[发明专利]用于以聚合物树脂铸模化合物为基底的基板的切割方法及其系统

说明书

本发明包含通过雷射剥蚀工艺以雷射切单聚合物树脂铸模化合物基板成封装或芯片的系统及方法。用来夹住基板的金属夹具包含沟槽，以在切割期间使激光束穿透。内建的管道允许水在夹具周围的基座中循环，以在切割期间冷却基板。激光束能够伴随压缩的气体或空气穿过切割喷嘴，以冷却基板并移除碎屑。在切割工艺中能够使用脉冲激光束，从而可以实现以不同速度及雷射参数的多重通过组合。这允许了高速下的单次通过的单元切割。

技术领域

本发明涉及集成电路芯片制造，更具体地，涉及通过雷射剥蚀工艺来切割聚合物树脂或基板成集成电路的方法。

背景技术

集成电路(IC)，亦称为微芯片或芯片，为在诸如硅的小且平坦的半导体材料上的电路组。大量的微型晶体管的整合产生了相较于以离散的电子组件所构成的电路更小、更便宜以及更快速的电路。集成电路被运用于无数的电子设备，包括计算机、移动电话及其他数字家用器具。

集成电路相较于离散电路的主要优点为价格及其性能。相较于离散电路，封装的集成电路大幅减少了所使用的材料。通常通过光刻法(photolithography)以一个单元的形式来印刷集成电路，而离散电路一次构成一个晶体管。因为其尺寸小且靠近，能够快速切换集成电路的组件且消耗相对较少的功率。然而，设计集成电路及制造所需的光罩是昂贵的。该高初始成本意味着集成电路仅适用于高产量。

半导体设备制造是用于制造集成电路的工艺。它通常开始于切割由诸如硅的半导体材料所制成的晶圆(wafer)(即基板)。此后，能够通过一系列光刻及化学工艺步骤来生产集成电路。

晶粒(die)制备是制备用于集成电路(IC)封装及测试的晶圆的工艺。晶粒制备通常包括晶圆安装及晶圆分割(dicing)。在晶圆切割成分离的晶粒之前，执行晶圆安装。在此步骤期间，晶圆安装在附着于环的塑料线带上。分割、切割(cutting)或切单(singulation)包括了将晶圆切割成较小的部分。切割包含有多个相同集成电路的晶圆，使得各个晶粒的每一个包含那些电路中的一个。能够使用各种方法及设备以从半导体晶圆中切单个别的半导体晶粒。通常，称为划线或切割的技术用于沿着划线栅格用钻石切割轮或晶圆锯切割芯片。

传统的切单方法使用钻石锯切晶圆成单独的晶粒。然而，环氧铸模化合物封装(epoxy molding compound packages)的钻石锯切可能是有问题的。边缘碎屑、边缘裂缝、铜污迹、边缘铜毛刺及焊料桥接(solder bridging)是常见问题。使用水或湿化学浆料可以帮助避免这些问题中的一些问题。然而，可能会有另外的机械锯切期间的泄漏问题。其他问题包括机械锯的高成本，锯子磨损导致不稳定的芯片尺寸以及慢的切割速度。

钻石锯切的另一个限制是，它仅适用于切割直线。而且，为了允许切割工具的对准及宽度，每个划线栅格必须具有相对大的宽度。这消耗了半导体晶圆的一大部分。另外，切割工艺是慢的，在半导体晶圆上划所有划线栅格通常需要超过一个小时。

研磨喷水器(abrasive water jet，AWJ)技术提供一些超越传统方法的改进。湿化学浆料被迫通过可用于切割材料半导体芯片的小孔。但是，AWJ也有缺点。它通常是一个很慢的过程。通常，AWJ具有每小时小于1000个单位(UPH)的限制，甚至当仅用于弯曲切割时。它还需要以洗涤及干燥的形式进行后处理。而虽然水可以过滤及回收，但强力的AWJ动作使得石榴石的砂砾尺寸变小，所以它无法被回收利用。其他问题包括高费用及需要给予操作员的听觉保护/隔离的高噪音水平。