TW200837818A - Method of separating semiconductor dies - Google Patents

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200837818 九、發明說明 本專利巾請餘張2_年3 g 9日提㈣錢專主 案第60/780896號的優先權，其内容於此合併作為呀甲# 【發明所屬之技術領域】 本發_實_大虹是關於_種製造轉 是關於一種分離多個半導體晶片的方法。 万去特別 【先前技術】 極多種電子錢，範圍從微電腦處理器到發光 典型來說都是以晶片形式而大量形成 械的鑛刀，「劃線切割」，或是轉取後的耻，通常是用機 夕丨月況下這些叙置一定要放在某些類型的带置上以作 分離的過程中，處理這些裝以=碎，在準備分離或是 因此，現在需要的是一種可以有效率分離晶片的方法。 【發明内容】 法。該;-種製造複數個半導體晶片的方 層上沉積—或所》隔之該複數個晶片；在該半導體 一部分；、在該金屬^ 除位於該渠道中的該金屬層的至少 體層之一表霖it成—第—操作層；移除該基板使該半導 層；移除該半導體層之露出表面上加上—第二操作 金屬層之露出¥使雜屬層之—表面露出；塗黏著劑在該 太ϋΒΒ出表面上，移除該第二操作層。 χ另一個實施例，是一種製造複數個半導體晶片的方 6 200837818 法。該方法大致上包括在_基板上形成—*多個 出由在該半導體層中的渠道所分隔之該複數個體日η女 渠Ϊ中;^壁層和該金屬層的至心^ 土層上瓜成-弟-麵作層；移除該基板使該半 出ί面上加上-第二操作層S除Si各 出，塗黏著劑在該障壁層上；移除該第二操 了法a方法大致上包括在_基板上形成—❹… 所分隔之該複數個半導=: /牛¥骽層上/儿知一或多個相連導體層；在該渠 fp(Erpf;在該相連導體層上沉積-或多個金屬層/中;^ 金屬沉齡至少部分之縣道；齡該2 κι 加上—第二操作層：移除該第1作i ί除面路出；塗黏麵在該金屬層之露出表面上； 方法本ϊ:ίί 其f -種製造複數個半導體晶片的 該半導ϋ渠道所分隔之該複數個半導體晶片；在 ;在該渠道中形成停止ΕΡ 阻止金屬π萨於石二ΐ積數個金屬層，其中，該停止£1>區係 壁声以伴二、查< $为之该渠道；移除該停止Ερ區；沉積一障 只有相連導體層需_切斷以J要::J J金3來說， 之後’半導體晶片由封裝所支配的:厚度以及操;乍該半 200837818 所需要的渠道厚度可以細域最佳化。 【實施方式】 ^發明的實施例，對於分離在同一晶圓上的多重半導體晶 ^ i ^供有用的技術和構造。此方法可以應用在任何有多重晶片 乂半‘體，而這裡以分離多重直立式發光二極體(VLED)為例子。 上^中’雖然只顯示出兩個晶片，但是就代表整個晶圓 f 刀離半導體晶片的示範方法 片12麥3上’:個一般的多層半導體構造10設有兩個不同的晶 刀置在一基板14上，並且以一渠道部分分開，或是簡稱「 ϋ以層18可以沉積在晶片12上，且鈍化層18的一部 參照圖t目曰的片如豈為了接觸或是接地)，實施例 口八叹有日日片12在其上的基板14可以由Si〇藍寶 ⑽、InP、InGaAsP、Si、Zn〇 或是 ain 組成。一貝石 利用m而加以移除—部分鈍化層，在已添加純化層之後，可 ΪΪ(Γ! ' ^ ^ 連導體構(圖2所示）。在最初沉積完成的相 的金屬;在相連導了姊加=&些”例的底層’可以形成額外 同金屬組成，以層=7同^的金屬層可以由不 所說的’土大量阻3止電華)的材料’也就是 如圖3所示，^^可处口”乂、’罩或疋其他合適的技術形成，且 錢層3〇/:;巨、^可此只位於渠道16之上。既然如此，該停止電 電^材料這上阻止金屬成長。該停止砂層30可以由非導 材抖組成，且可以是感紐也可以是非感紐。合適的 8 200837818 層 30 的厚/，—.或是 NR7 半導榻麵，可簡來在 味，’_電金屬層40可以包含單一層或是多重 ί屬ίΓη"ΐ 均可由單一金屬或是金屬合金組成。該導電 =一“#^士可=大於1_’但是應該控制在使導電金屬層 ΕΡ層3〇和導電層4。2

所示€ ^ ^ Μ ’可以形成一較厚的導電金屬層，如圖4A 〜ΐΐί 5 用例如_刻的方法，該停止砂層3〇可以 在導電層40和渠道16的全=層6Q’接著可以 I外或是絕緣體(例如聚合物、、GaAs、Gap、 苯、光阻、乾薄膜光阻、熱塑性、聚對二甲 风、Hf〇、Mg0)。障壁層的騎 2 y n〇、Ta2〇5、 一旦障壁層60產生後，金屬知p辟成卜被β疋描述。 部份會被移除(參照圖7)。障壁層6G^Q麵道16之上的-20的移除，均可用任何合適的^ 可中間金屬層和相連導體 電漿/反應離子姓刻(ICP/Kje))、帝歹如乾钱刻(感應式耦合 刀。 田射切剎、鋸刀切割、溼蝕刻或水 參照圖8所示，形成一暫時的犧 造上。該暫時的犧牲操作層8〇 ^乍㈢S0以覆蓋在整個構 已3任何合適的材料層，例如 200837818 + W、或疋絕緣體層。該暫時的犧牲操作芦8〇 说厚度大於l/^m;較佳的厚度介於5她應乍曰80’ 一般來 如圖8A中所示的實施例，相連導 之間。 結構和提供堅固的操作架構而增加。以盔^又▲可以為了支撐 厚度，以沉積額外層或是在各層中^ :二，目連導體的 的實施例中，可以不使用暫時的犧牲t而増加。在這樣 在才呆作及切割晶片期間，既然已加 操作層，X使晶圓組件保持結合在 暫時的犧牲 ί 想要的電路圖案，可以被製造在工作構造+的^;占。口墊收和任意 合塾102組成的半導體晶圓組件底面ω〇， ，二增、魏化物或是其他材料，或是材料的姓人: ΐ大ί Γ造—純化層12G，如圖11所示。該鈍化層12〇的厚ί通

Al/Ti/ASmmTvIU Cr/Au ' Ni/Au ^ Ti/Au > ^ n g l/AU ' &/Αΐΐ/Τι/Νι/Αυ、Ti/Ni/Au) ’ 一半導體(例如 “物aAs聚::甲1f)或广絕5體(例如聚合㈣

Si N 7。、7。本、光阻、乾薄膜光阻、熱塑性塑膠、Si〇2、 ==ί、取、簡、_，献_獅的結合。 作(例如藍^連2他A^122和純化層⑽以加強操 墊10=為Γ/ΐϊί導體晶片12已經有預期的導電金屬層40、黏合 結合在令树的犧牲操 酸液(例如聊4、_、Η风），驗液(例如 a '奋劑’或是含氧化劑溶液(例如H202、FeCl3、KC10), 10 2ϋϋ^37818 用這些溶船時時簡 可以在移除暫時的犧牲操二=縮減至障壁層60。障壁層6〇 損害。所選擇的化學溶液=0 % ’防止對曰曰曰圓剩餘部分的化學 比移除障麵6G和鈍化犧牲操作層8G的速度，要 晶片12、黏合墊1〇2及带曰 度快很多，使導電金屬層40、 仍然保持完整。圖12顯干卜可f在暫時的犧牲操作層8〇移除後 參照圖13，一跑荽麻丨出取後結果的個別晶片12。 的表面。可以加轉壁層60 膠帶或是被稱為枓140通吊是一種膠帶，包括金屬 層120，翻轉日!^線硬化膠帶。接下來，移除鈍化 一種分離VLED晶片的示範方法 方法：明的一實施例，於此所揭露之類似分離 在有多重直立的發光二極 為特別但非限制性的應用說明實例。 曰曰U上以作 ’：多層磊晶結構m描繪出兩個直立的氮化鎵 L i=HLED堆疊172)，其已成長於基板m上並組 成VLED曰曰片176的-部份。基板174可以 道178可以設置在晶片176之間。 孤貝石、、且成木 在已冰加鈍化層182來保護晶片⑺，且已形成接點（未圖示） 來連接鏡®層184(設置在卜制層⑽上方並與雜合)之後，種 子金屬層188可以用幾種不同的方式沉積，包括如以上所說的物 理氣相沉積(PVD)、汽化、電漿喷濺、化學氣相沉積(CVD)、及無 電電鍍沉積。種子金屬層188可由Cr/Au、Cr/Au/Ni/Au、 &/Au/Ti/Ni/Aii、Ti、Ti/Au、Ti/Ni/Au、或 Ni/Au 所組成。可在種 子金屬層188上方添加額外金屬層，以更進一步保護底層。在多 層施行中，個別金屬層可以由不同金屬組成，以不同方式形成， 11 200837818 具有不一樣的厚度。 一旦預期的金屬層數形成，停止£1>層(在圖中沒有顯示），可 以用光罩或是其他合適方式形成，而且最有可能只位於渠道178 的上方，阻止在渠道178上的金屬形成。該停止EP層可以由一非 導電性材料形成，且可以是感光性也可以是非感光性。適合該停 止EP層的材料包括聚合物、聚醯亞胺、環氧化物、光阻、熱塑性 • 塑膠、聚對二曱苯、乾薄膜光阻、SU-8或是NR7。該停止EP層 、 的厚度通常大於1 /zm。 …合適的沉積方式，例如電鍍(EP)或是無電電鍍，可以用來在半 f 導體結構172之上成長一導電金屬層192，如圖16A所示。被當 作是VLED晶片176的金屬基板之導電金屬層ι92可以包含單一 層或夕重層’母種情況均可由單一金屬或是用金屬合金所組成。 導電金屬層192的厚度通常大於丨从㈤，但是應該控制成在一晶片 176頂部上之導電金屬層不會與在另一個晶片176上方的導電金 屬層相連接。導電金屬層192的較佳厚度，介於5/zm到1〇〇〇//m 之間。 停止EP層可用例如溼蝕刻的方法加以消除。一障壁層2〇〇， 由單一層或是多重層組成，接著可以用沉積(例如pVD、CVD、電 子束電鍍、無電電鍍）、噴濺、或是塗層的方法，以包覆整個導電 t 金屬層192和渠道178的範圍。該障壁層200可以包含任何適合 的材料’例如 Cr/Au、Ni/Au、Ti/Au、Al/Ti、Ag/Ti、TTi/Au、 Cr/Au/Ti/Ni/Au、或 Ή/Ni/Au 〇 就某些實施例而言，可在障壁層200上方形成並圖案化一額 • 〔卜的障壁層202,如圖16B、圖16C所示。參照圖16C，就某些實 施例而言，該額外的障壁層2〇2可以完全填滿渠道178上方的體 、 積。該額外的障壁層202可以包含一非導電性的材料，且可以是 ^光性也可以是非感光性。適合額外障壁層202的材料，包括g 合物、聚醯亞胺、環氧化物、光阻、熱塑性塑膠、聚對二曱苯、 乾薄膜光阻、SU-8或是NR7。 y 、 12 200837818 =ns上的障壁;•任何=:= =以全部歧部分猶祕 移除過程可以切入基板174之内。 研在某些貝施例中’ 電電可 汽化、電_、電鑛及無 屬开杜79Α ·ί Ζ成長一用來知作的犧牲金屬元件220。犧牲全

Pd > Pt > Ag . N,c〇 . c；c〇 ； ：' ； C〇 '

Cu/Ni-Co/Cu . Cu/Ni-Co/Cu/Ni-Co Ni/Cu ' 犧牲金屬元件220的金屬層，其厚度介於5i。組成 —曰現在可以加上-第二構造(犧牲金屬元件 間。 =晶片的_ ’支撐該晶圓組件簡結合在 ^切 用任何適合的方法移除，例如單 Π 174可以 選擇性光力， 且應該可操作於何面應該露出來， 私祸口引日日Η上的所有p_GaN區域， 卞⑶ 置可當共同測試點;加二LED裝 =囫且牛衣置的底部可以用如上述 i屬二合在-起-t1犧s 的材料（例如膠帶）加在如上述的障劑可擴張 進—步™晶片-而達到如 13 200837818 更進-步的實施明的實施例，但本發明其他的和 明的範圍由以下的申請基本範圍中被實現。本發 【圖式簡單說明】 心發明的特性 ’ 一項關於本發明的更 實施例當作參考。要總結過，隨著某些顯示在附圖中的 明實施例，並不能二然而’賴只描緣出典型的本發 他等效的實施例。〃'、、' 發明的限制範圍’本發明可以有其 構造實施例而—將鈍化層添加至-半導體 圖註少賴道加时觸兩晶片。 該鈍二層：、ή㈣—實施例而從圖1的半導體構造中移除 相連g顯示根據本伽—實施綱在圖1的半導體層上形成一 電鑛根據本發明—實施例而在圖2的渠道中加上一停止 金屬顯示根據本發明1施例而在圖3的晶片上沉積一導電 圖4A顯不輯本發明〜實施例而在圖4的構造上加上一 的停止EP層和一額外的導電金屬層。 、卜 圖5顯不根據本發明-實施例而從圖4的構造中移除該停止 EP層。 圖6顯示根據本發明〜實施例而在圖5的構造上形成一障壁 層0 圖7顯示根據本發明一實施例而移除位於渠道中的該障壁 層、該相連導體及該鈍化層部分。 / 圖8顯示根據本發明〜實施例而在圖7的構造上多加一暫時 14 200837818 的犧牲操作層。 可』^^例而設置-加厚的相連導體，使 ξ②工二;實，而移除圖8構造中的基板。 加黏合墊根據柄月—實施例而在圖9構造之外露出底面添 r 他材=圖轉本㈣—實關响加―賴層及其 時的輯本糾—細抽11 _巾移除該暫 圖12圖的1本發明—實施例而添加一黏著劑可擴張材料到 移除^轉過來的扣構造並且 材料I ’頁不根據本發明—實施例而擴張圖14之黏著劑可擴張 構造圖實施例之直立式發光二極體(VLED) 方，移除該停導電金屬層沉積在咖堆疊上 圖16B、圖16。^ -且P早壁層被添加在VLm)構造上方。 壁層上添加-额外障^根據本發明—實施例而在圖16A的該障 ΐ6Α ξ 發明—實施例而添加—犧牲金屬元件在圖 立件符號說明：_ 10 :多層半導體 12 ·晶片 14 ·基板 15 200837818 16 :渠道 18 :鈍化層 20 :相連導體 30 ··停止EP層 40 :導電金屬層 60 :障壁層 80 ··犧牲操作層 100 :裝置的底面 102 :黏合墊 120 :鈍化層 122 :其他材料 140 :黏者劑可擴張的材料 170 :多層磊晶結構 172 : LED 堆疊 174 :基板 176 : VLED 晶片 178 :渠道 182 :鈍化層 184 :鏡面層 186 ·· p-GaN 層 188 :種子金屬層 192 :導電金屬層 200 :障壁層 202 :額外的障壁層 220 ··犧牲金屬元件

Claims (1)

1. 200837818 十、申請專利範圍： 1. 一種製造複數個半導體晶片的方法，包含下列步驟. ^一基板上，形成一或多個半導體層； . 該半導體層中的渠道所分隔之該複 在該半導體層之上，沉積複數個金屬層； 料體曰曰片， 移除位於该渠道中的該金屬層之至少一部份； 在該金屬層之上，形成一第一操作層； 移除該基板，使該半導體層之一表面露出； 在該露3的半導體層表面上，加上-第二操作層； 移除^第一操作層，使該金屬層之一表面露出:， 塗黏著劑在該金屬層之該露出表面上；及 移除該第二操作層。 離更包 3·^申請專概_丨項之製造複數解導體^的方法，更包 3在沉積該金屬層之前’在該渠道中形成停止電鑛㈣區。

   =申請專利範圍第3項之製造複數個半導體晶片的方法，其中， ^止電_包含聚合物、雜亞胺、環氧化物、光阻、熱塑性 ^膠、聚對二甲苯（parylene)、乾薄膜光阻、su_8或是碰7其 5·^π申請專利範圍第3項之製造#數個半導體晶片的方法，更包 3在沉積該金屬層之後，移除該停止電鍍區。 的方法，其中 6·，申請專利範圍第5項之製造複數個半導體晶片 移除該停止電鍍區的步驟包含溼蝕刻。 17 200837818 範圍第1項之製造複數個半導體晶片的方法，直中， 雜板包含監寶石、Si〇2、GaAs 二。、中 是 A1N。 Μ、ZnO、或 •ϋϋ第1項之製造複數個半導體晶片的方法，其中， ΐ貝^if的步驟’包含物理氣相沉積(pvd)、汽化、電漿喷 濺、化予氣相沉積(CVD)、及無電電鍍沉積其中至少—項。唷 9,^請專概圍第1項之製造複數個轉體“的方法，豆中， 渠道中的該金屬層之至少一部份的步驟，包含乾姓刻 (感應式耦3電漿/反應離子蝕刻(ICp/RlE))、雷射切割、 割、溼蝕刻及施加水刀的其中至少一項。 、 10. 如申請專利範圍第丨項之製造複數個半導體晶片的，立 中’該第一操作層包含Cu、Ni、Mo、w、Co、Pd、Pt、Ae Γ择 H ^ ^ Ni-Co ^ Ag ^ Au ^ Cu-Co ^ Cu-Mo ^ Ni/Cu ^ Cu/Ni-Co/Cu " ai/Ni_Co/Cu/Ni-Co、Ni/Cu-Mo 及其合金中的至少一個。 11. 如申請專利範圍第1項之製造複數個半導體晶片的方法，立 中，該第一操作層的厚度介於5//111到1〇〇〇//m之間。/、 12·如申料利範圍第i項之製造複數個半導體晶片的方法，其 中’移除該基板的步驟包含電襞蝕刻、渔化學蝕刻、光加強化學 蝕刻、雷射剝除、研磨、拋光其中至少一項。 13·如申=膏專利範圍第丨項之製造複數個半導體晶片的方法，其 中，該第二操作層包含 Cr/Au、Ni/Au、Ti/Au、Al/ITi/Ag/TTi、Ti/Au、 O/Au/Ti/Ni/Au、Ti/Ni/Au ' Si' GaAs、GaP、InP、聚合物、聚醯 18 200837818 亞胺、環氧化物、聚對-田# Si〇2、Si3N4、zn0、丁1"；本、光阻、乾薄膜光阻、熱塑性塑膠、 -個。 2〇5、丁咕、騰、MgO ’及其组合令至少 的方法，其 操作層 M中製造複數辨導體郎的村 上。*彳*作層的步驟’包含塗化學；》液在該第一 15. 如申請專利範圍第14項之 中，該化學溶液包含Hj>n膽。旻棚牛¥體曰曰片的方法，其 FeCl3 ^ KC10 ^ 16. 如申請專利翻第！項之製 中，該黏著劑包含紫外光叫更化膠帶方法，其 17·如申清專利範圍第1項之制生 含在沉雜_讀，ϋ聽更包 18·如申請專嫌㈣丨項之製造 含在該半導體紅卽表社加战合法，更包 19·如申請專利範圍第i項之製造複 含使-第三操作層貼附至該第二操作層法，更包 20·如申請專利範圍帛19項之製造複數個 中，該第三操作層包含藍寶石、Si、M〇、Cu ^勺方法，其 /、T至少^一個。 21·如申请專利範圍第1項之製造複數個半 中，該複數個半導體晶片是複數個直立式發光^ 19 200837818 22·，重衣4複數個半導體晶片的方法，包含下列步驟： 土板上，形成一或多個半導體層； 片；定義由在辭導體層巾的渠道所分隔之該複數個半導體晶 在遠半導體層上，沉積複數個金屬層； 在邊金屬層上沉積一障壁層； f除位於該渠道中之該障壁層及該金屬層的至少一部份·， 在该障壁層上方形成-第-操作層； 移除該基板，使該半導體層之一表面露出； 在或半導體層之露出表面上，加上—第二操作層； 矛夕除5亥弟一操作層，使該障壁層露出； 塗黏著劑在該障壁層上；及 移除該第二操作層。 23·如申請專利範圍第22項之製造複數個半導體晶片的方法，其 中’该 P羊壁層為一導體，包含 Cr/Au、Ni/Au、Ti/Au、Al/Ti、Ag/Ti、 Ci*/Au/Ti/Ni/Au、Ti/Ni/Au 其中至少一個。 24·如申請專利範圍第22項之製造複數個半導體晶片的方法，其 中，该卩早壁層為一包含Si、GaAs、GaP、InP其中至少一個的半導 體 25·如申請專利範圍第22項之製造複數個半導體晶片的 ，其 中，该障壁層為一絕緣體，包含聚合物、聚醯亞胺、環物、 聚對二甲苯、光阻、乾薄膜光阻、熱塑性塑膠、Si〇2、、 Ta2〇5、Ti02、HfO、MgO 其中至少一個。 k 4、n 20 200837818 的方法，其 片的方法，更包 雜止EP區係阻止金屬沉積在至少部分^該||㈣區，其中， 28.如申請專利範圍第27 含在沉積該金屬叙後，移除HfE^_心方法，更包 種Ιίΐ數個半導體晶片的方法，包含下列步驟： -ϋίΪ 形成一或多個半導體層； i542i:體!Γϊΐ所分隔之該複數個半導體晶片； =千—㈣上”儿積_或多個相連 在該渠道中，形成停止電鍍(Ep)區；曰， /在該相連導體層上方沉積複數個 係阻止金屬沉積在至少部分之該渠道；运’/、中’该停止EP區 移除該停止EP區； 、 ，除位於該渠道巾的軸連導 在該金屬層之上，形成_第一操作層；^』刀， 移除該基板，使該半導體層之 ^ 在該半導體層之露出表面上，加上一榀 ，除該第-操作層，使該金屬層之_表=出：’ 在該金屬層之露出表面上塗黏著劑；及° ’ 移除該第二操作層。 30.如申請專利範圍第29項之s造複數個铸編的方法，其 200837818 汽化、電 項。 ί喷ΐ積?匕S ?體層之步嫩物理氣相沉積(勵)、>: 、、 予乳相〉儿積(CVD)、無電電鍍沉積其中至少一 • 複數個半導體晶片的方法，步驟包含： -二2板^形成一或多個半導體層； ί今车ΐΪί導體層中的渠道所分隔之該複數個半導體晶片； t = 體層上，沉積一或多個相連導體層； 在^渠道中，形成停止電鍍(EP)區； ，雜止砂區 移除該停止EP區。 =·如申鱗利範圍第31項之製造複數個半導體晶#的方法，更包 各沉積一障壁層，以保護該相連導體層及該金屬層。 33·如申請專利範圍第31項之製造複數個半導體晶片的方法，更包 含移除該基板，使該半導體層之一表面露出。 34·如申請專利範圍第3丨項之製造複數個半導體晶片的方法，更包 含加上黏合墊或是電路圖案到該半導體之露出表面上。 35.如申請專利範圍第31項之製造複數個半導體晶片的方法，其 中，δ亥停止EP區包含聚合物、聚酸亞胺、環氧化物、光阻、熱塑 性塑膠、聚對二甲苯、乾薄膜光阻、SU-8、NR7其中至少一^固。 36·如申請專利範圍第31項之製造複數個半導體晶片的方法，其 中，該障壁層為一導體，包含 Cr/Au、Ni/Au、Ti/Au、AlATi、Ag/Ti'、 Cr/Au/Ti/Ni/Au、Ti/Ni/Au 其中至少一個。 § ^ 22 200837818 37·如申請專利範圍第31項之製造複數個半導體晶片的方法，其 中，該障壁層為一半導體，包含Si、GaAs、GaP、InP其中至少一 個0 38·如申請專利範圍第31項之製造複數個半導體晶片的方法，其 中，該障壁層為一絕緣體，包含聚合物、聚醯亞胺、環氧化物 聚對二甲笨、光阻、乾薄膜光阻、熱塑性塑膠、Si02、Si3N4、ZnO、 Ta205、Ti〇2、班〇、MgO其中至少一個。 39·—種製造複數個半導體晶片的方法，包含下列步驟： 在一基板上形成一或多個半導體層；

   由在該半導體層中的渠道所分隔之該複數個半導體晶 在該半導體層上，沉積一或多個相連導體層；、 在该渠道中，形成停止電鍍(ΕΡ)區； 移除該停止ΕΡ區； 一 層你以保護該相連導體層及該金屬層；及 私除絲板，使該半導體層之一表面露出。及 十一、圖式：