性基底涂层设置于非水溶性覆 盖涂层下方。基底涂层接着提供了一种剥除覆盖涂层的手段，而覆盖涂层提供等离子体蚀 刻抗性及/或用于通过激光划线工艺的良好遮罩剥蚀。已发现，例如，对划线工艺中所利用 的激光波长而言为透明的遮罩材料可有助于低晶粒边缘强度。因而，PVA的水溶性基底涂 层（例如，作为第一遮罩材料层202A)可作为底切（undercut)遮罩的等离子体抗性/激光 能量吸收覆盖涂层202B的手段，使整个遮罩可自下方IC薄膜层移除/剥离。水溶性基底 涂层可进一步作为保护IC薄膜层不遭受用于剥除能量吸收遮罩层的工艺影响的屏障。在 实施例中，激光能量吸收遮罩层为UV可固化的及/或UV吸收性的，及/或绿光频带（500 至540nm)吸收性的。范例材料包括许多光阻及习用于IC晶片的钝化层的聚亚酰胺（PI) 材料，也包括常见于黏着剂的UV可固化聚合物。在一个实施例中，光阻层可由正光阻材料 构成，正光阻材料可例如，但不限于，248纳米（nm)光阻、193nm光阻、157nm光阻、极紫外线 (extreme ultra-violet ;EUV)光阻或含有双氮基醌（diazonaphthoquinone)敏化剂的酷 树脂基体。在另一个实施例中，光阻层可由负光阻材料构成，负光阻材料可例如，但不限于， 聚顺异戊二稀（P〇ly _cis-isoprene)及聚桂皮酸乙稀醋（poly-vinyl-cinnamate)。
[0034] 于方法100的操作103,且对应图2B，可通过以形成沟槽212的激光划线工艺所 进行的剥蚀来图案化遮罩层202,沟槽212延伸经过次表面薄膜器件层204并暴露介于IC 225、226之间的基板206的区域。因此，激光划线工艺被用来剥蚀原先形成于IC 225、226 之间的切割道227的薄膜材料。根据本发明的一实施例，如图2B所描绘，以基于激光的划 线工艺图案化遮罩层202包括形成沟槽214,沟槽214部分进入IC 225、226间的基板206 的区域。
[0035] 在图3A所绘示的示范实施例中，取决于钝化层311及次表面薄膜器件层的厚度Tf 及水溶性层302 (及作为部分遮罩202而被包括的任何额外材料层）的厚度Tmax，激光划线 深度Dlj将近在5 μπι至50 μπι深的范围内，有利地在10 μπι至20 μπι深的范围内。
[0036] 在一实施例中，以具有飞秒范围（8卩，KT15秒）内的脉冲宽度（持续期间）的激 光（本文称作飞秒激光）图案化遮罩层202。根据一个实施例，图案化遮罩包括以波长小于 或等于540纳米且激光脉冲宽度小于或等于400飞秒的飞秒激光将图案直接写入。在另一 个实施例中，激光脉冲宽度小于或等于500飞秒。激光参数选择，如脉冲宽度，可为研发成 功的激光划线及切割工艺的关键，成功的激光划线及切割工艺可最小化碎肩、微裂及分层， 以达到干净的激光划线切割。飞秒范围内的激光频率有利地缓解与较长脉冲宽度（如，皮 秒或奈秒）有关的热损坏问题。尽管不受限于理论，就目前了解，飞秒能量源可避免因皮秒 源而存在的低能量再親合机制（low energy recoupling mechanism)，且相较于奈秒源可 提供更大的热不平衡性（thermal nonequilibrium)。在使用奈秒或皮秒激光源的情况下， 存在于切割道227中的多种薄膜器件层材料在光吸收性及剥蚀机制方面表现相当不同。举 例而言，诸如二氧化硅的介电层在正常情况下对所有商业上可获得的激光波长均为基本上 透明的。相反地，金属、有机物（如，低-K材料）及硅能够非常容易地耦合光子，尤其是基 于奈秒的或基于皮秒的激光福照。若选择非最佳激光参数，则在包括无机介电质、有机介电 质、半导体或金属中的两者或更多者的堆迭结构中，切割道227的激光辐照可能不利地造 成分层。举例而言，穿透高带隙能量介电质（诸如具有约9eV带隙的二氧化硅）而无可量 测的吸收的激光可能在下方的金属层或硅层中被吸收，从而引起该金属层或硅层的显著汽 化。汽化可能产生高压，而高压有潜力造成严重的层间分层及微裂化。已展示基于飞秒的 激光辐照工艺可避免或减缓此等材料堆迭的微裂化或分层。
[0037] 供基于飞秒激光的工艺所用的参数可经选择而对无机及有机介电质、金属及半导 体而言具有实质上相同的剥蚀特征。举例而言，二氧化娃的吸收性（absorptivity)/吸收 率（absorptance)为非线性的，且可使二氧化娃的吸收性/吸收率与有机介电质、半导体及 金属的吸收性/吸收率更为一致。在一个实施例中，高强度且短脉冲宽度的飞秒是激光工 艺被用来剥蚀薄膜层堆迭，该薄膜层堆迭包括二氧化硅层及有机介电质、半导体或金属中 的一或多者。根据本发明的一实施例，合适的基于飞秒的激光工艺的特征在于高峰值强度 (照度），高峰值强度通常会导致多种材料中的非线性交互作用。在一个这样的实施例中， 飞秒激光源具有将近在10飞秒至450飞秒的范围内的脉冲宽度，尽管较佳在50飞秒至500 飞秒的范围内。
[0038] 在某些实施例中，为了有宽频带或窄频带光学发射光谱，激光发射可跨越可见光 谱（如，绿光、500至540nm频带）、紫外光（UV)，及/或红外线（IR)光谱的任何组合。甚 至对飞秒激光剥蚀而言，某些波长可提供较其它波长更佳的效能。举例而言，在一个实施例 中，相较于具有接近IR范围或在IR范围内的波长的基于飞秒的激光工艺而言，具有接近 UV范围或在UV范围内的波长的基于飞秒的激光工艺可提供较干净的剥蚀工艺。在特定的 实施例中，适用于半导体基板或基板划线的飞秒激光是基于具有将近小于或等于540纳米 的波长的激光，尽管较佳是在540纳米至250纳米的范围内。在一特定实施例中，就具有小 于或等于540纳米的波长的激光而言，脉冲宽度小于或等于500飞秒。然而，在替代实施例 中，可使用双激光波长（如，IR激光及UV激光的组合）。
[0039] 在一个实施例中，激光及相关的光学路径可在工作表面处提供在将近3 μπι至 15 μπι的范围内的聚焦点，而较有利地是在5 μπι至10 μπι的范围内。工作表面处的空间光 束轮廓（spatial beam profile)可为单一模式（高斯（Gaussian))或具有顶帽（top hat) 轮廓外形的光束。在一实施例中，激光源具有在将近300kHz至IOMHz的范围内的脉冲重复 率（pulse repetition rate)，尽管较佳是在将近500kHz至5MHz的范围内。在一实施例 中，激光源可在工作表面处传递在将近〇. 5 μ J至100 μ J的范围内的脉冲能量，尽管较佳是 在将近IyJ至5yJ的范围内。在一实施例中，激光划线工艺以将近500毫米/秒至5米 /秒的范围内（尽管较佳是在将近600毫米/秒至2米/秒的范围内）的速度沿着工件表 面运行。
[0040] 划线工艺可仅单程运行或多程运行，但较有利地不超过2程。激光可以给定的脉 冲重复率施加于一系列单一脉冲中，或施加于一系列脉冲突发中。在一实施例中，尽管在硅 基板划线/切割中在器件/硅介面处所量测的切口宽度较佳在将近6 μ m至10 μ m的范围 内，但所产生的激光光束的切口宽度（kerf width)是在将近2 μ m至15 μ m的范围内。
[0041] 回到图1及图2C，于操作105,通过等离子体蚀刻工艺216,透过经图案化遮罩层 202中的沟槽212来蚀刻基板206,以单分IC 226。根据本发明的一实施例，蚀刻基板206 包括蚀刻以基于飞秒的激光划线工艺所形成的沟槽212,以最终完全蚀刻穿过基板206,如 图2C所描绘。
[0042] 在一实施例中，蚀刻基板206包括使用等离子体蚀刻工艺。在一个实施例中，可使 用直通穿孔蚀刻工艺。举例而言，在特定的实施例中，基板206的材料的蚀刻速率大于每分 钟25 μπι。可于等离子体蚀刻操作105使用在高功率下操作的高密度等离子体源。范例功 率范围介于3kW与6kW之间，或更高。
[0043] 在一示范实施例中，可使用深度硅蚀刻（S卩，诸如直通硅穿孔（TSV)蚀刻），在大于 约40%的习用硅蚀刻速率的蚀