[发明专利]一种晶圆切割装置和方法

说明书

本发明公开一种晶圆切割装置和方法。该晶圆切割装置包括刻蚀单元、气体供给单元和化学反应液供给单元。其中，刻蚀单元，包括夹片具和导流罩，夹片具包括承载盘和气体通路，承载盘对待切割晶圆进行固定并且设置有多个气孔，气体通路设置于所述承载盘下方，导流罩为三层结构，包括外层、中层和内层，外层与中层间形成有第一中空夹层，中层与内层间形成有第二中空夹层，位于夹片具上方且间距可调，对化学反应液及保护气体的流向进行规范。根据本发明能够以较低成本实现将大晶圆切割为小晶圆，满足半导体业界研发中，一部分工艺需要在大尺寸尖端设备上完成，另一部分工艺在小尺寸设备中完成的需求，有利于进一步降低研发成本。

技术领域

本发明涉及本发明涉及半导体领域，具体涉及一种晶圆切割装置和方法。

背景技术

在现代半导体产业的研发过程中，特别是在实验室阶段，出于科研成本等因素的考虑，经常会遇到一个问题，即，前面的工艺需要在针对大尺寸(比如300毫米)晶圆的设备上完成，而后续的工艺却需要在针对小尺寸(比如150毫米或更小)晶圆的设备上完成。例如，一些最先进的工艺用深紫外光刻机进行细线条光刻及用最先进的工业化设备进行复杂成分的高精度镀膜等，均需要在针对大尺寸晶圆的最先进设备上完成。但是，这些最先进的工艺与小尺寸的晶圆不兼容，因此难以在小尺寸晶圆上实现这些需求。而后续工艺往往在针对小尺寸晶圆的设备上即可实现并能满足器件研发需要。这就需要将大尺寸的晶圆切割为小尺寸的晶圆，而切割后的小尺寸晶圆能够在相应设备上继续完成后续工艺。也就是说，需要切割后的小尺寸晶圆与其相应的设备兼容。

目前市场拥有的晶圆切割方法主要是用锯条的机械切割及用激光的切割方式。机械切割的特点是主要将晶圆按照其特有的晶格方向切割为长方形或者方形的样品。机械切割也在开发弧形切割技术，但常常会产生很多晶圆边缘缺陷。此外，还可以通过激光辅助技术进行晶圆切割，称作隐形切割技术，但是，该技术也主要按照晶圆特有的晶格方向切割出长方形或者方形的样品。通过完全激光的方式可以实现其他形状的晶圆切割。但是，激光完全切割耗时长，成本高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种晶圆切割装置，包括：刻蚀单元、气体供给单元和化学反应液供给单元，所述刻蚀单元，包括夹片具和导流罩，其中，所述夹片具包括承载盘和气体通路，所述承载盘对待切割晶圆进行固定并且设置有多个气孔，所述气体通路设置于所述承载盘下方，所述导流罩为三层结构，包括外层、中层和内层，外层与中层间形成有第一中空夹层，中层与内层间形成有第二中空夹层，位于所述夹片具上方且间距可调，对化学反应液及保护气体的流向进行规范；气体供给单元，与所述导流罩相连，分别向所述导流罩的内层和第二中空夹层中通入保护气体，还与所述气体通路相连，并通过所述气孔向所述承载盘供给保护气体；以及化学反应液供给单元，与所述导流罩相连，向所述第一中空夹层中通入化学反应液。

优选为，所述导流罩内层还设置有出气口，延伸至导流罩外。

优选为，所述第二中空夹层的厚度为0.1～5mm。

优选为，所述导流罩下边缘呈圆形及晶圆形状。

优选为，所述承载盘的尺寸小于所述待切割晶圆的尺寸，所述气孔排列为圆形及晶圆形状。

优选为，所述化学反应液供给单元包括：储液槽、回收槽和泵，通过如下方式对化学反应液进行循环使用：通过所述泵向所述导流罩的第一中空夹层中供给化学反应液；化学反应液流经待切割晶圆后，进入所述回收槽；之后，通过所述泵使化学反应液回流到所述储液槽。