本发明专利技术提供一种用于切割复合电子装置的改良方法。复合电子装置藉由将两个或更多基板84、90合并成一含有多个装置12的组装10而制造。本发明专利技术提供用于运用镭射处理80以切割复合电子装置12的方法。这些所示方法可提供较少像是基板36、50的裂痕58或碎裂39的缺点，而同时将隙缝142的宽度最小化并维持系统产出量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是关于电子装置的切割作业。尤其，本专利技术是关于复合电子装置的切割作业，其中这些装置藉由组装多个潜在非类似基板的迭层所建构。本专利技术特别是关于影像传感器复合半导体装置的切割作业，这些装置包含一通常为硅质而其中含有主动电路构件的基板或晶圆，且合并以一拥有光学穿透性且通常为玻璃或蓝宝石的保护基板。
技术介绍
半导体及其它电子装置一般说来是藉由将一装置的多个拷贝并同建立于一基板上，然后再对这些装置进行切割的方式所制造。基板可为由硅质、蓝宝石、陶瓷、玻璃或玻璃状材料所组成。切割(Singulation)为一藉由在这些装置间产生一划切或断破以将多个经制造于一基板上的装置彼此分割藉此构成个别装置的动作。切割可为按许多方式进行。其中一种称为「雕割(Scribing)」，其完成方式为首先在该基板表面或经接附于该基板表面的材料上加工作出一切痕或沟槽而无须切穿该基板。之后，以机械方式断破或劈裂该基板以分割该晶粒。此切痕或沟槽可为藉由机械割锯、化学蚀刻、镭射辐射或者其一组合方式所形成。另一种切割基板的方式称为「切出(Dicing)」，其中是藉由机械割锯、化学蚀刻或镭射辐射或者其一组合方式进行该所欲分割的完整深度而无须机械劈裂。半导体装置通常是以横列及纵行的方式排置于一基板上，而这些之间则设为不含关键性组件的自由区域。这些自由区域称为「街道」，并且通常会构成两组彼此垂直排置的直线以利在经切割之后能够产获长方形装置。图1显示一典型的半导体晶圆10，其中含有多个复合装置，其中一个经标注为12，以及多条街道，其中一个经标注为14。同时亦显示出上方表面金属，其中一个经标注为16。由于消费者对于在日益缩小封装里更多功能的需求鼓励制造商将更多电路设置在更少空间之内，因而半导体装置变得更加复杂。此一在封装密度方面的提高造成出现三种趋势。首先，基板变得更薄，故而更易于受到裂痕或碎裂的损坏。其次，由于电路密度愈来愈高且基板空间变得更加珍贵，因此会希望将运用作为街道的空间降至最小。最后，愈来愈多电子装置被封装为复合装置，其中在进行切割之前会先组装多个基板，藉以充分发挥晶圆等级整合所内含的平行性，同时将更多功能性封装在一较小容积内或是保护底层组件。复合半导体装置可为由多个基板所制成，可能含有多个半导体装置而经组装成一单一功能性装置。这些复合装置经常是在进行装置切割之前先予组装，并且可能会出现典型切割方法的问题。图2显示一示范性复合装置，在本例中为一自一侧边所观看的互补氧化金属半导体(CM0Q影像传感器，其中显示出一硅质晶圆20，此者含有主动电路构件(未予图示)；多个焊锡凸块，其中一个经标注为22;以及上方表面金属，其中一个经标注为M。 该晶圆20以夹片(其中一个经标注为28)而分离于该玻璃盖板沈。其中一条街道经标注为30而作为邻近虚线之间的范围。在此装置里，该影像传感器是位于该硅质晶圆20中面朝该玻璃盖板26的表面上。该透明盖板可保护该传感器，并同时让光线能够抵达该传感器。一种用以切割半导体装置的现有技术制程是以一机械锯器，例如DISC0DAD3350(日本东京的DISCO公司)，来进行晶圆划切。机械锯器的其一缺点就在于会沿这些所产生的隙缝或划切造成碎裂或裂痕，这些碎裂或裂痕会弱化该基板，并且可对最终的半导体装置造成问题。此一因碎裂或裂痕所致生的基板弱化情况会随着基板变得愈来愈薄而益形恶劣。机械锯器也具有一依照该锯器的最小尺寸而定的最小隙缝尺寸。然如此会对制造商降低街道大小并改善基板的可用面积的能力产生限制。一种对于此碎裂问题的可能解决方案为减慢锯器移动通过基板的速率。有必要审慎调整划切压力及锯器通过该材料的速度以避免产生碎裂，然此二者皆会造成产出量下降，原因在于较低压力意味着锯器需更多次地通过，而速度较缓则表示每次通过都需耗时更久。此方式虽可减少裂痕或碎裂问题，不过会导致无可接受的切割制程缓慢。—种用于半导体装置切割的替代性制程为利用一化学或电浆蚀刻处理以形成划切。此一范例可如经授予OMM(OMM Inc. , San Diego, CA)的美国专利第6，573，156号案文中所示。在此制程中，一沟槽是经蚀刻于一晶圆的一侧上，对该侧施用以一暂时性握持材料，然后再对另一相对侧进行蚀刻。接着移除该暂时性握持材料以供分割这些个别半导体装置。此方法具有需将多项额外步骤和额外设备增置于制造程序的缺点，从而增加制造成本与时间。另一种制作划切的常见方法为运用激光束。激光束也能够在其中装置外框或街道并非直线或垂直的情况下制作非直线划切。该切割作业可为利用一激光束以加工完全穿过该基板而构成一穿透划切俾切割这些装置(切出处理)，或者是藉由将一雕割或部份划切制入于该基板内，并且后续地将该者自该雕割的底部机械劈裂或断折至该基板的相对表面 (雕割处理)处，所达成。以一激光束进行半导体基板切割可减少献用于街道的基板面积， 原因是激光束可加工相较于最小锯锋更为微小的隙缝。激光束能够在通常构成复合半导体装置(像是硅质晶圆及玻璃盖板)的材料里划切一隙缝或是产生一雕割。这些隙缝或雕割可为小于100微米，而且通常是由机械锯器所制作。图3显示一经奈秒激光束脉冲进行雕割后的玻璃基板。在本例中是利用一脉冲化、倍频Nd YAG镭射以导引激光脉冲瞄向一玻璃基板俾构成雕割。该镭射运作于532nm处，并以约10奈秒(ns)的时间脉冲宽度、每脉冲约 IOOmJ的能量、约40微米的高斯光点大小以及约IOOKHz的脉冲重复速率的方式(请确认此组态)发射脉冲。图3显示一具有经镭射加工的雕割的玻璃基板36相片，其一雕割经标注为38。注意到这些雕割在沿着雕割边缘处显示有强烈碎裂情况39。碎裂为所不乐见的，原因是会使得玻璃弱化并且导致无法进行后续的封装处理。在雕割及切出处理两者中都可能会出现碎裂。以奈秒等级激光脉冲进行玻璃雕割或划切的另一项问题是在于产生裂痕。图如显示在一玻璃基板50里以与图3及4雕割相同的镭射参数所进行的镭射雕割截面视图。此影像清楚地显示环绕于该雕割M的热效应地带(HAZ) 52。此外，在该雕割M的底部附近显示有虚空56及应力断折58。当在图4b所示雕割之后对该玻璃基板进行劈裂时，这些可能由奈秒长度激光脉冲致生的热效应所引起的瑕疵将会造成裂痕。图4b显示图fe基板50在经劈裂之后的侧视图，其中雕割M位于右方，并且代表性裂痕60经显示为自该雕割M的区域传出。这些裂痕60为当出现这些虚空及应力断折时劈裂该基板50的结果，即如图如里56、58所示范的。在封装之后，像是这些的裂痕可能会传播而导致装置失效。机械锯器也可能产生这种类型的裂痕。一种经设计以克服此碎裂及裂痕问题的制程是利用一化学或电浆诱物以「熔化」 这些边缘俾尝试去除机械锯器的效应。此一范例可如美国专利申请案第2006/0M9480号 Γ Laser Machining Using an Active Assist Gas」案文中所述。在此申请案中显示一种利用一卤素辅助气体以协助减少因基板镭射加工所导致的碎裂及裂痕的制程。此申请案表示可藉由减少碎裂及裂痕以提高晶粒强度，然代价为需往返于工作区域进行安全递送和腐蚀性气体排竭的必要额外设备。当以现有方法来进行切割时，复合装置呈现其它的问题。在机械锯器的情况下，该锯器将必须划本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·皮罗高斯奇，杰弗瑞·阿贝罗，詹姆士·欧布莱恩，大迫康，
申请(专利权)人：伊雷克托科学工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。