一种半导体材料解理过程中偏移裂片载荷的获取方法技术

本发明专利技术涉及一种半导体材料解理过程中偏移裂片载荷的获取方法,包括：使用刀片在晶圆上进行刻划产生划痕，根据晶圆上的划痕测量出划痕长度L、晶圆厚度H以及划片深度a，根据划痕底部的中心点O作为原点建立二维坐标系得到O1和O2，进而根据解离断裂应力公式判断出晶圆断裂需要的最小偏移裂片载荷。

A Method for Obtaining Shift Fragment Load in Semiconductor Material Decomposition

【技术实现步骤摘要】
一种半导体材料解理过程中偏移裂片载荷的获取方法
本专利技术涉及一种半导体光电子器件工艺
，具体涉及一种半导体材料解理过程中偏移裂片载荷的获取方法。
技术介绍
半导体产业是伴随着上一轮计算机与互联网技术革命迅速发展起来的。其中，芯片作为计算机的核心部件,占整个计算机成本的绝大部分，因此在随后数十年的时间里,芯片呈现出了蓬勃发展态势。近年来,中国的芯片产业开始迅速发展,但国内集成电路芯片制造技术水平与世界先进水平相差巨大，仍处于起步阶段。芯片制造过程中需经过一系列特定的加工工艺技术，其中裂片工序属于封装环节很重要的步骤之一，即将晶粒从晶圆上剥离出来。裂片过程中因载荷过大等因素会使解理裂纹处于失稳扩展的状态，所产生的解理裂纹直接影响的了芯片的使用质量和寿命。同时现有条件下难以实时测量不同厚度晶圆解离时所需临界载荷，生产效率较低。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种半导体材料解理过程中偏移裂片载荷的获取方法。本专利技术提供了一种半导体材料解理过程中偏移裂片载荷的获取方法，具有这样的特征，包括：步骤1：使用刀片在晶圆上进行刻划产生划痕，测量出划痕长度L、晶圆厚度H以及划片深度a，以划痕底部的中心点O作为原点建立二维坐标系，得到O1和O2，在O2点处施加载荷P0，基于三点弯曲断裂建立应力函数模型得到O点的应力函数σ1(x1,y1)：步骤2：以O1点为坐标原点，O点坐标为(a,b)，建立新的O点的应力函数σ(x,y)，x＝x1-a，y＝y1-b，新应力函数σ(x,y)表示为：步骤3：在向O2点施加载荷时，会偏移理想接触点O2，设偏移量为l，当向接触点O2向左侧偏移时，偏移载荷P左如公式(3)所示，当向接触点O2向右侧偏移时，偏移载荷P右如公式(4)所示：步骤4：综合(2)、(3)以及(4)式，当载荷向点O2左侧偏移时，O点的应力函数σ左(a,b)如公式(5)所示，当载荷向点O2右侧偏移时，O点的应力函数σ右(a,b)如公式(6)所示为：步骤5：当O点的应力大于解离断裂应力时，晶圆发生解理断裂，所施加的偏移载荷P0可以达到晶圆所需最低载荷；当O点的应力小于解离断裂应力时，晶圆未发生解理断裂，无法满足晶圆所需的载荷，应增加所施加的偏移载荷P0，解离断裂应力σm可表示为：γ为表面能，E为弹性模量，S为晶圆原子间距离；步骤6：在O2点施加载荷，当载荷向左侧偏移接触点O2的偏移量为l时，根据公式(5)、(7)可得所需偏移裂片载荷P1如公式(8)所示，当载荷向右侧偏移接触点O2的偏移量为l时，根据公式(6)、(7)可得所需偏移裂片载荷P2如公式(9)所示：在本专利技术提供的一种半导体材料解理过程中偏移裂片载荷的获取方法中，还可以具有这样的特征：其中，O1为晶圆O点所在晶圆剖面上的任意一点。在本专利技术提供的一种半导体材料解理过程中偏移裂片载荷的获取方法中，还可以具有这样的特征：其中，O2点位于O点的正上方，并且在晶圆表面。在本专利技术提供的一种半导体材料解理过程中偏移裂片载荷的获取方法中，还可以具有这样的特征：其中，晶圆裂开过程中所施加的载荷为线型载荷。专利技术的作用与效果根据本专利技术所涉及的一种半导体材料解理过程中偏移裂片载荷的获取方法，因为根据晶圆上的划痕测量出划痕长度L、晶圆厚度H以及划片深度a，根据划痕底部的中心点O作为原点建立二维坐标系得到O1和O2，进而根据解离断裂应力公式判断出晶圆断裂需要的最小偏移裂片载荷。所以依据本方法可以精确地计算出晶圆断裂需要的最小偏移裂片载荷，使得裂片过程中解理裂纹处于正常解理状态，进而所产生的解理裂纹使得芯片的使用质量和寿命均有所提高，同时还可获得更加理想的解理断裂面。附图说明图1是本专利技术的实施例中晶圆上的坐标点以及受力点的剖面图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本专利技术的半导体材料解理过程中偏移裂片载荷的获取方法作具体阐述。图1是本专利技术的实施例中晶圆上的坐标点以及受力点的剖面图。步骤1：如图1所示,使用刀片在晶圆上进行刻划产生划痕，测量出划痕长度L、晶圆厚度H以及划片深度a，以划痕底部的中心点O作为原点建立二维坐标系，得到O1和O2，O1为晶圆O点所在晶圆剖面上的任意一点，O2点位于O点的正上方并且在晶圆表面。在O2点处施加载荷P0，基于三点弯曲断裂建立应力函数模型得到O点的应力函数σ1(x1,y1)：步骤2：以O1点为坐标原点，O点坐标为(a,b)，建立新的O点的应力函数σ(x,y)，x＝x1-a，y＝y1-b，新应力函数σ(x,y)表示为：步骤3：在向O2点施加载荷时，会偏移理想接触点O2，设偏移量为l，当向接触点O2向左侧偏移时，偏移载荷P左如公式(3)所示，当向接触点O2向右侧偏移时，偏移载荷P右如公式(4)所示：步骤4：综合(2)、(3)以及(4)式，当载荷向点O2左侧偏移时，O点的应力函数σ左(a,b)如公式(5)所示，当载荷向点O2右侧偏移时，O点的应力函数σ右(a,b)如公式(6)所示为：步骤5：当O点的应力大于解离断裂应力时，晶圆发生解理断裂，所施加的偏移载荷P0可以达到晶圆所需最低载荷；当O点的应力小于解离断裂应力时，晶圆未发生解理断裂，无法满足晶圆所需的载荷，应增加所施加的偏移载荷P0，晶圆裂开过程中所施加的载荷为线型载荷，解离断裂应力σm可表示为：γ为表面能，E为弹性模量，S为晶圆原子间距离。步骤6：在O2点施加载荷，当载荷向左侧偏移接触点O2的偏移量为l时，根据公式(5)、(7)可得所需偏移裂片载荷P1如公式(8)所示，当载荷向右侧偏移接触点O2的偏移量为l时，根据公式(6)、(7)可得所需偏移裂片载荷P2如公式(9)所示：计算出来的偏移裂片载荷可以精确地施加在晶圆上，进而晶圆在裂片的过程中，解理裂纹处于正常状态，使得芯片的质量和寿命大大提高。实施例的作用与效果根据本专利技术所涉及的一种半导体材料解理过程中偏移裂片载荷的获取方法，因为根据晶圆上的划痕测量出划痕长度L、晶圆厚度H以及划片深度a，根据划痕底部的中心点O作为原点建立二维坐标系得到O1和O2，进而根据解离断裂应力公式判断晶圆断裂需要的最小偏移裂片载荷。所以依据本方法可以精确地计算出晶圆断裂需要的最小偏移裂片载荷，使得裂片过程中解理裂纹处于正常状态，进而所产生的解理裂纹使得芯片的使用质量和寿命均有所提高,同时还可获得更加理想的解理断裂面。更进一步地，晶圆裂开过程中所施加的载荷为线型载荷，所以所施加的载荷更容易进行精确控制，进而会保证整个裂开过程不会出现晶圆解理裂纹失控的状态。上述实施方式为本专利技术的优选案例，并不用来限制本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体材料解理过程中偏移裂片载荷的获取方法，其特征在于，包括：步骤1：使用刀片在晶圆上进行刻划产生划痕，测量出划痕长度L、晶圆厚度H以及划片深度a，以所述划痕底部的中心点O作为原点建立二维坐标系，得到O1和O2，在O2点处施加载荷P0，基于三点弯曲断裂建立应力函数模型得到O点的应力函数σ1(x1,y1)：

【技术特征摘要】
1.一种半导体材料解理过程中偏移裂片载荷的获取方法，其特征在于，包括：步骤1：使用刀片在晶圆上进行刻划产生划痕，测量出划痕长度L、晶圆厚度H以及划片深度a，以所述划痕底部的中心点O作为原点建立二维坐标系，得到O1和O2，在O2点处施加载荷P0，基于三点弯曲断裂建立应力函数模型得到O点的应力函数σ1(x1,y1)：步骤2：以O1点为坐标原点，O点坐标为(b,a)，O2点坐标为(c,d)，∣c∣＝∣b∣，∣d∣＝∣H∣,建立新的O点的应力函数σ(x,y)，x＝x1-a，y＝y1-b，新应力函数σ(x,y)表示为：步骤3：在向O2点施加载荷时，会偏移理想接触点O2，设偏移量为l，当向接触点O2向左侧偏移时，偏移载荷P左如公式(3)所示，当向接触点O2向右侧偏移时，偏移载荷P右如公式(4)所示：步骤4：综合(2)、(3)以及(4)式，当载荷向点O2左侧偏移时，O点的应力函数σ左(a,b)如公式(5)所示，当载荷向点O2右侧偏移时，O点的应力函数σ右(a,b)如公式(6)所示为：步骤5：当O点的应力大于解离...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜晨，高睿，董康佳，郎小虎，任绍彬，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31