管芯清洁系统和相关方法
阅读：702发布：2024-01-24
专利汇可以提供管芯清洁系统和相关方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 题为“管芯清洁系统和相关方法”。本发明涉及一种形成多个 半导体 管芯的方法，该方法的实施方式可以包括：在半导体衬底中的管芯锯道的表面下方形成损伤层；沿着管芯锯道将半导体衬底分割成多个半导体管芯；以及通过向多个半导体管芯施加声能在分割之后移除管芯锯道中的一个或多个颗粒。，下面是管芯清洁系统和相关方法专利的具体信息内容。
1.一种形成多个半导体管芯的方法，所述方法包括：
在半导体衬底中的管芯锯道的表面下方形成损伤层；
沿着所述管芯锯道将所述半导体衬底分割成多个半导体管芯；以及
通过向所述多个半导体管芯施加声能在分割之后移除所述管芯锯道中的一个或多个颗粒。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，形成损伤层还包括：在所述管芯锯道的所述表面下方的一个或多个间隔开的位置处在所述半导体衬底内的焦点处用激光束辐照所述管芯锯道，以形成所述损伤层。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，形成损伤层还包括：
在所述管芯锯道的所述表面下方的一个或多个间隔开的位置处在所述半导体衬底内的第一深度的焦点处用激光束辐照所述管芯锯道；以及
在所述管芯锯道的所述表面下方的一个或多个间隔开的位置处在所述半导体衬底内的第二深度的焦点处用激光束辐照所述管芯锯道。
4.一种形成多个半导体管芯的方法，所述方法包括：
在管芯锯道下方的焦点处用激光束辐照半导体衬底以形成损伤层；
沿着所述管芯锯道将所述半导体衬底锯切成多个半导体管芯；以及
通过向所述多个半导体管芯施加声能在分割之后移除所述管芯锯道中的一个或多个颗粒。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，辐照所述半导体衬底还包括：
在所述管芯锯道的所述表面下方的一个或多个间隔开的位置处在所述半导体衬底内的第一深度的焦点处用激光束辐照所述管芯锯道；以及
在所述管芯锯道的所述表面下方的一个或多个间隔开的位置处在所述半导体衬底内的第二深度的焦点处用激光束辐照所述管芯锯道。
6.根据权利要求4所述的方法，还包括在施加所述声能的同时用液体喷射所述多个半导体管芯。
7.根据权利要求4所述的方法，还包括在切割所述半导体衬底的同时向锯片施加声能。
8.一种形成多个半导体管芯的方法，所述方法包括：
沿着管芯锯道将碳化硅半导体衬底分割成多个半导体管芯；
向所述碳化硅半导体衬底施加声能；
通过向所述多个半导体管芯施加声能在分割所述碳化硅半导体衬底之后移除所述管芯锯道中的一个或多个颗粒。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，向所述碳化硅半导体衬底施加声能还包括直接向与卡盘耦接的主轴施加声能，所述卡盘耦接到所述碳化硅半导体衬底。
10.根据权利要求8所述的方法，还包括以下中的一者：在施加所述声能的同时用液体喷射所述多个半导体管芯，以及在施加所述声能的同时将所述多个半导体管芯浸入液体中。
管芯清洁系统和相关方法
背景技术
1.技术领域
[0002] 2.背景技术
[0003] 半导体器件通常形成在半导体衬底的表面上和表面内。由于半导体衬底通常比器件大得多，因此器件被彼此分割成各种半导体管芯。使用锯切半导体衬底的方法来将半导体管芯彼此分离。发明内容
[0004] 形成多个半导体管芯的方法的实施方式可以包括：在半导体衬底中的管芯锯道的表面下方形成损伤层；沿着管芯锯道将半导体衬底分割成多个半导体管芯；以及通过向多个半导体管芯施加声能在分割之后移除管芯锯道中的一个或多个颗粒。
[0005] 形成多个半导体管芯的方法的实施方式可以包括以下各项中的一者、全部或任一者：
[0008] 形成损伤层还可以包括：在管芯锯道的表面下方的一个或多个间隔开的位置处，在半导体衬底内的第一深度的焦点处用激光束辐照管芯锯道；以及在管芯锯道的表面下方的一个或多个间隔开的位置处，在半导体衬底内的第二深度的焦点处用激光束辐照管芯锯道。
[0009] 分割半导体衬底可以包括锯切半导体衬底。
[0010] 该方法可以包括使用激光烧蚀管芯锯道的材料的一部分。
[0011] 半导体衬底可以使用隐形划片来分割。
[0012] 施加声能可以包括施加介于20kHz至3GHz之间的声能。
[0013] 形成多个半导体管芯的方法的实施方式可以包括：在管芯锯道下方的焦点处用激光束辐照半导体衬底以形成损伤层；沿着管芯锯道将半导体衬底锯切成多个半导体管芯；以及通过向多个半导体管芯施加声能在分割之后移除管芯锯道中的一个或多个颗粒。
[0014] 形成多个半导体管芯的方法的实施方式可以包括以下各项中的一者、全部或任一者：
[0015] 施加声能可以包括施加介于20kHz至3GHz之间的声能。
[0016] 半导体衬底可以是碳化硅。
[0017] 该方法可以包括使用激光烧蚀管芯锯道的材料的一部分。
[0018] 形成损伤层还可以包括：在管芯锯道的表面下方的一个或多个间隔开的位置处，在半导体衬底内的第一深度的焦点处用激光束辐照管芯锯道；以及在管芯锯道的表面下方的一个或多个间隔开的位置处，在半导体衬底内的第二深度的焦点处用激光束辐照管芯锯道。
[0019] 该方法可以包括在施加声能的同时用液体喷射多个半导体管芯。
[0020] 该方法可以包括在切割半导体衬底的同时向锯片施加声能。
[0021] 形成多个半导体管芯的方法的实施方式可以包括：沿着管芯锯道将碳化硅半导体衬底分割成多个半导体管芯；向碳化硅半导体衬底施加声能；以及通过向多个半导体管芯施加声能在分割碳化硅半导体衬底之后移除管芯锯道中的一个或多个颗粒。
[0022] 形成多个半导体管芯的方法的实施方式可以包括以下各项中的一者、全部或任一者：
[0023] 施加声能可以包括施加介于20kHz至3GHz之间的声能。
[0024] 向碳化硅半导体衬底施加声能可以包括直接向与耦接到碳化硅半导体衬底的卡盘耦接的主轴施加声能。
[0025] 该方法可以包括在施加声能的同时用液体喷射多个半导体管芯，或者在施加声能的同时将多个半导体管芯浸入液体中。
[0026] 半导体衬底可以使用隐形划片来分割。
附图说明
[0028] 将在下文中结合附图来描述实施方式，在附图中类似标号表示类似元件，并且：
[0029] 图1是半导体衬底中受损管芯锯道的实施方式的横截面侧视图；
[0030] 图2是半导体衬底中受损管芯锯道的第二实施方式的横截面侧视图；
[0031] 图3是切穿图2的管芯锯道的锯的横截面侧视图；
[0032] 图4是半导体衬底在被切穿后的横截面侧视图；
[0033] 图5是浸没在液体中的半导体衬底的横截面侧视图，其中声能施加到液体；
[0034] 图6是半导体衬底中受损管芯锯道的第三实施方式的横截面侧视图；
[0035] 图7是切穿图6的管芯锯道的锯的横截面侧视图；
[0036] 图8是半导体衬底在被切穿后的横截面侧视图；并且
[0037] 图9是在用液体喷射的同时经受声能的半导体衬底的横截面侧视图。
具体实施方式
[0038] 本公开、其各方面以及实施方式并不限于本文所公开的具体部件、组装工序或方法元素。本领域已知的与预期半导体管芯符合的许多另外的部件、组装工序和/或方法元素将显而易见地能与本公开的特定实施方式一起使用。因此，例如，尽管本发明公开了特定实施方式，但是此类实施方式和实施部件可以包括符合预期操作和方法的本领域已知用于此类半导体管芯以及实施部件和方法的任何形状、尺寸、样式、类型、模型、版本、量度、浓度、材料、数量、方法元素、步骤等。
[0039] 存在各种各样的半导体衬底类型，并且该半导体衬底类型在制造各种半导体器件过程中使用。可使用本文档中公开的原理处理的半导体衬底的非限制性示例包括单晶硅、二氧化硅、玻璃、绝缘体上硅、砷化镓、蓝宝石、红宝石、碳化硅、前述中的任一个的多晶形式或无定形形式，以及用于构造半导体器件的任何其他衬底类型。本文公开的特定实施方式可以使用任何多晶型的碳化硅半导体衬底(碳化硅衬底)。在本文档中，术语“晶圆”也与“衬底”一起使用，因为晶圆是常见类型的衬底，但不是用于指代所有半导体衬底类型的专门术语。在各种实施方式中，作为非限制性示例，本文档中公开的各种半导体衬底类型可以是圆形、圆化、方形、矩形或任何其他封闭形状。
[0040] 参考图1，示出了半导体衬底2中受损管芯锯道4的实施方式的横截面侧视图。如图所示，锯道4是在管芯6和8之间的半导体衬底2的区域，并且延伸横跨半导体衬底2的厚度。由于这是剖视图，在该视图中仅可以看到两个管芯6、8，但是该锯道延伸横跨在半导体衬底
2的整个表面上间隔开的多个管芯。在各种实施方式中，半导体衬底2可以包括器件层12。器件层可以包括多个功率半导体器件，作为非限制性示例，诸如MOSFET、IGBT、晶闸管、任何其他功率半导体器件和它们的任何组合。在其他实施方式中，多个半导体器件中的一个或多个半导体器件可以包括非功率半导体器件。
2的整个表面上间隔开的多个管芯。在各种实施方式中，半导体衬底2可以包括器件层12。器件层可以包括多个功率半导体器件，作为非限制性示例，诸如MOSFET、IGBT、晶闸管、任何其他功率半导体器件和它们的任何组合。在其他实施方式中，多个半导体器件中的一个或多个半导体器件可以包括非功率半导体器件。
[0041] 在各种实施方式中，形成多个半导体管芯的方法可以包括在半导体衬底2中管芯锯道4的表面16下方形成损伤层14。损伤层可以由半导体衬底2的前侧18或后侧20形成。在各种实施方式中，形成损伤层14可以包括在损伤层14内形成多个穿孔22或孔。在其他实施方式中，在锯道中没有形成孔，但是锯道中的一部分材料仍然可能被损坏或改变到较弱的状态。在各种实施方式中，损伤层可以通过激光、蚀刻、加热锯道的材料、冷却锯道的材料、注入锯道的材料或用于破坏管芯锯道的晶体结构的任何其他方法来形成。在使用激光的实施方式中，激光束可以在锯道4的表面16下方的焦点处辐照锯道4的材料。因为激光束在焦点处引起局部加热，所以材料的位于焦点处的晶体结构被破坏。在其他实施方式中，该方法可以包括使用激光来烧蚀材料、损伤材料或者烧蚀并损伤材料。激光器可以包括与本文公开的任何激光器的任何参数相同或类似的参数。
[0042] 如图1所示，损伤层14可以不一直延伸穿过锯道4，而是可以集中在与损伤源对应的表面附近。因此，如图1所示，假设损伤层经由激光形成，则激光穿过器件层12辐照半导体衬底2。在其他实施方式中，损伤可以从半导体衬底2的后侧20形成。虽然图1中的损伤被示出为在离散的点或孔处，但是在各种实施方式中，损伤可以连续地或半连续地穿过管芯锯道的材料分布。在其他实施方式中，损伤层可以延伸穿过锯道4的整个深度。在各种实施方式中，并且如图1所示，损伤层4可以横跨锯道4的宽度形成，并且可以是连续的或半连续的。然而，在其他实施方式中，诸如图2所示的实施方式中，损伤层可以仅在半导体管芯的侧壁附近形成。
[0043] 参考图2，示出了半导体衬底24中损伤的管芯锯道的第二实施方式的横截面侧视图，其中损伤26仅位于管芯锯道28的侧壁附近。如图2所示，损伤26可以基本上完全延伸穿过管芯锯道28的深度，而在其他实施方式中，损伤26可以更靠近半导体衬底24的前侧30或后侧32定位。在另一些实施方式中，形成多个半导体管芯的方法可以不包括在管芯锯道中形成损伤层，相反，半导体衬底可以被分割而在管芯锯道中不形成任何类型的损伤。
[0044] 在各种实施方式中，该方法可以包括用管心针在管芯锯道的顶表面上形成划线标记。根据管心针的压力、速度和/或尖端特性，划线标记可以导致材料从锯道上移除和/或形成裂纹，该裂纹沿着半导体衬底的晶体结构从划线标记向下传播到锯道的材料中。管心针既可以用于已经具有损伤层的半导体衬底的管芯锯道的实施方式，也可以用于使用管心针在管芯锯道内形成损伤层的实施方式。
[0045] 参考图3，示出了切穿图2的管芯锯道的锯的横截面侧视图。形成多个半导体管芯的方法可以包括将后侧32耦接到用于支撑半导体衬底24的卡盘34或平台。该方法还可以包括沿着管芯锯道28将半导体衬底24分割成多个半导体管芯36。在各种实施方式中，并且如图3所示，锯片38可以用于分割半导体衬底24。如图所示，一旦衬底已经安装在切割带上并且从图2中的取向器件侧向上定向，就进行衬底的锯切。如图所示，在各种实施方式中，锯片38由复合材料制成，该复合材料包括结合基质42，该结合基质将金刚石磨粒40的颗粒保持在其中。在锯切过程中，基质42的材料磨损，暴露出金刚石磨粒40颗粒，在锯切过程中使用一段时间后，金刚石磨粒40颗粒也最终从它们在锯片中的位置脱落。以这种方式，新的金刚石颗粒不断暴露出来，并可在锯片的整个寿命期间使用。损伤层削弱了半导体衬底的晶体结构，因此允许锯片更容易地移除锯道中的材料。由于材料更容易移除，因此锯片磨损更少并且锯片寿命可以延长。另外，在一些实施方式中，锯切过程可能能够更快地进行，因为材料可以被更快地移除。由于锯片38是耗材的，因其随着时间的推移而磨损并且需要更换，因此增加锯片寿命和/或增加可以使用锯片切割的衬底的数量可以降低每个衬底的加工成本。在其他实施方式中，可以使用由不同材料制成的其他锯片。这种锯片可以包括或不包括金刚石磨粒40。
[0046] 在锯切过程中，特别是对于诸如碳化硅的硬衬底，锯片会给基质材料上釉或以其他方式防止基质材料适当研磨(由于来自切割带的材料和/或来自被锯切衬底的材料的积聚)，导致锯片不再将新的金刚石磨粒带到锯片的表面。这降低了锯片在切割时的效率，降低了切割速度和/或导致管芯的侧壁损伤增加，这会降低管芯强度，特别是对于变薄的管芯。在各种实施方式中，可以利用声能辅助锯切系统。在这种实施方式中，声能量源可以与主轴耦接，主轴与锯片可旋转地耦接。在操作过程中，来自声能量源的声能作为振动能量沿主轴向下传递，从而导致锯片在操作过程中相应地振动。结果，基质相对于被切割的衬底材料振动并且更容易研磨，从而使新的金刚石磨粒块更容易暴露出来。另外，在各种实施方式中，由于振动作用，衬底本身的锯成浆料材料可以用作抵靠锯片的磨粒，并且也有助于未锯成的衬底材料的切割过程。观察到的声能增强锯切的效果是锯切过程进行得更快，锯片寿命更长，和/或锯切过程后观察到的侧壁损伤减少。另外，对于被锯材料的莫氏硬度接近金刚石磨粒(如碳化硅)硬度的基底，使用声波增强分割的好处可能特别有利，因为对于这种材料观察到的锯切过程通常较慢且锯片磨损率较高。在锯切过程中需要较低的主轴电流时，可以观察到在声能施加到主轴上的情况下切割过程效率提高的效果。所施加的声能的参数可以与本文公开的任何声能的任何参数相同或类似。
[0047] 在其他实施方式中，形成多个半导体管芯的方法可以包括通过除切割或锯切半导体衬底之外的其他方法或工艺来分割半导体管芯。在使用管心针在管芯锯道上形成划线标记的实施方式中，可以通过将衬底安装到切割带或管芯附着膜上并拉伸该膜来拉伸或弯曲半导体衬底。以这种方式，由划线标记形成的裂纹随后完全传播通过衬底的厚度，从而分割多个管芯，然后可以从带上拾取这些管芯。划线标记产生能够允许使用这样的工艺直接划线和断裂分离的裂纹的能力取决于所使用的特定半导体衬底的晶面的晶体取向(以及衬底是否是单晶衬底)。在一些衬底中，由于裂纹将沿着阻力最小的路径形成，所以裂纹实际上可能试图以某一角度从划线标记扩展到管芯中。在这样的实施方式中，划线标记可以简单地用作材料移除/附加锯道损伤技术，以帮助进一步损伤锯道中的材料和/或在利用本文公开的任何技术使用锯片进行锯切之前移除材料。根据特定半导体衬底的晶体结构，划线技术的使用可以提高管芯强度，因为它可以减少锯切的材料量或者消除对锯切的需求。这样的实施方式也可以与本文公开的各种锯切实施方式相结合。
[0048] 形成多个半导体管芯的方法可以包括通过隐形划片来分割半导体管芯。如本文所用，隐形划片可以包括在半导体衬底的管芯锯道内形成损伤或改性的层。损伤层可以使用本文公开的任何方法形成。在损伤层形成之后，隐形划片可以包括将半导体衬底耦接到带扩展器。半导体衬底然后可以被扩展，导致半导体衬底沿着损伤的管芯锯道分割成多个管芯。隐形划片可以增加由半导体衬底形成的管芯的数量，因为由于锯片宽度、锯缝宽度和控制锯切割锯道的最终宽度的其他因素，管芯锯道可能比锯片能够产生的宽度更窄。
[0049] 形成多个半导体管芯的方法可以包括通过蚀刻分割半导体管芯。在各种实施方式中，半导体衬底可以使用湿法蚀刻或干法蚀刻来分割。在另一些实施方式中，形成多个半导体管芯的方法可以包括通过烧蚀管芯锯道的部分来分割管芯。在这样的实施方式中，在形成损伤层之后，作为非限制性示例，配置为使用特定激光类型、光束宽度、脉冲能量、重复率、功率和任何其他激光参数烧蚀锯道的材料的激光束可以穿过锯道的材料。另外，在一些实施方式中，可以在烧蚀激光束的焦点处施加气体射流。在一些实施方式中，这种气体射流可以处于环境温度，并且被设计成将由激光产生的熔渣在期望的方向上吹离激光束或者相对于锯道吹动。在其他实施方式中，气体射流可以相对于环境温度和/或衬底的温度冷却，并且可以在加热的烧蚀点处或其后面的相邻点处对衬底进行热冲击。在这些实施方式中，锯道的剩余材料可以沿着阻力最小的晶面断裂，并导致锯道每一侧上的管芯彼此分离。在使用冷气的情况下，可能需要较少的激光烧蚀来实现管芯的分割，这可以减少沉积在管芯上的熔渣量和/或增加分割后的最终管芯强度。
[0050] 参考图4，示出了已经被分割后的半导体衬底的横截面侧视图。在各种实施方式中，在分割多个半导体管芯36之后，各种尺寸的颗粒/裂片/碎片44可能耦接到多个半导体管芯的侧壁。颗粒44可以是管芯锯道28、带、背金属的残留物或来自衬底的任何其他污染物或材料。这种颗粒44可能被证明是有问题的，因为它们可能在分割过程之后和/或在组装过程中剥落。在各种实施方式中，这种颗粒可能污染废水(特别是那些含有铜的废水)。此外，如果半导体封装的模制化合物耦接到颗粒44，颗粒44可能从半导体衬底的剩余部分脱离，并且可能损害最终芯片的结构。
[0051] 参考图5，示出了浸没在液体中的半导体衬底的横截面侧视图，其中声能施加到液体。在各种实施方式中，该方法可以包括将多个半导体管芯36浸入液体46中。作为非限制性示例，液体46可以包括水、表面活性剂、水和表面活性剂的混合物和/或任何其他溶剂和/或溶质。如图5所示，带34也可以浸入液体中。在各种实施方式中，带34上的多个半导体管芯36可以使用卡盘(在各种实施方式中，卡盘可以是真空卡盘)保持或支撑在它们浸没在其中的浴槽或其他容器中。
[0052] 在各种实施方式中，在多个半导体管芯36浸入液体46中之后，形成多个半导体管芯的方法可以包括通过向多个半导体管芯36施加声能在分割半导体衬底之后移除管芯锯道28中的一个或多个颗粒44。在各种实施方式中，声能通过声能量源48直接施加到液体46，并通过液体46施加到多个半导体管芯36。声能量源48可以采用各种频率，该频率可以在从约20kHz到约3GHz的范围内。当超声波能量源48使用的声波频率高于360kHz时，该能量源也可以称为兆频超声波能量源。在特定实施方式中，声能量源48可以以80W的功率产生频率为40kHz的超声波振动。在各种实施方式中，声能量源48可以施加在约30kHz至约50kHz之间或者约35kHz至约45kHz的频率。然而，在各种实施方式中，可以使用高于和/或低于50kHz的其他频率，包括兆频超声波频率。在各种实施方式中，也可以采用各种功率水平。
[0053] 在各种实施方式中，声能量源48可以采用多种换能器/振荡器设计以产生声能并将声能传递到主轴，作为非限制性示例，包括磁致伸缩换能器和压电换能器。在使用磁致伸缩换能器/振荡器的情况下，换能器利用线圈在表现出磁致伸缩特性的材料中形成以期望频率诱发机械振动的交变磁场，作为非限制性示例，所述材料诸如为镍、钴、铽、镝、铁、硅、铋、铝、氧、它们的任何合金以及它们的任何组合。机械振动然后被传递到超声波能量源的接触液体的部分。在使用压电换能器/振荡器的情况下，压电材料经受电荷的施加，并且所产生的振动被传递到超声波能量源的接触液体的部分。作为非限制性示例，可以在各种实施方式中使用的压电材料的示例包括石英、蔗糖、黄玉、电气石、钛酸铅、钛酸钡、锆钛酸铅以及表现出压电特性的任何其他晶体或材料。
[0054] 参考图6，示出了半导体衬底中受损管芯锯道的第三实施方式的横截面侧视图。类似于图1所示实施方式，形成多个半导体管芯的方法可以包括在半导体衬底56中管芯锯道54的表面52下方形成损伤层50。如图6所示，可以使用激光辐照来形成损伤层。在使用激光的实施方式中，激光束58可以在锯道54的表面52下方的焦点60处辐照锯道54的材料。因为激光束58在焦点60处引起局部加热，所以在焦点处的材料的晶体结构被破坏。在其他实施方式中，该方法可以包括使用激光烧蚀材料、损伤材料或者烧蚀和损伤材料。如图6所示，半导体衬底56是碳化硅。
[0055] 在焦点60处的损伤程度由许多因素决定，作为非限制性示例，包括激光的功率、材料的曝光持续时间、衬底的材料的吸附、衬底材料相对于激光方向的晶体学取向、衬底的原子结构，以及调节光能的吸收和/或引起的损伤或热向衬底中的传递的任何其他因素。用于辐照锯道54的激光的波长是特定半导体衬底的材料至少部分地光学透射的波长，无论是半透明的还是透明的。在衬底是碳化硅衬底的情况下，波长可以是1064nm。在各种实施方式中，激光光源可以是Nd:YAG脉冲激光或YVO4脉冲激光。在使用Nd:YAG激光的一个实施方式中，可以使用10微米的光斑尺寸和3.2W的平均功率以及80kHz的重复频率、4ns的脉冲宽度、聚焦透镜的0.45的数值孔径(NA)。在另一个实施方式中，可以以400kHz的重复频率、16W的平均功率、4ns的脉冲宽度、10微米的光斑直径和0.45的NA使用Nd:YAG激光。在各种实施方式中，激光的功率可以从约2W变化到约4.5W。然而，在其他实施方式中，激光功率可以小于2W或大于4.5W。
[0056] 如图所示，激光的焦点60形成快速加热位置，并且可能造成焦点60处的材料完全或部分熔融。由于加热/冷却的结果，在SiC衬底的六边形单晶结构上的快速加热点和所得应力造成衬底材料沿着衬底的c平面开裂。取决于用于制造晶锭的单个SiC晶体的类型，c平面可以与第二表面成约1度至约6度的偏离角取向。在各种实施方式中，这个角度在制造晶锭时确定。在特定实施方案中，偏离角可以为约4度。
[0057] 在操作期间，激光以脉冲操作操作，以在通过衬底的表面时产生许多重叠的脉冲光点。因此，在晶圆内形成连续/半连续改性材料层/带。在其他实施方式中，激光可以连续波模式而不是脉冲模式操作以产生改性材料带。在另一些实施方式中，类似于图2所示的实施方式，损伤层可以仅形成在管芯锯道54的侧面附近。如图6所示，由焦点60引起的应力导致锯道54的材料在沿着c平面的一个或两个方向上沿着c平面开裂。在图6中，这些裂纹62被示出为从以偏离角成角度的焦点60区域(其中改性层/带位于其中)扩散。在各种实施方式中，裂纹62可以位于焦点60下方、焦点60上方，或从焦点60直接地扩散，这取决于激光的特性和将激光施加到材料的方法。在各种实施方式中，裂纹62进入衬底的长度是所施加的激光的功率的函数。作为非限制性示例，焦点的深度被设定为在衬底中500μm处；在激光功率为3.2W的情况下，从改性层/带的裂纹传播约为250μm；在激光功率为2W时，裂纹长度约为100μm；在激光功率设定为4.5W的情况下，裂纹长度为约350μm。
[0058] 如图6所示，激光束58正在沿着锯道在与前两遍间隔开的第三位置处进行第三遍的处理。在各种实施方式中，可以在任何锯道中进行一遍、两遍或更多遍。不同遍可以使用相同的激光参数和进给速度/速率，或者可以使用不同的激光参数和不同的进给速度/速率来进行。由激光辐照导致的受损材料和裂纹在锯道54的表面52下方形成损伤层。损伤层破坏半导体衬底材料的结构(在SiC的情况下，衬底的六方晶体结构)，从而削弱材料的强度。示出了与焦点60类似的其他焦点64，其在锯道54的材料中处于不同的深度(锯道54的表面
52下方的距离)。以这种方式，可以在锯道54的材料内形成多个损伤层。通常，进入锯道材料最深深度处的损伤层将首先形成，然后是下一个损伤层，依此类推。然而，在其他实施方式中，可以进行相反的操作，特别是当焦点不直接彼此重叠而是交错时。如图所示，辐照是从衬底的后侧66或者与已经形成半导体器件的一侧(器件侧68)相对的衬底一侧进行的。然而，在其他实施方式中，根据锯道中的材料，激光辐照可以从衬底的器件(前)侧68进行，类似于图1所示的实施方式。在从衬底56的后侧66进行激光辐照的情况下，使用晶圆的器件侧对准晶圆的后侧相机的用途可以用来对准晶圆，以确保激光辐照与锯道本身适当对准，并避开多个管芯的区域。
52下方的距离)。以这种方式，可以在锯道54的材料内形成多个损伤层。通常，进入锯道材料最深深度处的损伤层将首先形成，然后是下一个损伤层，依此类推。然而，在其他实施方式中，可以进行相反的操作，特别是当焦点不直接彼此重叠而是交错时。如图所示，辐照是从衬底的后侧66或者与已经形成半导体器件的一侧(器件侧68)相对的衬底一侧进行的。然而，在其他实施方式中，根据锯道中的材料，激光辐照可以从衬底的器件(前)侧68进行，类似于图1所示的实施方式。在从衬底56的后侧66进行激光辐照的情况下，使用晶圆的器件侧对准晶圆的后侧相机的用途可以用来对准晶圆，以确保激光辐照与锯道本身适当对准，并避开多个管芯的区域。
[0059] 参考图7，示出了切穿图6的管芯锯道的锯的横截面侧视图。形成多个半导体管芯的方法可以包括将半导体衬底56分割成多个半导体管芯70。半导体衬底56可以使用本文公开的任何方法进行分割。如图7所示，锯片72可以用于移除管芯锯道的材料。锯片72可以是本文先前公开的任何类型的锯片，包括具有金刚石磨粒的锯片，或者如图所示，不具有金刚石磨粒的锯片。
[0060] 参考图8，示出了已经使用锯片分割后的半导体衬底的横截面侧视图。在分割半导体衬底56时，一个或多个颗粒/裂片/碎片74可能耦接到多个半导体管芯的侧壁。颗粒74可以是管芯锯道28、带、背金属的残留物或任何其他污染物或材料。这些颗粒74可以使用本文公开的任何方法移除。
[0061] 参考图9，示出了在用液体喷射的同时经受声能的半导体衬底的横截面侧视图。为了移除颗粒74，形成多个半导体管芯70的方法可以包括向多个半导体管芯70施加声能。在各种实施方式中，声能量源76可以直接将能量施加到主轴78，主轴78耦接到支撑半导体衬底56的卡盘80或平台。以这种方式，声能通过卡盘80施加到衬底56。在这样的实施方式中，半导体衬底可以如本文此前所述浸入液体中，或者，如图9所示，该方法可以包括在声能被施加到半导体衬底的同时，用来自喷雾器82的液体喷射半导体衬底56。声能与喷雾的组合可以从多个半导体管芯70的侧壁移除一个或多个颗粒74。喷雾可以是任何液体，作为非限制性示例，包括水、表面活性剂、水和表面活性剂的组合和/或本文公开的任何其他溶剂和/或溶质。
[0062] 在各种方法实施方式中，施加声能还可以包括施加介于20kHz至3GHz之间的声能。
[0063] 在各种方法实施方式中，分割半导体衬底可以包括锯切半导体衬底。
[0064] 在各种方法实施方式中，该方法还可以包括使用激光烧蚀管芯锯道的材料的一部分。
[0065] 在各种方法实施方式中，半导体衬底可以使用隐形划片来分割。
[0066] 在以上描述中提到半导体管芯的特定实施方式以及实施部件、子部件、方法和子方法的地方，应当显而易见的是，可以在不脱离其实质的情况下作出多种修改，并且这些实施方式、实施部件、子部件、方法和子方法可以应用于其他半导体管芯。
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