術，分割半導體晶圓成LD條狀態或LD晶片狀態之際，抑制產生的異物附著至LD晶片端面，藉此，LD晶片端面的外觀檢查步驟中，降低外觀不良發生。 [用以解決課題的手段]
本申請案揭示的半導體晶片製造裝置，其中，設置在填充液體的筐體內部，預先形成可視覺辨識的區劃線的同時，刻印標記線，沿著上述標記線分割形成微裂縫的半導體晶圓，製作複數LD晶片， 上述半導體晶片製造裝置包括： 刀刃，沿著以上述半導體晶圓的上述區劃線或上述標記線構成的裂縫部，加壓上述半導體晶圓表面；以及 承接台，以上述刀刃加壓上述半導體晶圓的面的相反側的面，保持上述半導體晶圓； 其中，利用上述刀刃，透過在上述液體中沿著上述半導體晶圓的裂縫部加壓，分割上述半導體晶圓為複數LD晶片。
又，本申請案中揭示的半導體晶片製造方法，預先形成可視覺辨識的區劃線的同時，刻印標記線，沿著上述標記線分割形成微裂縫的半導體晶圓，製作複數LD晶片， 填充液體的筐體內部，利用承接台保持上述半導體晶圓，沿著以上述半導體晶圓的上述區劃線或上述標記線構成的裂縫部，配置刀刃的同時， 在上述液體中沿著上述半導體晶圓的裂縫部加壓上述刀刃，分割上述半導體晶圓為複數LD晶片。 [發明效果]
根據本申請案中揭示的半導體晶片製造裝置或半導體晶片製造方法，分割半導體晶圓為LD條狀態或LD晶片狀態之際，可以抑制發生的異物附著至LD晶片端面，藉此利用LD晶片端面的外觀檢查步驟，可以降低外觀不良發生。
本申請案，係有關於半導體晶片製造裝置以及半導體晶片製造方法。更具體地，係有關於半導體雷射元件的製造裝置以及其製造方法，例如，關於從閃鋅礦結晶體構成的半導體晶圓，分割成複數LD晶片連接的長條狀態之際，使用稱作blade的刀刃對微小龜裂施力，結晶體內部形成的微小龜裂作為起點，利用結晶體的裂開，分割半導體晶圓的半導體晶片製造的技術。
第1實施形態 關於第1實施形態的半導體晶片製造裝置以及半導體晶片製造方法，以下，利用圖面說明。又，以下，對相同或對應的構成要素附上相同符號，有時省略重複說明。
第1圖係顯示第1實施形態的半導體晶片製造裝置一例的概念圖，利用結晶體的裂開，從半導體晶圓5製造半導體晶片。 第1圖顯示半導體晶片製造裝置10的一例，透過以刀刃3對裂縫部6加壓(在此，特別施加集中在上述部分的力。以下相同)，在半導體晶圓5的結晶內部形成的微小龜裂作為起點，利用裂開，從半導體晶圓5，分割結晶成為複數LD晶片連接的長條或單體的LD晶片之際，以填充液體(所謂液體，在此是水1a)的筐體2覆蓋。如此圖所示，本裝置，使用承接台4，以刀刃3對裂縫部6加壓，在半導體晶圓5的結晶內部形成的裂縫部6作為起點，利用結晶的裂開，透過分割半導體晶圓5，製造半導體晶片。
在此，關於上述裂縫部6中，利用第2、3圖，更詳細說明。 第2(a)圖，係顯示第1實施形態的半導體晶片製造裝置要部的側面圖，第2(b)圖係顯示第1實施形態的半導體晶片製造裝置要部的平面圖。這些圖中，半導體晶圓5，以2個承接台4保持一面的同時，利用刀刃3加壓這一面的相反側的面。
在此情況下，如第2(a)圖所示，半導體晶圓5的承接台保持的面上，刻印標記線7，又，在半導體晶圓5的中央部分形成以小圓記號代表顯示的微裂縫。又，如第2(b)圖所示，刀刃3從半導體晶圓5的外部沿著形成可視覺辨識形成的區劃線8，加壓半導體晶圓5，藉由分割此半導體晶圓5，製作複數的LD晶片。
又，刀刃3加壓半導體晶圓5之際，在第2(a)圖中，從半導體晶圓5右側往在左方向加壓。即，在第2(a)圖中，朝標記線7的方向從半導體晶圓5的外部往水平方向加壓。 於是，第2(a)、2(b)圖所示的半導體晶片製造裝置中，所謂裂縫部6，係第2(b)圖所示的區劃線8。
半導體晶片製造裝置，如第2圖的構成的情況之外，也有成為第3圖所示的構成的情況。於是，其次詳細說明關於此第3圖所示的形態的半導體晶片製造裝置的情況下的裂縫部6。
第3(a)圖係顯示第1實施形態的其它半導體晶片製造裝置要部的側面圖，第3(b)圖係顯示第1實施形態的其它半導體晶片製造裝置要部的平面圖。
此半導體晶片製造裝置中，與第2圖所示的半導體晶片製造裝置不同，如第3(a)圖所示，半導體晶圓5的承接台保持的面的相反側的面上，刻印標記線7。又，如第3(b)圖所示，刀刃3從半導體晶圓5的外部沿著標記線7，加壓半導體晶圓5，藉由分割此半導體晶圓5，製作複數LD晶片，也與第2圖所示的半導體晶片製造裝置的情況不同。 又，關於上述以外的點，與第2圖的情況相同。例如，半導體晶圓5的中央部分形成以小圓記號代表的微裂縫的點，與第2圖的情況相同。
又，刀刃3加壓半導體晶圓5之際，第3(a)圖中，從半導體晶圓5的左側往右方向加壓，即，朝未圖示的區劃線8(參照第3(b)圖)的方向從半導體晶圓5的外部往水平方向加壓。 於是，第3(a)、3(b)圖所示的半導體晶片製造裝置中，所謂裂縫部6，係第3(a)圖所示的標記線7。
如以上說明，第1實施形態的半導體晶片製造裝置中，因為半導體晶圓端面在液體中，分割半導體晶圓為複數LD晶片連接的LD條或LD晶片之際，可以抑制發生的異物附著至半導體晶圓端面。
於是，由於利用第1實施形態的半導體晶片製造裝置製作LD晶片，藉由LD晶片的端面外觀檢查，可以降低異物附著引起的外觀不良發生。
第2實施形態 第4圖係顯示第2實施形態的半導體晶片製造裝置一例的概念圖，利用結晶的裂開，從半導體晶圓5製造半導體晶片。 具體地，本製造裝置，係以刀刃對裂縫部6加壓，結晶內部形成的裂縫作為起點，利用結晶的裂開製造半導體晶片的裝置，顯示從半導體晶圓分割成複數LD晶片連接的長條狀態或LD晶片之際，以填充液體(例如水1a)的筐體2覆蓋的半導體晶片製造裝置20中，以承接台4保持半導體晶圓5的同時，利用刀刃3對裂縫部6加壓，結晶內部形成的裂縫作為起點，透過利用結晶的裂開，分割半導體晶圓的半導體晶片製造裝置。尤其，特徵在於以防止發生的半導體異物附著為目的，具有包括在液體內產生氣流9的機構之構造。
第2實施形態的半導體晶片製造裝置中，因為LD晶片端面在液體中，從半導體晶圓分割成複數LD晶片連接的LD條狀態或LD晶片時，抑制發生的異物附著至LD晶片端面。又，因為利用發生的氣流往設置的排氣口排出異物，可以抑制附著至LD晶片端面。
由於利用第2實施形態的半導體晶片製造裝置製作LD晶片，藉由LD晶片的端面外觀檢查，可以降低異物附著引起的外觀不良發生。
第3實施形態 第5圖係顯示第3實施形態的半導體晶片製造裝置一例的概念圖，利用結晶的裂開從半導體晶圓5製造半導體晶片。 具體地，第5圖係顯示，以刀刃對裂縫部6加壓，結晶內部形成的裂縫作為起點，利用結晶的裂開，從半導體晶圓分割成複數LD晶片連接的長條狀態或LD晶片之際，以填充揮發性液體1b(例如，乙醇、甲醇)的筐體2覆蓋的半導體晶片製造裝置30，由於利用比重差下沉發生的異物至筐體2的底面，備置防止附著至半導體端面的機構。在此也顯示，使用保持半導體晶圓5的承接台4，利用刀刃3對裂縫部6加壓，結晶內部形成的裂縫作為起點，透過劈開結晶，分割半導體晶圓5的半導體晶片製造裝置。
第3實施形態中，也因為LD晶片端面在液體中，從半導體晶圓分割成複數LD晶片連接的LD條狀態或LD晶片時，可以抑制發生的異物附著至LD晶片端面。
由於以第3實施形態的半導體晶片製造裝置製作LD晶片，藉由LD晶片端面的外觀檢查，可以降低異物附著引起的外觀不良發生。
第4實施形態 第6圖係顯示第4實施形態的半導體晶片製造裝置一例的概念圖，利用結晶的裂開從半導體晶圓5製造半導體晶片。 具體地，第6圖係顯示，以刀刃對裂縫部6加壓，結晶內部形成的裂縫作為起點，劈開結晶，從半導體晶圓分割成複數LD晶片連接的長條狀態或LD晶片之際，為了防止LD晶片端面氧化，以填充液體的II-VI族溶液1c(例如，ZnSe或ZnS)的筐體2覆蓋的半導體晶片製造裝置40。在此製造裝置中，由於利用比重差下沉發生的異物至筐體2的底面，形成防止附著至半導體端面的機構。在此也顯示，使用保持半導體晶圓5的承接台4，利用刀刃3對裂縫部6加壓，結晶內部形成的裂縫作為起點，透過利用結晶的裂開，分割半導體晶圓的半導體晶片製造裝置。
第4實施形態中，也因為LD晶片端面在液體中，從半導體晶圓分割成複數LD晶片連接的LD條狀態或LD晶片時，可以抑制發生的異物附著至LD晶片端面。又，同時，藉由在液體的II-VI族溶液 (例如，ZnSe或ZnS)中分割半導體晶圓，可以防止LD晶片端面氧化。
由於以第4實施形態的半導體晶片製造裝置製作LD晶片，藉由LD晶片端面的外觀檢查，可以降低異物附著引起的外觀不良發生。又，可以得到防止LD晶片端面氧化的效果。
又，上述全部實施形態中說明關於從具有閃鉛鑛結晶體的半導體晶圓分割成複數LD晶片連接的LD條狀態之際，利用刀刃對裂縫部加壓，結晶內部形成的裂縫作為起點，劈開結晶的情況，但也可以是劈開具有其它結晶體的半導體晶圓的情況，達到與上述實施形態相同的效果。
本申請案，記載各種例示的實施形態及實施例，但1個或複數實施形態中記載的各種特徵、形態及機能不限於特定實施形態的應用，可以以單獨或各種組合應用至實施形態。 因此，未例示的無數變形例，假設在本說明書揭示的技術範圍內。例如，變形至少1個構成要素的情況、追加的情況或省略的情況，還有至少抽出1個構成要素，與其它實施形態的構成要素組合的情況。
1a:水 1b:揮發性液體 1c:II-VI族溶液 2:筐體 3:刀刃 4:承接台 5:半導體晶圓 6:裂縫部 7:標記線 8:區劃線 9:氣流 10、20、30、40:半導體晶片製造裝置
[第1圖]係顯示第1實施形態的半導體晶片製造裝置一例的概念圖； [第2圖]係顯示第1實施形態的半導體晶片製造裝置要部的側面圖及平面圖； [第3圖]係顯示第1實施形態的其它半導體晶片製造裝置要部的側面圖及平面圖； [第4圖]係顯示第2實施形態的半導體晶片製造裝置一例的概念圖； [第5圖]係顯示第3實施形態的半導體晶片製造裝置一例的概念圖；以及 [第6圖]係顯示第4實施形態的半導體晶片製造裝置一例的概念圖；
3:刀刃
4:承接台
5:半導體晶圓
6:裂縫部
7:標記線
8:區劃線

Claims (10)

  1. 一種半導體晶片製造裝置，其中，設置在填充液體的筐體內部，預先形成可視覺辨識的區劃線的同時，刻印標記線，沿著上述標記線分割形成微裂縫的半導體晶圓，製作複數LD晶片，其特徵在於：上述半導體晶片製造裝置包括：刀刃，沿著以上述半導體晶圓的上述區劃線或上述標記線構成的裂縫部，加壓上述半導體晶圓表面；以及承接台，以上述刀刃加壓上述半導體晶圓的面的相反側的面，保持上述半導體晶圓；其中，利用上述刀刃，透過在上述液體中沿著上述半導體晶圓的裂縫部加壓，分割上述半導體晶圓為複數LD晶片。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的半導體晶片製造裝置，其特徵在於：包括在上述液體中產生沿著上述標記線流動的氣體的機構。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的半導體晶片製造裝置，其特徵在於：上述液體是水。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述的半導體晶片製造裝置，其特徵在於：上述液體是揮發性液體。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述的半導體晶片製造裝置，其特徵在於：上述液體是II-VI族溶液。
  6. 一種半導體晶片製造方法，預先形成可視覺辨識的區劃線的同時，刻印標記線，沿著上述標記線分割形成微裂縫的半導體晶圓，製作複數LD 晶片，其特徵在於：填充液體的筐體內部，利用承接台保持上述半導體晶圓，沿著以上述半導體晶圓的上述區劃線或上述標記線構成的裂縫部，配置刀刃的同時，在上述液體中沿著上述半導體晶圓的裂縫部加壓上述刀刃，分割上述半導體晶圓為複數LD晶片。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的半導體晶片製造方法，其特徵在於：在上述液體中產生沿著上述標記線流動的氣流。
  8. 如申請專利範圍第6或7項所述的半導體晶片製造方法，其特徵在於：上述液體是水。
  9. 如申請專利範圍第6或7項所述的半導體晶片製造方法，其特徵在於：上述液體是揮發性液體。
  10. 如申請專利範圍第6或7項所述的半導體晶片製造方法，其特徵在於：上述液體是II-VI族溶液。
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