[发明专利]切割半导体晶片

说明书

技术领域

本发明涉及一种切割半导体晶片的方法。

背景技术

激光划片是公知的，其中在使用锯、激光或蚀刻器来切割晶片之前，通 过部分地或完全地切割穿透切割带中的晶片，从晶片表面上的至少部分切割 带去除材料。该过程典型地涉及晶片表面上的不同位置处切割穿透不同的材 料，包括金属、低k电介质材料和其他电介质。

US 2006/088984描述了一种使用激光脉冲切割晶片的方法，该激光脉冲 具有小于被划片材料的电子-光子相互作用时间的短(皮秒)脉冲宽度，以 及大于材料的热弛豫时间(thermal relaxation time)或大于羽辉寿命(plume  lifetime)的激光脉冲的重复频率，有效地去除材料而不对工作表面产生热损 坏。在实施例中，小于100皮秒(即小于0.1纳秒)的脉冲长度或优选地小 于1皮秒(0.001纳秒)的脉冲长度与小于1MHz的脉冲重复频率一起使用。 然而，使用这种短脉冲宽度和相对长的脉冲重复频率的适宜激光是相对较昂 贵的。

发明内容

本发明的目的是至少改善现有技术中的上述缺点。

根据本发明，提供一种用于切割半导体晶片的方法，其包含：使用脉冲 宽度介于1皮秒至1000皮秒且重复频率对应于比待划片材料的热弛豫时间 短的脉冲之间的时间的激光，沿着切割带对至少一个电介质层进行划片以从 晶片的表面去除材料；以及切割穿透金属层且至少部分地切割穿透半导体晶 片的基板。

有利地，重复频率大于500kHz。

合宜地，重复频率大于1MHz。

有利地，激光发射波长小于400nm的UV激光束。

合宜地，激光发射波长小于600nm的可见激光束。

合宜地，该方法包含对半导体晶片的表面上的分层结构进行划片。

有利地，该方法包含对分层结构中的电介质材料进行划片。

有利地，该方法包含对分层结构中的低k电介质材料进行划片。

有利地，该方法包含对分层结构中的高k电介质材料进行划片。

合宜地，使用重复频率在500KHz至1MHz范围的激光切割金属层。

合宜地，切割步骤包括使用具有重复频率低于用于划片的频率的UV或 可见波长纳秒脉冲激光执行切割。

备选地，该方法包含对电介质层进行激光划片，然后锯穿金属层，以及 至少部分地锯穿半导体晶片的基板。

合宜地，激光参数在运行中被修改，以便加工晶片表面上不同点的不同 材料。

合宜地，从供应有晶片的CAD数据或通过机器视像(machine vision) 手段检测晶片上被加工的位置。

合宜地，加工的激光以较低功率操作，且反射信号被监控以从照射表面 的反射率判断待划片的材料改变的位置，使得加工参数在该位置上改变。

合宜地，切割步骤是机械锯切割处理。

备选地，切割步骤是蚀刻处理。

有利地，该方法包括使用比最终切割带宽度更大的宽度对划片槽进行划 片，以防止损坏从切割带传播进入晶片。

有利地，该方法包括使用锁模激光(mode-locked laser)进行划片。

有利地，该方法包括使用固态种子激光(solid state seed laser)或具有半 导体或光纤放大器的光纤激光源进行划片。

有利地，该方法包括使用光纤激光或光纤放大器进行划片。

有利地，该方法包括使用能量在0.1μJ至10μJ范围内的激光脉冲进行划 片。

有利地，该方法包括以50mm/s至1000mm/s的速度进行划片。

合宜地，该方法包括以200mm/s至600mm/s的速度进行划片。

附图说明

现在参考附图以举例的方式描述本发明，附图中：

图1是根据本发明的方法的流程图。

具体实施方式

激光划片是在使用锯、激光或蚀刻器执行全厚度或部分切割之前使用激 光从晶片的切割带的表面去除多层的处理。该处理典型地涉及在晶片表面上 的不同位置处划透多种材料，包括金属、低k电介质材料和其他电介质。

本发明具有至少两个特征。