晶圆切割设备及晶圆切割方法技术

本发明专利技术提供了一种晶圆切割设备及晶圆切割方法，该切割设备包括：支架、工作平台、切割刀、驱动机构和喷水装置。工作平台用于放置待切割的晶圆；切割刀立设于工作平台的上方，切割刀能够相对于工作平台运动，切割刀的刀刃在高度上大于晶圆的厚度；驱动机构的主轴与切割刀连接，以驱动切割刀旋转；主轴的输出功率为1.8KW～2.2KW；喷水装置用以输送常温水，喷水装置具有朝向切割刀正向旋转前端的第一出水部，以及朝向切割刀两侧的第二出水部；驱动机构驱动切割刀切割晶圆，且切割刀的刀刃从高度上从晶圆的上表面切至晶圆的底面，从而实现一刀切透晶圆；而喷水装置内的常温水从第一出水部和第二出水部喷出，并喷射于切割刀切割晶圆的加工点。

Wafer cutting equipment and wafer cutting method

The invention provides a wafer cutting device and a wafer cutting method. The cutting device comprises a bracket, a working platform, a cutting knife, a driving mechanism and a water spray device. The working platform is used to place the wafer to be cut. The cutter is set above the working platform. The cutter can move relative to the working platform. The cutter blade is higher than the thickness of the wafer in height; the spindle of the driving mechanism is connected with the cutting knife to drive the cutter to rotate; the output power of the spindle is 1.8KW to 2.2KW; the output power of the spindle is 1.8KW to 2.2KW; The water device is used to convey warm water. The water spray device has the first water outlet facing the cutting knife to the rotating front end, and the second water parts facing the cutting knife. The driving mechanism drives the cutting knife to cut the wafer, and the cutting blade is cut from the upper surface of the wafer from the height to the bottom of the wafer from the height. The water in the sprinkler is ejected from the first water outlet and the second water outlet, and is sprayed on the cutting point of the cutting knife to cut the wafer.

【技术实现步骤摘要】
晶圆切割设备及晶圆切割方法
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种晶圆切割设备及晶圆切割方法。
技术介绍
半导体行业中的碳化硅晶圆(SiCwafer)具有绝佳的绝缘击穿电场，饱和漂移速度及热传导率等优点。在功率器件中备受欢迎。把碳化硅晶圆经过贴片工艺把晶圆贴在切割膜上，然后在切割工位把晶圆切割成单个芯片，通过外观检查，电测，最后把合格的芯片成品进行包装。由于生产工艺复杂，材料硬度极高导致加工难度增大。在半导体封装测试加工领域中，切割碳化硅晶圆(SiCwafer)传统工艺一般是同一切割道用同一把刀分4～5次切割切断方法。单刀多次切割切断方法就是采用同一刀把碳化硅晶圆同一切割道分4～5次切透的方式进行加工。这种切割方式会遇到逆刀、断刀、晶圆破裂、切割效率极低等很多问题。切割出来的晶圆切痕侧面有微暗裂的风险，正面崩边和背面崩边不稳定，特别是侧面崩边的微暗裂缺陷对产品存在质量的风险，品质得不到保证。单刀分多次切割工艺长期以来不能很好地解决较晶圆崩边、侧面微暗裂、逆刀、断刀、晶圆破裂、切割效率低等问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术在于提供一种晶圆切割设备及晶圆切割方法，以解决现有技术中因碳化硅晶圆硬度过高而导致切割效率低、产品质量得不到保证等问题。针对上述技术问题，本专利技术提出一种晶圆切割设备，用以切割碳化硅晶圆，该晶圆切割设备包括：支架，以及设置于所述支架上的工作平台、切割刀、驱动机构和喷水装置；所述工作平台用于放置待切割的晶圆；所述切割刀立设于所述工作平台的上方，且所述切割刀能够相对于与所述工作平台运动，所述切割刀的刀刃在高度上大于晶圆的厚度；所述驱动机构的主轴与所述切割刀连接，以驱动所述切割刀旋转；所述主轴的输出功率为1.8KW～2.2KW；所述喷水装置用以输送常温水，所述喷水装置具有朝向所述切割刀正向旋转前端的第一出水部，以及朝向所述切割刀两侧的第二出水部；所述驱动机构驱动所述切割刀旋转，而所述工作平台与所述切割刀有相对运动，而使所述切割刀能够切割所述工作平台上的晶圆，且所述切割刀的刀刃从高度上从晶圆的上表面切至晶圆的底面，从而实现一刀切透晶圆；而所述喷水装置内的常温水从所述第一出水部和所述第二出水部喷出，并喷射于所述切割刀切割晶圆的加工点。在优选方案中，所述喷水装置包括：第一管路和两个第二管路，所述第一管路具有所述第一出水部，所述两个第二管路分别具有所述第二出水部；其中，所述第一管路和所述第二管路均上下可调。在优选方案中，所述第一管路包括：主管路分段和调节管路分段；主管路分段竖直设置；调节管路分段倾斜设置，其一端为装配端，另一端为所述第一出水部；所述调节管路分段的装配端通过一连接件与所述主管路分段的下端活动连接，以使所述调节管路分段在竖直平面内角度可调。在优选方案中，每个所述第二出水部均具有三个开口，该三个开口在同一高度上分布。在优选方案中，所述工作平台上还设有用于打磨所述切割刀的磨刀板，所述磨刀板与待放置的晶圆间隔设置；通过所述工作平台与所述切割刀的相对运动，能够使所述切割刀与所述工作平台上的晶圆配合进行切割，或与所述磨刀板配合进行磨刀。在优选方案中，所述切割刀为两个，且两个切割刀并列设置，以从晶圆的两侧对称进行切割。本专利技术还提出一种晶圆切割方法，该晶圆具有圆形的功能区域和围绕于该功能区域外围的非功能区域，该切割方法包括：定位步骤、切割步骤和冷却步骤；定位步骤：在待切割的晶圆上预设多条切割路径，每条切割路径均经过晶圆的功能区域；切割步骤：利用功率为1.8KW～2.2KW的主轴驱动切割刀，沿切割路径以一刀切透的方式对晶圆进行切割；冷却步骤：利用常温水从切割刀的前端和两侧向晶圆的加工点进行喷射；其中，所述切割步骤和所述冷却步骤同步进行。在优选方案中，所述切割步骤中，在沿任意一条切割路径进行切割时，以晶圆之外或晶圆边缘为切割起始点，朝晶圆内部进行切割，并止刀于晶圆的非功能区域内。在优选方案中，在所述定位步骤中，预设的多条切割路径，包括多条平行的第一切割路径和多条平行的第二切割路径，其中，第一切割路径和第二切割路径相互垂直。在优选方案中，在所述切割步骤中，利用两个切割刀从晶圆的两侧对称并沿对应的切割路径进行切割。在优选方案中，所述切割步骤中还包括：磨刀步骤；该磨刀步骤包括：以切割刀的切割路径长度为参数设定磨刀设置值，当切割刀的切割行走路径大于磨刀设置值后，切割刀能够与磨刀板配合而进行磨刀，并在磨刀完成后，切割刀能够再次与晶圆配合而继续进行晶圆切割。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术晶圆切割设备，其采用高功率主轴驱动切割刀，有效提高切割刀的切割硬度极高材料碳化硅晶圆的能力；且在切割过程中喷水装置能够对加工点进行多方位喷水，既有效冷却切割刀，又有效去除切割刀上因切割晶圆带来的碎屑，以保证切割过程刀具的切割能力。在此条件下，采用一刀切透的方式进行晶圆切割，有效地解决了晶圆正面和背面崩边、侧面微暗裂、逆刀、断刀、晶圆破裂等问题，提高了碳化硅晶圆的切割品质和切割效率。附图说明图1是本实施例碳化硅晶圆的结构示意图。图2是本实施例切割刀一刀切透碳化硅晶圆的结构示意图。图3是本实施例碳化硅晶圆的切割路径的结构示意图。图4是本实施例喷水装置与切割刀配合的结构示意图。图5是本实施例切割刀于磨刀板进行磨刀的结构示意图。图6是本实施例晶圆切割方法的流程示意图。附图标记说明如下：100、晶圆；101、功能区域；102、非功能区域；11、切割路径；12、切割路径；CH1、第一方向；CH2、第二方向；11’、切割路径；a1、起点；a2、终点；12’、切割路径；b1、起点；b2、终点；3、切割刀；51、第一管路；511、主管路分段；512、调节管路分段；513、连接件；501、出水部；52、第二管路；521、竖直分段；522、水平分段；502、出水部；6、磨刀板。具体实施方式体现本专利技术特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本专利技术。参阅图1至图5，本实施例提供的晶圆切割设备用以切割碳化硅晶圆100，该碳化硅晶圆100具有圆形的功能区域101和围绕于该功能区域101外围的非功能区域102，本实施例的切割设备以在功能区域101内切割形成多个芯片单元。本实施例的晶圆切割设备包括：支架以及设置于支架上的工作平台、切割刀3、驱动机构和喷水装置。工作平台用以放置待切割的晶圆100。本实施例的切割刀3为圆形，其外圆周为刀刃。具体地，切割刀3立设于工作平台的上方，且切割刀3能够与工作平台相对运动，切割刀3的刀刃在高度上大于晶圆100的厚度。进一步地，本实施例的工作平台能够上下移动和水平移动，以实现其与切割刀3的相对运动。驱动机构的主轴与切割刀3连接，以驱动切割刀3旋转；且主轴的输出功率为1.8KW～2.2KW，以使切割刀3以高功率旋转作业。喷水装置用以输送常温水，其具有朝向切割刀3正向旋转的前端的出水部501，以及朝向切割刀3两侧的出水部502。驱动机构驱动切割刀3旋转，而工作平台与切割刀3相对运动，而使切割刀3能够切割工作平台上的晶圆100，并且切割刀3的刀刃从高度上从晶圆10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆切割设备，用以切割碳化硅晶圆，其特征在于，包括：支架，以及设置于所述支架上的工作平台、切割刀、驱动机构和喷水装置；所述工作平台用于放置待切割的晶圆；所述切割刀立设于所述工作平台的上方，且所述切割刀能够相对于与所述工作平台运动，所述切割刀的刀刃在高度上大于晶圆的厚度；所述驱动机构的主轴与所述切割刀连接，以驱动所述切割刀旋转；所述主轴的输出功率为1.8KW～2.2KW；所述喷水装置用以输送常温水，所述喷水装置具有朝向所述切割刀正向旋转前端的第一出水部，以及朝向所述切割刀两侧的第二出水部；所述驱动机构驱动所述切割刀旋转，而所述工作平台与所述切割刀有相对运动，而使所述切割刀能够切割所述工作平台上的晶圆，且所述切割刀的刀刃从高度上从晶圆的上表面切至晶圆的底面，从而实现一刀切透晶圆；而所述喷水装置内的常温水从所述第一出水部和所述第二出水部喷出，并喷射于所述切割刀切割晶圆的加工点。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆切割设备，用以切割碳化硅晶圆，其特征在于，包括：支架，以及设置于所述支架上的工作平台、切割刀、驱动机构和喷水装置；所述工作平台用于放置待切割的晶圆；所述切割刀立设于所述工作平台的上方，且所述切割刀能够相对于与所述工作平台运动，所述切割刀的刀刃在高度上大于晶圆的厚度；所述驱动机构的主轴与所述切割刀连接，以驱动所述切割刀旋转；所述主轴的输出功率为1.8KW～2.2KW；所述喷水装置用以输送常温水，所述喷水装置具有朝向所述切割刀正向旋转前端的第一出水部，以及朝向所述切割刀两侧的第二出水部；所述驱动机构驱动所述切割刀旋转，而所述工作平台与所述切割刀有相对运动，而使所述切割刀能够切割所述工作平台上的晶圆，且所述切割刀的刀刃从高度上从晶圆的上表面切至晶圆的底面，从而实现一刀切透晶圆；而所述喷水装置内的常温水从所述第一出水部和所述第二出水部喷出，并喷射于所述切割刀切割晶圆的加工点。2.如权利要求1所述的晶圆切割设备，其特征在于，所述喷水装置包括：第一管路和两个第二管路，所述第一管路具有所述第一出水部，所述两个第二管路分别具有所述第二出水部；其中，所述第一管路和所述第二管路均上下可调。3.如权利要求2所述的晶圆切割设备，其特征在于，所述第一管路包括：主管路分段，其竖直设置；调节管路分段，倾斜设置，其一端为装配端，另一端为所述第一出水部；所述调节管路分段的装配端通过一连接件与所述主管路分段的下端活动连接，以使所述调节管路分段在竖直平面内角度可调。4.如权利要求2所述的晶圆切割设备，其特征在于，每个所述第二出水部均具有三个开口，该三个开口在同一高度上分布。5.如权利要求1所述的晶圆切割设备，其特征在于，所述工作平台上还设有用于打磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹苏庚，王红，吴迪，张震，刘天德，周福鸣，揭丽萍，
申请(专利权)人：深圳赛意法微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44