[发明专利]用于改善晶圆单一化的方法及装置

说明书

技术领域

本发明是关于电子基板镭射单一化的观点。特别而言，本发明是关于出自包括晶圆的半导体基板的电子器件之镭射单一化，其使用出自二个波长范围的多达3个镭射。更特别而言，本发明是关于出自包括以晶粒附着膜所固持的晶圆的基板的电子器件之有效率单一化而避免关联于镭射处理晶粒附着膜的问题。

背景技术

电子器件几乎是在大的基板上并行构成多个复制的电路或器件所构成。特别而言，仰赖半导体材料的器件是在由硅、锗、蓝宝石、砷化镓、磷化铟、钻石或陶瓷所形成的晶圆上所构成。此晶圆需要经单一化成为个别的器件。单一化可由镭射或钻石锯在晶圆划线且随后为分裂或切块所实现。划线(scribing)的定义为用镭射或钻石锯在晶圆的表面上或体内产生修正区域，镭射或钻石锯有利于裂解且因此利于邻近划线的晶圆之分离。切块(dicing)的定义为用镭射或钻石锯在晶圆中实行贯穿切割或接近贯穿切割以使得随后可用最小的力量来将晶圆分离成为个别的器件。图1显示典型的晶圆10，其含有由正交的道14、16所分离的多个器件12。道(street)是在晶圆中为蓄意没有主动电路的区域，在没有损坏主动电路的情况下而允许在道区域中的划线或切块。晶圆10是由其附接到带(tape)框(frame)18的带20所支撑。以此方式将道布局允许晶圆10沿着道14、16来线性划线或切块实现单一化，因此使个别器件12分离。使用镭射而不是涂覆钻石的锯片还允许以除了线性以外的型态之划线或切块。在制造期间，晶圆10经常是黏着性附接到晶粒附着膜(DAF，die attach film)(未显示)，其然后为附接到带20，其接着为附接到带框18，以允许操纵晶圆10。

已知使用镭射将在晶圆上构成的器件单一化的优点，如显示在公元2005年11月1日所颁发且发明人为Kuo-Ching Liu标题为“用于从基板将器件切割的方法及装置”的美国专利第6,960,813号。在此专利中，UV脉冲镭射是与有孔的真空夹具共同作用使得半导体晶圆单一化，但是并未提到使用DAF可能出现的问题。DAF是特设的黏着材料，其设计为保持附接到在单一化后的器件以允许器件为黏着附接到其他基板或器件，如为进一步封装过程的部分者。为了适当运作，DAF必须维持其所黏合的晶圆之黏合力且在镭射切块后保持未损坏及无碎片。范例的DAF是由美国纽泽西州NJ 08550普林斯顿Junction的AI技术公司所制造。典型而言，在晶圆的切块过程期间，DAF与可能部分带是由镭射或锯所切割。晶圆的镭射切块具有优于钻石锯切割的许多优点；然而，用其作成贯穿切割的相同镭射在关联于贯穿切割的期望区域中将DAF移除具有缺点为低效率及增加的碎片与损坏。图2显示晶圆30的横截面图，晶圆30具有含有主动器件32、34与道36的施加层。晶圆30是经附接到DAF 38，其由带40所支撑，带40是经附接到带框42。

在晶圆上的DAF的存在可能会引起关于镭射单一化的问题。试图使用其用来将晶圆贯穿切割的相同镭射以移除DAF可能会引起对于晶圆与DAF的过量碎片与热损坏。图3是硅晶圆30底侧的一部分的显微照片，硅晶圆30是在由具有功率2.8W以30kHz脉冲重复率的355nm UV镭射(未显示)使用奈秒脉冲宽度的40微米宽成形光束所切块之后，图3显示由贯穿切割所形成的暴露DAF 32、34与截口36。截口是在二侧上为由于镭射贯穿切割的碎片与受损DAF 38所形成边界。在此显微照片中，贯穿切割是约50微米宽。热损坏包括DAG从晶圆的剥离，且碎片包括其再沉积在截口侧壁上的熔化或汽化DAF材料。对于存在DAF的镭射单一化现有技术所引起的此等型式的碎片与损坏可能会引起在后续制造步骤的问题。举例来说，剥离或过量碎片可能阻碍当DAF被用以将器件拾取及定位以供封装的适当置放。此外，再沉积在截口侧壁上的过量碎片可能阻碍诸如侧壁蚀刻的进一步处理。