[发明专利]一种半导体芯片的切割方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制备领域，尤其是涉及一种半导体芯片的切割方法。

背景技术

在一个半导体晶圆上，通常有几百个至数千个芯片连在一起，它们之间一般留有10μm至150μm的间隙，此间隙被称之为切割道（Saw Street）。将每一个具有独立电气性能的半导体芯片分隔或分离出来的过程叫做划片或切割（Dicing Saw）。以LED芯片为例，在芯片制程中，切割是一个非常重要的环节，目前切割工艺有两种：锯片切割和激光切割，其中激光切割作为新型切割方式，应用广泛。如图1和2所示，常规半导体晶圆片1，一般包括衬底11和外延功能层12，以具备辐射光源的LED为例，在LED晶圆上定义出切割道，并形成掩膜层3，利用传统的线性激光2对LED晶圆进行划片，每条线性激光穿过（划过）与切割道位置上下对应的掩膜层，每片晶圆需要耗时约5~10分钟，效率较低，单位时间的产能有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种半导体芯片的切割方法。本发明提出采用方形激光切割工艺，搭配阴罩（mask）作为掩膜层（阻挡层），对半导体晶圆进行整面式纵向切割，从而提升激光切割的作业效率，增加单位时间的芯片产能。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案在于：提供一种半导体芯片的切割方法，包括以下工艺步骤：

（1）提供一半导体晶圆片及一提供激光的激光器；

（2）在所述半导体晶圆片上定义出切割道，并形成掩膜层；

（3）所述激光穿过与切割道位置上下对应的掩膜层，用于切割半导体晶圆片，形成半导体芯片；

其特征在于：所述用于切割半导体晶圆片的激光为多单元方形激光束，所述掩膜层分为M个区域，每个区域包括N个单元，且每个区域对应一次待方形激光切割。

根据本发明，优选的是，所述半导体晶圆片为尚未进行外延制程的衬底或进行外延制程的晶片。

根据本发明，优选的是，所述掩膜层的区域图案为方形，且呈网格分布。

根据本发明，优选的是，所述掩膜层的区域个数M小于单元个数N，且M≥4（M，N为自然数）。

根据本发明，优选的是，所述掩膜层的单元图案为方形。

根据本发明，优选的是，在所述掩膜层的单元图案中，各单元相邻的内界线以及各单元外界线为激光穿透部分，而各单元的其余部分为非激光穿透部分。

根据本发明，优选的是，所述激光穿过掩膜层的单元图案提供多单元方形激光束。

根据本发明，优选的是，所述M个区域掩膜层的总面积大于或等于所述半导体晶圆片的面积。

根据本发明，优选的是，所述半导体晶圆片的尺寸为2寸或4寸或6寸或8寸及以上。

根据本发明，优选的是，所述切割形式为正划或背划或正裂或背裂或前述组合。

与现有技术相比，本发明的创新之处在于：将传统的半导体芯片线性激光切割改为方形激光切割（同时具备X轴、Y轴切割功能），并且在半导体芯片与方形激光间增设具有若干个区域的掩膜层，每个区域对应一次待方形激光切割，即一次性达成多个芯片单元的切割工艺，从而可增加单位时间内10倍以上的产能。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。

1：半导体晶圆片；11：衬底；12：外延功能层；2：线性激光；2’：方形激光；3：掩膜层；31：激光穿透部分；32：非激光穿透部分；X：X轴向切割道；Y：Y轴向切割道。

图1是传统的线性激光对半导体晶圆切割俯视图。

图2是传统的线性激光对半导体晶圆切割剖视图。

图3是实施例1的方形激光对半导体晶圆切割俯视图。

图4是实施例1的方形激光对半导体晶圆切割剖视图。

图5是实施例1的掩膜层的单元图案示意图。

图6是实施例1的线性激光穿过掩膜层的单元图案提供多单元方形激光束示意图。

图7是实施例2的方形激光对半导体晶圆切割俯视图。

图8是实施例3的方形激光对半导体晶圆切割剖视图。

图9是实施例3的方形激光穿过掩膜层的单元图案提供多单元方形激光束示意图。

图10是实施例4的方形激光对半导体晶圆切割剖视图。

图11是实施例5的掩膜层的单元图案示意图。

具体实施方式