[发明专利]分割薄半导体衬底的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体衬底的切割或分割（dicing），该半导体衬底通常以半导体晶圆的形式存在，本发明尤其是涉及薄半导体衬底的分割。

背景技术

以晶圆形式存在的半导体衬底被分割以形成分离后的集成器件或芯片。当这种半导体衬底在使用于永远更小的终端产品的薄半导体晶粒的生产中变得更薄时，切割薄半导体衬底，现在被制造大约100微米或更小的厚度，已经变成越来越具挑战性。

薄半导体衬底能够使用机械锯片（mechanical blade saw）分割或者使用机械锯片部分地分割较厚的半导体衬底，然后研磨该半导体衬底直到半导体衬底被分离。可是，据发现，使用锯片施加机械力导致了分割后的半导体晶粒出现裂纹和/或断裂。对于厚度小于100微米的半导体衬底而言，成品率损失通常超过30%。这样使得对于进行批量生产而言，其成为缺乏吸引力的工序。另一方面，研磨前分割这种两步式方法是缓慢的，且对于进行批量生产而言也是不理想的。

除了使用机械锯片以外，传统的激光分割工序也能够处理，其中激光束被投射在半导体衬底的表面。这通过融熔和汽化导致半导体衬底材料的烧蚀，直到集成器件被分离。

当使用传统的激光分割分离半导体衬底时，相对高的激光能量水平被需要来达到衬底材料开始融熔和汽化的点。这种高激光强度的消极的副作用在于：热量损坏分离后的集成器件的侧边。这种热量损坏导致集成器件中晶粒强度出现明显的降低，其在薄半导体衬底的情形下尤其存在问题。当在后处理蚀刻步骤中晶粒强度可以大体在某种程度上得到恢复的同时，该蚀刻工序需要腐蚀性化学品，其可能损坏半导体晶粒上的有源元件（active component）和其上装配有半导体衬底的载体（通常为粘性带体）。

发明内容

因此，本发明的目的是寻求提供一种分割薄半导体衬底的方法，和传统的激光分割处理相比，其减少了对分离后的集成器件的边缘的结构性损害，并藉此维持该分离后的集成器件的晶粒强度。

所以，本发明提供一种使用激光能量分割多个集成器件的方法，该多个集成器件包含在半导体衬底中，该方法包含有以下步骤：将第一激光束投射在沿着衬底分布的切割线上，以烧蚀衬底沿着待分割的切割线分布的局部，该被烧蚀的衬底的局部相邻于已被分割的衬底的切割线处形成有重塑材料（recast material）；以及将第二激光束投射在衬底相邻于切割线的另一个局部，以对相邻于切割线所形成的重塑材料进行热处理。

这里通过参考附图，以更详尽的方式描述本发明是很方便的。附图和相关的说明的具体性不应被理解为代替由权利要求所规定的本发明的广泛认同的普遍性。

附图说明

现在参考附图，描述本发明所述的分割薄半导体衬底的方法的实例，其中。

图1所示为合适来应用本发明的激光分割装置的局部前视示意图。

图2所示为包含有大量切割线的、支撑于衬底固定器上的衬底的平面示意图，其阐述了根据本发明第一较佳实施例所述的分割方法。

图3a和图3b表明了衬底分割期间所形成的重塑材料。

图4所示为使用根据本发明第二较佳实施例所述的分割方法被分割的半导体衬底的平面示意图；以及。

图5所示为使用根据本发明第三较佳实施例所述的另一个分割方法被分割的半导体衬底的平面示意图。

具体实施方式

图1所示为适合来应用本发明的激光分割装置的局部前视示意图。该激光分割装置被操作来沿着至少一个切割线在衬底1的目标表面3上使用激光能量辐射分割大体平整的半导体衬底1。

具体地，图1表明了衬底固定器H，其可以是平台或夹具的形式，用于在分割期间支撑衬底1。投射器I设置在衬底固定器H的上方，以产生激光束输出B，其可包含有一个或多个激光束。投射系统P设置在投射器I 的下方，以将激光束输出B聚焦在衬底1的目标表面3上，此时衬底1被支撑于衬底固定器H上。激光束输出B在衬底1上的冲击区域通过T所表示。而且，驱动器系统A，例如平台组件，使得衬底固定器H在平行于XY平面的平面上相对于激光束输出B产生相对位移。

更详细地讲，投射器I 更进一步包含有激光源 4，其可沿着光轴6输出脉冲激光辐射，该光轴6也和投射系统P的光轴6是共同的。激光源 4连接于控制器4C上，除其它功能外，该控制器4C能被使用来控制诸如所述激光辐射的脉冲宽度、重复频率、和功率或能量密度之类的参数。在图1中，控制线或总线使用虚线或断线来表示。