TW200426931A - Method for dicing wafer - Google Patents

Description

200426931 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 1.發明領域 本發明係有關於一種用於切割晶圓的方法，其中一具 5有多數個電子電路形成在其一側邊上之晶圓係被切割，藉 此將其分離成多數個半導體晶片。 【先前j 2·相關技藝之描述 近來電子儀器係需求小形化與輕量化，且因此使用於 10電子儀器内之半導體封裝以及結合於半導體封裝内之半導 體晶片係期望被製得小且輕。此係伴隨著在以切割獲得半 導體晶片之晶圓切割前，晶圓係具有諸如5〇μιη或更小之 厚度之需求的發展。 當一諸如矽晶圓之晶圓係形成具有諸如5〇μηι或更小 15之厚度時，係可能產生問題。舉例而言，此一薄晶圓在其 成形至切割之步驟期間係可能破裂。 為此原因，係已提出在不產生晶圓損壞下，固持與切 割一薄晶圓的各種概念。 舉例而言，& JP 2_-306875八所描述，一被施加切 20割帶之具有成形電路之晶圓的側邊係經由該切割帶而吸附 至-真空夾頭桌上，且該晶圓係藉由將相對於該電路成形 側之晶圓的背側加以研磨而薄化(該Jp 2〇〇〇_3〇6875 Α之第 9圖與第0031-_段的揭露内容）。隨後，該晶圓係以穿 透該晶圓之紅外線照射其背侧而加以切割，在沿著用於晶 5 圓之切割線所形成的劃線(註記)上，藉由使用紅外線照相機 觀察該劃線並控制同時沿著該劃線移動一切割鋸（該JP 2000-306875 A之第1〇與11圖以及第〇〇37-〇〇38段的揭露 内容）。 根據描述於該jP 2000_306875 A的方法，係不需要用 於研磨一晶圓（其具有施加至其電路成形側以在其研磨期 間作為保護用之保護帶）以使其薄化，而後移除該保護帶， 並將該晶圓放置於一切割帶上的操作（該Jp 2000_306875 A 之第4圖以及第〇〇08-001〇段的揭露内容），而可獲得諸如 防止該薄晶圓破裂的功效。（該jp 2〇〇〇_3〇6875 A之第〇〇42 段的揭露内容）。 在上述習知技藝中，亦揭示有一方法，其中晶圓係以 將雷射光束沿切割線照射晶圓來熔化晶圓，而取代切割鋸 的使用。 上述習知方法係具有一問題，即，一般由旋轉鑽石刀 或其類似物所製成之切割鑛係使用於切割之步驟中，因而 在晶圓（或切割的半導體晶片）内係會產生破裂、邊緣的破 碎、裂縫或其類似物，進而導致半導體晶片之品質與生產 率的降低。 上述驾知方法亦具有一問題，即，需要一可以拍攝自 晶圓穿透的特別光線，例如紅外線的諸如紅外線照相機影 像攝影裝置’此導致設備的花費增加。 再者，在晶圓以雷射光束取代切割鋸而切割之習知方 法係具有-問題’即，_的晶片可能在其切割邊緣具有 因雷射光束之15切割部分的炼融所產生的突峰斤謂的 碎粒）’或者是在晶_的電路可能因熱能而導致損壞，進 而使半導體晶片之品質與生產率降低。 【項?^明内溶^】 發明概要 本發明係意圖解決上述問題，而具有一目的以提供一 用於切割一晶圓的方法甘 ^古’其可藉由不產生因切割晶圓所導 破裂邊緣破碎、裂縫、碎粒或在半導體晶片之電路 損壞下而增進丰導微曰u 體曰曰片之品質與生產率，且可允許一晶 圓、對準之W精確度而切割成晶片，同時可適度地調節設 備的花費。 因此，本發明係提供-種用於切割-晶圓的方法，其 中有夕數個形成在其一侧邊上之電子電路的晶 圓係被 切。J成個別的半導體晶片，該方法係包含下列步驟：將一 光敏性光阻層塗佈在相對於形成有多數個電子電路之側的 曰曰圓側上’藉由-可穿透在形成具有該電子電路之侧上之 4曰曰圓的輪射光’沿著隨後用於切割之裁切該晶圓的切割 線’照射該紐性光阻層而將其曝光，將該光敏性光阻層 加以顯影’藉此沿著該切割線選擇性地移除光阻層之曝露 部分上的物料’並藉由在相對於形成具有該電子電路之側 的側上將其餘刻而切割該晶圓，以沿著該切割線裁切該晶 圓。 根據本發明，晶圓係在形成具有電子電路之側上藉由 可以穿透該晶圓之輻射光加以照射，以用於隨後沿著切割 200426931 線之光敏性光阻層之物料的選擇性移除。此意指沿著切割 線而繪於晶圓上之電路的設置以及標記，諸如劃線，可在 照射期間被鑑定，而晶圓可藉由一具高準確度之輻射光沿 著切割線加以照射，而使自晶圓切割出之半導體晶片具有 5 良好的外圍輪廓。用於電路設置以及標記之鑑定，可使用 一用於擷取可見影像之裝置，而不需使用諸如紅外線照相 機的特殊裝置。因此，可降低實施本發明方法之設備的花 費。 再者，根據本發明，晶圓係在未使用一切割鋸或雷射 10 光束下藉由蝕刻加以切割。其結果，自晶圓分割出之半導 體晶片係不會有破裂、邊緣破損、碎粒或電路損壞。特別 是，晶圓係在相對於形成具有電子電路之側的侧上被蝕 刻，且因此，係不會有電子電路受到蝕刻不利影響的風險， 同時避免對電路的損壞。 15 較佳地，晶圓係以乾蝕刻加以切割。 本發明之方法可進一步包含，在切割該晶圓之步驟 後，將該光敏性光阻層自該晶圓移除的步驟。 光敏性光阻層可由一正型光敏性材料形成。在此情況 下，晶圓可藉由輻射光沿著該切割線在形成具有電子電路 20 之側上被照射。因此，可防止電子電路被輻射光加以照射， 且即使在輻射光具有高能量下亦不會因輻射能量受到損 害。 光敏性光阻層可亦由一負型光敏性材料形成。又，在 此情況下，晶圓可藉由輻射光沿著該切割線，使用具有圖 8 案之罩模構件而在具有電子電路之側上被㈣，以選擇性 地將該光敏性光阻層曝露至輻射光。 光敏I*生光阻層可由χ_光敏感性或紅外線敏感性材料开》 成。X-光敏感性材料係允許使用_具有短波長、良好線性 傳播特性以及高穿透性之輻射光，其依次允許穿過晶圓之 切割線的_射光具高精確度，提供自晶圓切割之半導體晶 片並具有以高精確度形成之外圍輪廓。紅外線敏感性材料 係允許使*有回穿透性之輕射光，相較於X-光對人體 係較為安全，以容易控制。特別是，即使直接照射電路， 紅外線亦不會損害電子電路。 圖式簡單說明 本發明之上述與其他優點，—熟習該項技術之人士將 由考量參照關之詳細描述而可瞭解，其中： 第1A至1G圖係逐步顯示本發明—用於切割晶圓之方 法的實施例； 第2圖係例示說明顯示於第ic圖中之實施例的曝光步 第3圖係例示說明在本發明方法之另一實施例中的曝 光步驟；以及 第4圖係顯不晶圓之電路成步側 【實施方式3 本發明之較佳描述 -欲施加本發明之用於切割―晶圓之方㈣晶圓w係 如第4圖所示。該晶圓W係自〜諸如梦之半導體材料而形 成一平坦的類平板形狀。一大量的電子電路Wc係形成在 晶圓Wa之一側（其後稱為電路成形側）的格柵上。藉由裁切 (切割）在相鄰電子電路Wc間之晶圓W，晶圓w可被分割 成多數個別的半導體晶片。 在晶圓W之電路成形侧，劃線S係沿著在相鄰電子電 路Wc間之切割線（在切割期間用於裁切晶圓之線）而形 成。該劃線係一註記（或標記），以確認在晶圓W之切割期 間，切割線之位置。切割線S可藉由諸如用於蝕刻該電路 成形側Wa之方法而形成在該電路成形側Wa。 諸如劃線S之標記係不一定需要沿著各切割線之全部 而形成，如第4圖所示。用於標記之形成，可使用各種方 法，包括在一切割線之二側上之類點標記的形成。 又，當基於電子電路Wc而確認切割線時，係不需形 成諸如劃線S之標記。 夕 以下將參照第1A至1G圖，描述本發明一用於切割晶 圓之方法的實施例。 如第1A圖所示，其例示說明一研磨步驟，一晶圓…

示出）而與5玄支撐器相接觸，而晶圓w之相對侧wb係以 研磨裝置22加以研磨，使得晶圓w具有所欲的厚度。 隨後，如第1B圖所示， 晶圓W之相對側wb係以一

芡驟)加以塗佈。舉例而言， 糊狀光敏性樹脂材料施加至 200426931 忒晶圓W之相對側wb而執行。在此實施例中，pmma (负 甲基丙烯酸甲酯）係使用作為形成該光敏性光阻層2之光敏 性樹脂材料。PMMA係為一正型χ_光光敏性樹脂材料，並 具有曝露至X-光之部分係可以顯影加以去除的性質。 5 如第ic圖所示，晶圓W係接著被翻轉並放置於該晶 圓支撐器20上，使得電路成形侧Wa變成為上側並曝露出 來。具有0_01至50奈米，較佳約〇·4奈米之X光26a係沿 著劃線S而朝向晶圓W照射（第2圖），該X光係穿過晶圓 w (曝光之步驟）。 10 如第1C圖與第2圖之透視圖的例示說明，在曝光步驟 中’係使用一包下列設備與裝置的系統:一照相機24,其係 5又置在該晶圓支撐器20上方，以拮取在該晶圓支撐器2〇 上之晶圓W的影像;一照光元件26，其以作為可穿過該晶 圓W且與照相機24之鏡頭同轴之類點X光26a來照射晶 15圓W;一用於移動該照相機之元件，其係未顯示於圖式中， 且其可在平行於晶圓支撐器20上之晶圓W之面的平面上 而移動該照相機24;以及一諸如電腦之控制單元，其亦未顯 示於圖式中，其係連接至該照相機24，以與其相通，接收 由照相機24所拮取之晶圓w的影像資訊，以允許分析設 20置在該晶圓W.内之劃線S，並基於分析的結果來控制用於 移動該照相機24之元件，藉此將照相機沿著該劃線移動。 在曝光步驟中，照相機24係拮取在該支撐器20上之 晶圓W之電路成形側Wa的影像，且該控制單元係基於自 該照相機24之影像資訊而確認在該晶圓W内之劃線S，並 11 200426931 基於該確認結果而控制用於移動該照相機之元件，以藉此 將該照相機24沿著該劃線s移動。當該照相機24係沿著 該劃線S而被移動時，晶圓w係藉由照光元件％而以與 該照相機24之鏡頭同軸的類點χ光加，而沿著該劃線s 5被照射。X*26a係穿過石夕晶圓*，因此，在晶圓w之背 側(底側)上之光敏性光阻層2係亦被該χ光2如照射，如 第ic圖所示，後’光敏性光阻層2係變成為沿著該劃線 s而曝光。 在曝光步驟之後，晶圓W係被轉向，且該光敏性光阻 H)層2係進行-顯影步驟，如第⑴圖麻。作為光敏性光阻 層2，係使用諸如PMMA之正型χ_光光敏性樹脂材料。因 此，曝露至X光之部分，即，沿著劃線之光敏性光阻層2 的部分係在顯影步驟中被去除。 曝光步驟與顯影步驟係構成光微影步驟。 15 晶® W係接著自欲被切割(切割步驟)之其頂側（即，相 對於電路成形側Wa之側wb)加以乾蝕刻，如第1E與1ρ 圖所示。舉例而言，-反應性離子餘刻_)方法可使用作 為該乾餘刻，以藉此合宜地鍅刻由石夕或其類似物所形成之 該晶圓，用於其切割。為了使光阻層2之蚀刻速率以晶圓 20的蝕刻速率為小，係使用一諸如在乾蝕刻期間不會起化學 反應之PMMA的樹脂材料，或諸如具有比矽之硬度高的樹 脂材料。在此方式下，僅晶圓W之未以光敏性光阻層2塗 佈但曝露出來的部分，即，沿著該切割線s之部分，可被 蝕刻，以藉此沿著切割線裁切晶圓w。 12 心後，光敏性光阻層2係被剝除並自該晶圓去除（易言 自在切割步驟中相互隔離之個別的半導體晶片C)(光阻 層之去除步驟），如第1G圖所示。 5 當光敏性光阻層2對半導體晶片C之使用，即使是在 /、仍沈積於相對於半導體晶片C電路成形側Wa之側Wb 而不會有問題時，可不需執行光敏性光阻層2之剝除(光阻 層之去除步驟）。 根據此實施例之用於切割晶圓的方法，晶圓w係在未 1〇使用一切割鑛或雷射光束下，以乾韻刻而裁切（切割），因 此’所切割之半導體晶片C並不會遭受破裂、邊緣破碎、 裂縫、碎粒或電路損壞。根據本發明，即使在晶片係自具 从米或更小之厚度的薄晶圓而切割，亦可獲得此一不 一有破裂、邊緣破碎、裂縫、碎粒或電路損壞的半導體晶 片。 再者，晶圓W係在電路成形側Waax光26a加以照 >、係穿過δ亥晶圓W，且，隨後，繪於該電路成形側Wa 上之剎線s可被確認，而穿過晶圓之輻射光可以高對準精 確度而被導引至劃線s，以藉此使該經切割之半導體晶片c 具有高精確度之周邊輪廓。 20 再者，藉由將正型光敏性材料用於光敏性光阻層2,且 將晶圓W沿著切割線加以照射，該光敏性光阻層2可被沿 著該切割線加以去除，且，隨後，電子電路Wc並未進行 以X光26a之照射，其防止因χ光26a之能量所導致之電 子電路Wc的破裂。 13 200426931 根據上述實施例，光敏性光阻層2之曝光步驟可經由 一系統加以執行，該系統包含可拮取_般可見光影像之昭 相機24、可發射輻射光(諸如X光）穿透該晶圓|之照光元 件26、用於移動該照相機24之元件，以及用於分析自照相 5機24之影像資訊並控制該用於移動該照相機24之元件、 控制單元。 ' 藉由使用具有短波長、良好線性傳播特性以及高穿透 度之X光，在晶圓内之切割線可以具有高精確度之穿透卞 晶圓的輻射光加以照射，且可製得自晶圓切割之半導體2 10片c晶圓並具有高精確度成形之周邊輪廊。 在上述實施例中，光敏性光阻層2係形成在相對於晶 圓W之電路成形侧Wa的側冒13上。該光敏性光阻層可形 成在晶圓之電路成形側上，且晶圓可以乾钱刻在該電路成 形側上之晶圓而加以切割。然而，在此情況下，電子電路 15可能在施加與剝除在電子電路上之光敏性光阻層2期間， 或者是在乾蝕刻在電路成形側上之晶圓期間而遭到損壞， 其對電子電路而言係不佳的。 本發明並非限制於上述實施例，而不同的改良可包含 於本發明内。 2〇 舉例而言，曝光步驟並非限制於移動照相機24，其係 伴IW對s曰圓w之類點輻射光的位移。舉例而言，可使用以 一穿透輻射光而沿著切割線來照射晶圓的另一可供選擇的 方法。在此另一可供選擇的方法中，如第3圖所示，係設 置一照光元件（光源)28,該照光元件係可放射狀地發射_與 14 200426931 =之鏡:_的輻射光28a。—罩模構件中 用於使發射之輻料28a通㈣導料僅 割線的_係設置在該照統件28_ 3 5 10 15 佳地，在罩模構件3。係接近與晶圓，相接觸之= 控制該罩模構件3。位移之照相機Μ與控制 早兀(未不出），將在罩模構件_之_與晶圓W内之割 線的位置加崎準，而將其置位。隨後，㈣照光元件Μ 發射穿透輻射光28a，以藉此將晶圓w沿著切割線加以照 射。在此情況下，由於罩模構件3〇之部分阻斷輻射光撕 的穿透，可使用一對χ光不透光之包含鉛的材料。 又’穿透輻射光係非限制於X光。舉例而言，紅外線 可使用作為該穿透光。在此情況下，—可曝光至紅外線且 可顯影之紅外線光敏性型之樹脂材料可使用作為該光敏性 光阻層。紅外線係允許具有高透成性之穿透輻射光的使 用’相較於X光，對人體比較安全，且可容易控制。 再者’在使用紅外線作為穿透輕射光之情況下，不同 於使用X光之情況，電子電路即使是在其等以該輻射光照 射，亦不會破裂。因此，在使用紅外線的情況下，一負型 光敏性材料，其可在其曝光部分被固化以藉此允許經曝光 20 部分以顯影加以去除，可亦使用作為該光敏性光阻層。在 此情況下，一用於曝光步驟之系統係包含一可發射紅外線 之照光元件，取代在第3圖中之發射X光之照光元件28， 且一罩模構件係被形成，以具有一圖案，該圖案係相對於 第3圖中之罩模構件30的圖案，且其係僅在對應於晶圓内 15 200426931 之切割線的位置阻斷紅外線。 本發明係非限制於應用於切割一晶圓，且係亦可應用 於在由矽（諸如晶圓）所製成之構件中形成穿孔或凹槽者。 如上所述，本發明用於切割晶圓之方法由於不會產生 5 導因於切割晶圓之在半導體晶片内的破裂、邊緣破碎、裂 縫、碎粒或電路損壞，故可增進半導體晶片之品質與產率， 並允許晶圓以高精確度切割成個別的晶片同時可節省設備 的花費。 【圖式簡單說明】 10 第1A至1G圖係逐步顯示本發明一用於切割晶圓之方 法的實施例； 第2圖係例示說明顯示於第1C圖中之實施例的曝光步 驟； 第3圖係例示說明在本發明方法之另一實施例中的曝 15 光步驟；以及 第4圖係顯示晶圓之電路成形側。 16 200426931 【圖式之主要元件代表符號表】 2 光敏性光阻層 20 晶圓支撐器 22 研磨裝置 5 24 照相機 26 照光元件 26a X光 28 照光元件 28a 穿透輻射光 10 30 罩模構件 C 半導體晶片 s 劃線 w 晶圓 Wa 電路成形側 15 Wb 電路成形側相對側 Wc 電子電路 17

Claims (1)

1. 拾、申請專利範圍： 一側 體晶 :種切割晶圓之料’其中—具有趣悔成在其 邊上之電子電路的晶圓係被切割成個別的半導 片，該方法係包含下列步驟： 數個 將一光敏性光阻層塗佈在相對於形成有該多 電子電路之侧的晶圓側上， 稽田一 〜晶圓之輻射光來照射形成具有唁 :電路之側’並沿著隨後用於切割之裁切該: 割線，照射該光祕光阻層而將其曝光， 選摆ΙΓ敏性光阻層加以㈣，以藉此沿著該切割線 選擇性地移除光阻層之曝露部分上的物料，以及 藉由在相對於形成具有該電子電路之側的晶圓側 上將其㈣而切割該晶圓，以沿著該_線裁_日 •如申請專利範圍第丨項之方法，其中該晶圓係藉由乾餘 刻而加以切割。 •如申請專利範圍第！項之方法，其進_步包含，在切割 該晶圓之步驟後，將該光敏性光阻層自該晶gj移除之步 如申請專職@第〗項之方法，其巾該綠性光阻層係 由一正型光敏性材料所形成。 Μ 如申請專利範圍第4項之方法，其t該正型光敏性材料 係一 X-光光敏性或紅外線敏感性材料。 如申清專#!/朗第〗項之方法，財該錄性光阻層係 由一負型光敏性材料所形成。 7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該負型光敏性材料 係一紅外線_敏感性材料。 8. 如申請專利範圍第i項之方法’其中該晶圓係以—類光 點輻射光加以照射，其係沿著該切割線而移動。 9·如申請專利範圍第8項之方法，其中用於以該類點輕射 光照射係使用一系統，其包含一可拮取一般可見光影像 之照相機、用於發射穿透該晶圓之輻射光的照光元I、 用於移動該照相機之元件，以及一用於分析自照相機之 影像資訊並控制該用於移動該照相機之元件的控制單 元。 !〇·如申請專利範圍第1項之方法，其中該晶圓係以一使用 罩模之放射狀發射之輪射光加以照射，以穿過該罩模而 沿著該切割線曝光至該輻射光。 u·如申請專利範圍第10項之方法，其中用於以該放射狀 發射之輻射光照射係使用一系統，其包含一可拮取一般 可見光影像之照相機、用於放射狀發射穿透該晶圓之轄 射光的照光元件、一具有一圖案，以選擇性將該光敏性 光阻層曝光至該輻射光的罩模構件，以及一用於分析自 照相機之影像資訊並控制該罩模之位移以將其置位的 控制單元。 12·如申請專利範圍第1項之方法，其中欲切割之晶圓為