[发明专利]分离晶片基材上表层的多个半导体元件裸片方法

说明书

技术领域

本发明涉及晶片切割方法，且尤其涉及一种将半导体晶片分割成芯片的方法。

背景技术

半导体工艺完成后，会在半导体晶片上形成许多重复的半导体元件(例如发光二极管(LED)元件)。在晶片上的这些元件彼此以切割道隔开。目前有各种切割晶片的技术，其沿着切割道将加工晶片分割成各自的裸片，而每一个裸片代表一个特定半导体元件芯片。目前采用的一般晶片切割技术包括：机械切割(mechanical cleaving)、激光切割(laser dicing)，与借由钻石刀片(diamond blade)锯切(sawing)。

机械切割的方法先用钻石尖端画出切割道，接着沿着切割道手动将晶片分开，类似一般家用切割平板玻璃的方法。激光切割的技术应用一高能量激光冲击切割道，使晶片结晶材料的微结构破裂而形成切割片段。用锯切(sawing)的方法分离晶片上的裸片，使用钻石刀片(diamond saw blades)。然而，当晶片由易碎半导体材料所组成时，利用这些已知的晶片切割方法将半导体元件裸片切割成微小裸片尺寸可能无法提供满意的结果。机械切割和锯切的方法会造成沿着切割片段的边缘残留微裂缝(micro-cracks)。这些微裂缝容易沿着不可预期的裂缝路径传播于晶片上，而导致元件的严重伤害，以及实质上元件合格率的降低。此种合格率降低的情况会随着裸片尺寸的缩小而更加严重。伴随锯切操作的震动、剪切与冲击效果可能恶化锯切情况，且造成更多元件伤害与合格率损失。此外，钻石切刀的物理尺寸限制了半导体晶片上的切割道缩小化趋势，且其阻碍两个普遍趋势，其一是阻碍晶片上切割道尺寸的缩小化，再者是阻碍先进工艺将最大可能的晶片面积分割成具有功能性的半导体元件。再者，当使用激光切割时，高能量的激光冲击晶片表面会造成周围产生大量的晶片材料粒子。这些粒子可能会再度沉积到晶片上，而造 成严重的粒子污染。此外，高能量的激光线可能由于晶片结晶材料的局部高热而造成微裂缝。

再者，半导体尺寸日趋增加的趋势持续发展，一方面用以增加半导体制造产能，一方面补偿先进工艺设备的昂贵价格。另一个熟知的趋势是高发光性与高功率的发光二极管半导体元件，与高灵敏LED元件，已于各种应用领域中获得广大的支持。此种LED晶片一般是易碎的，且比传统的硅晶片对机械伤害更灵敏。由于上述提及的趋势促使业界发展一种新颖的晶片切割方法。

发明内容

借由本发明的优选实施例解决与防止现有技术的这些与其他问题，且达到技术上的优势，本发明提供一改良的晶片切割方法，用以分离半导体晶片上的半导体裸片。这些方法包括于欲分离的相邻半导体裸片之间形成蚀刻图案。可借由各种蚀刻工艺制作蚀刻图案。此蚀刻图案一般深入晶片基材至一预定深度，明显地超过晶片上表层，此上表层的位置已嵌入预先制成的半导体裸片。经由晶片研磨、机械切割与激光切割方法将蚀刻后、大尺寸与易碎的晶片分离成半导体裸片。优选的实施例能降低与晶片切割相关的元件伤害，以及提升产品合格率。

依照本发明一优选实施例，分离晶片基材上表层的多个半导体元件裸片方法，包括下列步骤：形成一光刻图案于该上表层；暴露一介于欲分离的相邻裸片间的区域；于该晶片基材中蚀刻该暴露区域至一深度，使其大体上低于该晶片基材上表层；以及薄化该晶片基材的背表面，直到暴露该晶片基材中的蚀刻图案。

依照本发明一优选实施例，分离晶片基材上表层的多个半导体元件裸片方法，包括下列步骤：形成一光刻图案于该上表层，暴露一介于欲分离的相邻裸片间的区域；于该晶片基材中蚀刻该暴露区域至一深度，使其大体上低于该晶片基材上表层；以及照射一激光光束到该蚀刻图案，用以切穿该晶片基材和分离所述多个裸片。

依照本发明一优选实施例，分离晶片基材上表层的多个LED元件裸片方法，包括下列步骤：形成一光刻图案于该上表层，暴露一介于欲分离的相 邻LED裸片间的区域；于晶片基材中蚀刻该暴露区域至一深度，使其大体上低于该晶片基材上表层；以及薄化该晶片基材的背表面，直到暴露该晶片基材中的蚀刻图案。

本发明提供的将半导体晶片分割成芯片的方法，能降低对晶片切割相关的元件伤害，且改善产品合格率降低问题。

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1～图5为一系列剖面图，用以说明本发明的一实施例的流程。

图6为一剖面图，用以说明本发明一优选实施例。

图7为一剖面图，用以说明本发明另一优选实施例。