[發明專利]分離晶片基材上表層的多個半導體元件裸片方法

有效

• 申請號: 200910132813.5
• 申請日: 2009-04-20
• 公開（公告）號: CN101621025A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 余振華;邱文智;陳鼎元
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/78
• 分類號: H01L21/78;H01L21/306;H01L21/268;H01L21/304;H01L33/00
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 姜 燕;陳 晨

技術領域

本發明涉及晶片切割方法，且尤其涉及一種將半導體晶片分割成芯片的方法。

背景技術

半導體工藝完成后，會在半導體晶片上形成許多重復的半導體元件(例如發光二極管(LED)元件)。在晶片上的這些元件彼此以切割道隔開。目前有各種切割晶片的技術，其沿著切割道將加工晶片分割成各自的裸片，而每一個裸片代表一個特定半導體元件芯片。目前采用的一般晶片切割技術包括：機械切割(mechanical cleaving)、激光切割(laser dicing)，與借由鉆石刀片(diamond blade)鋸切(sawing)。

機械切割的方法先用鉆石尖端畫出切割道，接著沿著切割道手動將晶片分開，類似一般家用切割平板玻璃的方法。激光切割的技術應用一高能量激光沖擊切割道，使晶片結晶材料的微結構破裂而形成切割片段。用鋸切(sawing)的方法分離晶片上的裸片，使用鉆石刀片(diamond saw blades)。然而，當晶片由易碎半導體材料所組成時，利用這些已知的晶片切割方法將半導體元件裸片切割成微小裸片尺寸可能無法提供滿意的結果。機械切割和鋸切的方法會造成沿著切割片段的邊緣殘留微裂縫(micro-cracks)。這些微裂縫容易沿著不可預期的裂縫路徑傳播于晶片上，而導致元件的嚴重傷害，以及實質上元件合格率的降低。此種合格率降低的情況會隨著裸片尺寸的縮小而更加嚴重。伴隨鋸切操作的震動、剪切與沖擊效果可能惡化鋸切情況，且造成更多元件傷害與合格率損失。此外，鉆石切刀的物理尺寸限制了半導體晶片上的切割道縮小化趨勢，且其阻礙兩個普遍趨勢，其一是阻礙晶片上切割道尺寸的縮小化，再者是阻礙先進工藝將最大可能的晶片面積分割成具有功能性的半導體元件。再者，當使用激光切割時，高能量的激光沖擊晶片表面會造成周圍產生大量的晶片材料粒子。這些粒子可能會再度沉積到晶片上，而造 成嚴重的粒子污染。此外，高能量的激光線可能由于晶片結晶材料的局部高熱而造成微裂縫。

再者，半導體尺寸日趨增加的趨勢持續發展，一方面用以增加半導體制造產能，一方面補償先進工藝設備的昂貴價格。另一個熟知的趨勢是高發光性與高功率的發光二極管半導體元件，與高靈敏LED元件，已于各種應用領域中獲得廣大的支持。此種LED晶片一般是易碎的，且比傳統的硅晶片對機械傷害更靈敏。由于上述提及的趨勢促使業界發展一種新穎的晶片切割方法。

發明內容

借由本發明的優選實施例解決與防止現有技術的這些與其他問題，且達到技術上的優勢，本發明提供一改良的晶片切割方法，用以分離半導體晶片上的半導體裸片。這些方法包括于欲分離的相鄰半導體裸片之間形成蝕刻圖案。可借由各種蝕刻工藝制作蝕刻圖案。此蝕刻圖案一般深入晶片基材至一預定深度，明顯地超過晶片上表層，此上表層的位置已嵌入預先制成的半導體裸片。經由晶片研磨、機械切割與激光切割方法將蝕刻后、大尺寸與易碎的晶片分離成半導體裸片。優選的實施例能降低與晶片切割相關的元件傷害，以及提升產品合格率。

依照本發明一優選實施例，分離晶片基材上表層的多個半導體元件裸片方法，包括下列步驟：形成一光刻圖案于該上表層；暴露一介于欲分離的相鄰裸片間的區域；于該晶片基材中蝕刻該暴露區域至一深度，使其大體上低于該晶片基材上表層；以及薄化該晶片基材的背表面，直到暴露該晶片基材中的蝕刻圖案。

依照本發明一優選實施例，分離晶片基材上表層的多個半導體元件裸片方法，包括下列步驟：形成一光刻圖案于該上表層，暴露一介于欲分離的相鄰裸片間的區域；于該晶片基材中蝕刻該暴露區域至一深度，使其大體上低于該晶片基材上表層；以及照射一激光光束到該蝕刻圖案，用以切穿該晶片基材和分離所述多個裸片。

依照本發明一優選實施例，分離晶片基材上表層的多個LED元件裸片方法，包括下列步驟：形成一光刻圖案于該上表層，暴露一介于欲分離的相 鄰LED裸片間的區域；于晶片基材中蝕刻該暴露區域至一深度，使其大體上低于該晶片基材上表層；以及薄化該晶片基材的背表面，直到暴露該晶片基材中的蝕刻圖案。

本發明提供的將半導體晶片分割成芯片的方法，能降低對晶片切割相關的元件傷害，且改善產品合格率降低問題。

為讓本發明的上述和其他目的、特征、和優點能更明顯易懂，下文特舉出優選實施例，并配合附圖，作詳細說明如下：

附圖說明

圖1～圖5為一系列剖面圖，用以說明本發明的一實施例的流程。

圖6為一剖面圖，用以說明本發明一優選實施例。

圖7為一剖面圖，用以說明本發明另一優選實施例。