申请/专利权人：福建兆元光电有限公司

申请日：2019-05-17

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN110190010B

主分类号：H01L21/67

分类号：H01L21/67;H01L21/78;B23K26/38

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2019.09.24#实质审查的生效;2019.08.30#公开

摘要：本发明提出半导体晶片划片装置，所述划片装置包括激光器和晶片模具；所述晶片模具包括在激光入射方向上顺序设置的划片掩模、晶片和用于承载半导体晶片的晶片承载架；所述划片掩模包括可透过激光的刻划区和对激光阻断的阻断区；所述刻划区与阻断区形成掩模图形；所述掩模图形包括半导体晶片的预计划分形状；当进行晶片划分时，激光器的激光穿过划片掩模的刻划区，按掩模图形对晶片承载架上的晶片进行切割；本发明能提升半导体晶片划片作业的效率。

主权项：1.半导体晶片划片装置，其特征在于：所述划片装置（10）包括激光器（15）和晶片模具；所述晶片模具包括在激光入射方向上顺序设置的划片掩模（13）、晶片和用于承载半导体晶片的晶片承载架（11）；所述划片掩模包括可透过激光的刻划区（133）和对激光阻断的阻断区（131）；所述刻划区与阻断区形成掩模图形；所述掩模图形包括半导体晶片的预计划分形状；当进行晶片划分时，激光器的激光穿过划片掩模的刻划区，按掩模图形对晶片承载架上的晶片进行切割；所述阻断区以倍频材料对激光器激光进行阻断；所述晶片承载架可移动，以使其承载的半导体晶片对齐划片掩模的掩模图形；所述划片装置还包括影像系统，所述影像系统用于使晶片上的预设定位点与掩模图形的图形定位点对齐；所述划片掩模的两侧端部以掩模支撑部（14）支撑；所述倍频材料为可防止激光透过的材料或是可改变激光频率的材料；所述划片装置，以倍频材料形成可以在掩模图案中保护元件区域不受激光影响的阻断区域，以扫描方式执行激光照射；在对齐晶片与划片掩模后，无需变更晶片姿势，针对晶片整个上面迅速执行激光照射以完成晶片划片，提升晶片划片效率。

全文数据：半导体晶片划片装置及划片方法技术领域本发明涉及半导体加工技术领域，尤其是半导体晶片划片装置及划片方法。背景技术诸如LEDLightEmittingDiode，发光二极管的半导体的制造，包括在晶片中一次性形成多个元件后分离为个别芯片die并进行封装的过程。前者称为前端工序frond-endprocess，后者称为后端工序back-endprocess。可以说，在半导体元件的品质方面，在晶片上形成多个元件的前端工序产生较大影响，但后端工序的重要度也不亚于前者。在后端工序中，将晶片分离为多个元件die的过程称为切割，切割包括在晶片表面用激光划出线的划片和裂片或截断。划片是沿着个别元件之间存在的所谓“streets（街区）”照射激光而预先划出象划痕一样的线的过程。以往的划片装置利用CCD（电荷耦合元件）匹配位置后，首先沿Y方向照射激光。然后，使晶片旋转，再沿X方向照射激光。如上所述，沿Y方向和X方向依次划片的以往装置存在使晶片旋转的过程，因而工序时间长。另外，按照不同种类的晶片，应分别制作工序所需数据并保管。发明内容本发明提出半导体晶片划片装置及划片方法，能提升半导体晶片划片作业的效率。本发明采用以下技术方案。半导体晶片划片装置，所述划片装置（10）包括激光器（15）和晶片模具；所述晶片模具包括在激光入射方向上顺序设置的划片掩模（13）、晶片和用于承载半导体晶片的晶片承载架（11）；所述划片掩模包括可透过激光的刻划区（133）和对激光阻断的阻断区（131）；所述刻划区与阻断区形成掩模图形；所述掩模图形包括半导体晶片的预计划分形状；当进行晶片划分时，激光器的激光穿过划片掩模的刻划区，按掩模图形对晶片承载架上的晶片进行切割。所述阻断区以倍频材料对激光器激光进行阻断。所述晶片承载架可移动，以使其承载的半导体晶片对齐划片掩模的掩模图形。所述划片装置还包括影像系统，所述影像系统用于使晶片上的预设定位点与掩模图形的图形定位点对齐。所述划片掩模的两侧端部以掩模支撑部（14）支撑；所述倍频材料为可防止激光透过的材料或是可改变激光频率的材料。所述划片掩模可通过在玻璃板（132）上形成用于阻断区的倍频材料层的方法而制造。半导体晶片划片方法，上述的划片装置，其划分方法包括以下步骤；A1、把晶片固定于晶片承载架处，移动晶片承载架，使半导体晶片对齐划片掩模的掩模图形；A2、以影像系统对晶片模具进行观测，对晶片承载架进行调节，以使晶片上的既定标记点的标记形状与掩模图形处的对应定位点的标记形状重合实现精准定位，从而让掩模图形的刻划区对准晶片处预设的元件分离区域；A3、以激光器的激光对划片掩模进行照射；A4、穿过划片掩模的刻划区的激光入射于半导体晶片的元件分离区域，在该区域处形成刻痕，在半导体晶片上形成与刻划区相同形状的划线；A5、移动激光器的照射区域，使激光完整扫描划片掩模，使划片掩模的全部掩模图形均接受激光照射，完成半导体切割。在步骤A5中，激光器在划片掩模处的照射区域的移动方向包括X轴方向和Y轴方向。所述照射区域的移动轨迹为Z字形或螺旋形，在激光对划片掩模的扫描照射过程中，晶片承载架处半导体晶片的位置始终固定。本发明提供了一种可以迅速在半导体晶片上划线的划片装置及方法，以倍频材料形成可以在掩模图案中保护元件区域不受激光影响的阻断区域，从而可以以扫描方式执行激光照射；因此，在对齐晶片与划片掩模后，可以无需变更晶片姿势，针对晶片整个上面迅速执行激光照射，完成晶片划片，大大提升了晶片划片效率。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：附图1是本发明的示意图；附图2是划片掩模的示意图；附图3是划片掩模的另一示意图；附图4是晶片上的光刻点与掩模图形的图形定位点对齐的对照示意图；附图5是在激光扫描时照射区域的移动轨迹示意图；附图6是在激光扫描时照射区域的另一移动轨迹示意图；图中：10-划片装置；11-晶片承载架；13-划片掩模；14-掩模支撑部；15-激光器；131-阻断区；132-玻璃板；133-刻划区；100-晶片；101-掩模图形处的对应定位点；102-晶片上的既定标记点。具体实施方式如图1-6所示，半导体晶片划片装置，所述划片装置10包括激光器15和晶片模具；所述晶片模具包括在激光入射方向上顺序设置的划片掩模13、晶片100和用于承载半导体晶片的晶片承载架11；所述划片掩模包括可透过激光的刻划区133和对激光阻断的阻断区131；所述刻划区与阻断区形成掩模图形；所述掩模图形包括半导体晶片的预计划分形状；当进行晶片划分时，激光器的激光穿过划片掩模的刻划区，按掩模图形对晶片承载架上的晶片进行切割。所述阻断区以倍频材料对激光器激光进行阻断。所述晶片承载架可移动，以使其承载的半导体晶片对齐划片掩模的掩模图形。所述划片装置还包括影像系统，所述影像系统用于使晶片上的预设定位点与掩模图形的图形定位点对齐。所述划片掩模的两侧端部以掩模支撑部14支撑；所述倍频材料为可防止激光透过的材料或是可改变激光频率的材料。所述划片掩模可通过在玻璃板132上形成用于阻断区的倍频材料层的方法而制造。半导体晶片划片方法，上述的划片装置，其划分方法包括以下步骤；A1、把晶片固定于晶片承载架处，移动晶片承载架，使半导体晶片对齐划片掩模的掩模图形；A2、以影像系统对晶片模具进行观测，对晶片承载架进行调节，以使晶片上的既定标记点102的标记形状与掩模图形处的对应定位点101的标记形状重合实现精准定位，从而让掩模图形的刻划区对准晶片处预设的元件分离区域；A3、以激光器的激光对划片掩模进行照射；A4、穿过划片掩模的刻划区的激光入射于半导体晶片的元件分离区域，在该区域处形成刻痕，在半导体晶片上形成与刻划区相同形状的划线；A5、移动激光器的照射区域，使激光完整扫描划片掩模，使划片掩模的全部掩模图形均接受激光照射，完成半导体切割。在步骤A5中，激光器在划片掩模处的照射区域的移动方向包括X轴方向和Y轴方向。所述照射区域的移动轨迹为Z字形或螺旋形，在激光对划片掩模的扫描照射过程中，晶片承载架处半导体晶片的位置始终固定。本例中，半导体晶片上的既定标记点可选择晶片处的光刻点。

权利要求：1.半导体晶片划片装置，其特征在于：所述划片装置（10）包括激光器（15）和晶片模具；所述晶片模具包括在激光入射方向上顺序设置的划片掩模（13）、晶片和用于承载半导体晶片的晶片承载架（11）；所述划片掩模包括可透过激光的刻划区（133）和对激光阻断的阻断区（131）；所述刻划区与阻断区形成掩模图形；所述掩模图形包括半导体晶片的预计划分形状；当进行晶片划分时，激光器的激光穿过划片掩模的刻划区，按掩模图形对晶片承载架上的晶片进行切割。2.根据权利要求1所述的半导体晶片划片装置，其特征在于：所述阻断区以倍频材料对激光器激光进行阻断。3.根据权利要求1所述的半导体晶片划片装置，其特征在于：所述晶片承载架可移动，以使其承载的半导体晶片对齐划片掩模的掩模图形。4.根据权利要求3所述的半导体晶片划片装置，其特征在于：所述划片装置还包括影像系统，所述影像系统用于使晶片上的预设定位点与掩模图形的图形定位点对齐。5.根据权利要求3所述的半导体晶片划片装置，其特征在于：所述划片掩模的两侧端部以掩模支撑部（14）支撑；所述倍频材料为可防止激光透过的材料或是可改变激光频率的材料。6.根据权利要求3所述的半导体晶片划片装置，其特征在于：所述划片掩模可通过在玻璃板（132）上形成用于阻断区的倍频材料层的方法而制造。7.半导体晶片划片方法，其特征在于：权利要求4中所述的划片装置，其划分方法包括以下步骤；A1、把晶片固定于晶片承载架处，移动晶片承载架，使半导体晶片对齐划片掩模的掩模图形；A2、以影像系统对晶片模具进行观测，对晶片承载架进行调节，以使晶片上的既定标记点的标记形状与掩模图形处的对应定位点的标记形状重合实现精准定位，从而让掩模图形的刻划区对准晶片处预设的元件分离区域；A3、以激光器的激光对划片掩模进行照射；A4、穿过划片掩模的刻划区的激光入射于半导体晶片的元件分离区域，在该区域处形成刻痕，在半导体晶片上形成与刻划区相同形状的划线；A5、移动激光器的照射区域，使激光完整扫描划片掩模，使划片掩模的全部掩模图形均接受激光照射，完成半导体切割。8.根据权利要求7所述的半导体晶片划片方法，其特征在于：在步骤A5中，激光器在划片掩模处的照射区域的移动方向包括X轴方向和Y轴方向。9.根据权利要求8所述的半导体晶片划片方法，其特征在于：所述照射区域的移动轨迹为Z字形或螺旋形，在激光对划片掩模的扫描照射过程中，晶片承载架处半导体晶片的位置始终固定。

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