[发明专利]通过激光与等离子体蚀刻的基板切割所用的水溶性掩模

说明书

本申请是申请日为2012年5月25日、申请号为201280026607.6、题为“通过激光与等离子体蚀刻的基板切割所用的水溶性遮罩”的分案申请。

技术领域

本发明的实施例属于半导体工艺的领域，且详言之，本发明是关于切割基板的掩模方法，各个基板上具有IC。

背景技术

在半导体基板工艺中，IC形成在基板(亦称为晶片)上，通常基板是由硅或其他半导体材料所构成。一般而言，利用各种半导体、导体或绝缘材料的薄膜层来形成IC。使用各种已知工艺使这些材料经掺杂、沉积及蚀刻，以在同一块基板上同时形成数个IC，诸如内存装置、逻辑装置、光伏装置等。

在形成装置之后，将基板安装至诸如附着膜的支撑构件上，支撑构件延伸横跨膜框架，且基板经“切割(diced)”以将各个个别装置或“晶粒”彼此分离藉以供封装等。就现今而言，划线与锯切是两个最普及的切割技术。就划线而言，具有钻石尖端(diamond tipped)的划线器沿着预先形成的刻划线横跨基板表面移动。通过施加压力(例如，使用辊)，使基板沿着刻划线而分离。就锯切而言，具有钻石尖端的锯子沿着街道(street)切开基板。就单分薄基板(例如，单分50-150μms(μm)厚的块体硅)而言，常规的方法仅能产出不良的工艺品质。当从薄基板单分晶粒时可能会面临的一些挑战，包括形成微裂缝(microcrack)、在不同层之间的剥离(delamination)、无机介电层的剥落(chipping)、保持严格的切口宽度控制、或控制剥蚀深度控制的精确度。

亦设想过等离子体切割的使用，然而用于图案化光阻的标准平版印刷术操作可能使执行成本过高。另一可能阻碍等离子体切割的实施的限制在于沿着街道(street)切割常见金属(例如，铜)的等离子体工艺可能会产生生产问题或产量限制。最后，特别(但不限定)取决于基板的厚度与上表面形貌、等离子体蚀刻的选择性以及基板的上表面上存有的材料所需，等离子体切割工艺的掩模可能会产生问题。

发明内容

本发明实施例包括掩模半导体基板的方法，用于包括激光划线及等离子体蚀刻两者的混合切割工艺。

在一实施例中，切割具有数个IC的半导体基板的方法包括以下步骤：在半导体基板上形成掩模，掩模包括水溶性材料，水溶性材料覆盖并保护IC。利用激光划线工艺将掩模图案化，藉以提供具有间隙的图案化掩模，而暴露基板介于IC之间的区域。随后，经由图案化掩模中的间隙对基板进行等离子体蚀刻，藉以将IC单分成晶片。

在另一实施例中，用于切割半导体基板的系统包括：耦接至相同平台的飞秒激光、等离子体蚀刻腔室以及湿站(wet station)。

在另一实施例中，一种切割具有数个IC的基板的方法包括以下步骤：在硅基板的前侧上形成聚乙烯醇(PVA)的水溶性掩模层。掩模覆盖并保护设置在基板的前侧上的IC。IC包括具有凸块的铜凸起上表面，凸块由诸如聚酰亚胺(PI)的钝化层所围绕。在凸块与钝化层下方的次表面(subsurface)薄膜包括低κ层间介电(ILD)层以及铜互连层。利用飞秒激光划线工艺来图案化水溶性材料、钝化层以及次表面薄膜，藉以暴露硅基板介于IC之间的区域。利用深硅等离子体蚀刻工艺经由间隙来蚀刻硅基板，藉以单分IC，且随后在水中洗去PVA层。

附图说明

本发明实施例通过附图的范例来说明，但并非受限于附图，其中：

图1为例示根据本发明实施例的混合激光剥蚀-等离子体蚀刻单分方法的流程图。

图2A为例示根据本发明实施例将水溶性掩模层旋转涂布至待切割基板上的方法的流程图。

图2B为例示根据本发明实施例将水溶性掩模层施加至待切割基板的干膜叠层方法的流程图。

图3A为例示根据本发明实施例在晶片薄化之前将水溶性掩模层施加至待切割基板的方法的流程图。

图3B为例示根据本发明实施例在晶片薄化之后将水溶性掩模层施加至待切割基板的方法的流程图。

图4A为例示根据本发明实施例包括数个IC的半导体基板的截面图，对应图1所述的切割方法的操作102。

图4B为例示根据本发明实施例包括数个IC的半导体基板的截面图，对应图1所述的切割方法的操作103。

图4C为例示根据本发明实施例包括数个IC的半导体基板的截面图，对应图1所述的切割方法的操作105。

图4D为例示根据本发明实施例包括数个IC的半导体基板的截面图，对应图1所述的切割方法的操作107。