[發明專利]使用可物理性移除的遮罩的激光及等離子體蝕刻晶片切割

有效

• 申請號: 201280030905.2
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN103650128A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: W-S·類;S·辛格;M·R·亞拉曼希里;B·伊頓;A·庫瑪
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/78
• 分類號: H01L21/78;H01L21/301
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陸嘉

技術領域

本發明的實施例是關于半導體處理的領域，并且本發明的實施例尤其是關于切割半導體晶片的方法，其中每一個晶片上具有數個集成電路。

背景技術

在半導體晶片處理中，集成電路被形成在由硅或其他半導體材料組成的晶片(亦稱為基板)上。大體上，各種半導電、導電或絕緣的材料層被利用來形成集成電路。使用各種已知的工藝來摻雜、沉積與蝕刻這些材料，以形成集成電路。各個晶片被處理以形成大量的含有集成電路的個別區域(即所謂的切割粒)。

在集成電路形成工藝之后，晶片被“切割”以將個別晶粒彼此分離，而用于封裝或以非封裝形式用在更大的電路內。用于晶片切割的兩個主要技術是刻劃與鋸開。通過刻劃，以鉆石為尖端的刻劃器沿著預形成的刻劃線而移動橫越晶片表面。這些刻劃線沿著切割粒之間的空間延伸。這些空間一般稱為“街道(street)”。鉆石刻劃沿著街道在晶片表面中形成淺刻痕。一旦施加壓力(諸如通過滾輪)，晶片沿著刻劃線分離。晶片中的刻縫循著晶片基板的結晶晶格結構。刻劃可用于厚度為約10密爾(數千英寸)或更小的晶片。就更厚的晶片而言，目前鋸開對于切割是較佳的方法。

通過鋸開，在每分鐘高旋轉數下的以鉆石為尖端的鋸器接觸晶片表面且沿著街道鋸開晶片。晶片被裝設在支撐構件(諸如伸張橫越膜框架的黏附膜)上，并且鋸器重復地被施加到垂直與水平街道。刻劃或鋸開的一個問題是碎片與屑片會沿著切割粒的切斷邊緣而形成。此外，裂縫會從切割粒的邊緣形成且傳播到基板內并且裂縫會使得集成電路無法運作。碎落與裂開對于刻劃尤其是問題，如此是因為僅方形或矩形晶粒的一側會在結晶結構的<110>方向上被刻劃。所以，晶粒的另一側的斷開會造成鋸齒狀分離線。由于碎落與裂開，晶片上的切割粒之間需要額外的間隔以避免對集成電路的損壞，例如碎片與裂縫被維持在和實際上的集成電路保持一距離。由于間隔要求，無法有許多切割粒可被形成在標準尺寸的晶片上，并且會浪費掉可用于電路配線的晶片區域面積（real?estate）。鋸器的使用會惡化半導體晶片上的區域面積的浪費。鋸器的刀片的厚度為約15微米。因此，為了確保在鋸器所致的切痕周圍的裂開與其他損壞不會傷及集成電路，常常必須要有三至五百微米來分離各個切割粒的電路配線。又，在削開之后，各個晶粒需要實質上的清潔，以移除由鋸開工藝所產生的微粒與其他污染物。

等離子體切割亦已經被使用，但也具有限制。例如，阻礙等離子體切割的實施的一個限制是成本。用于圖案化阻劑的標準平版印刷術操作會使得實施成本過高。可能阻礙等離子體切割的實施的另一個限制是一般遭遇到的金屬(例如銅)對于沿著街道的切割的等離子體處理會造成生產問題或量產限制。

發明內容

本發明的實施例包括切割半導體晶片的方法，其中各個晶片上具有數個集成電路。

在一實施例中，一種切割半導體晶片的方法，該半導體晶片具有數個集成電路，該方法包括形成遮罩于該半導體晶片上方，該遮罩覆蓋且保護這些集成電路。接著，以激光刻劃工藝將該遮罩予以圖案化，以提供具有間隙的圖案化遮罩，而暴露介于這些集成電路之間的該半導體晶片的區域。然后，蝕刻該半導體晶片通過該圖案化遮罩中的這些間隙，以形成單一化集成電路。然后，將該圖案化遮罩從這些單一化集成電路分離。

在另一實施例中，一種切割半導體晶片的系統包括工廠界面。激光刻劃設備和該工廠界面耦接且激光刻劃設備包括飛秒基底的激光。等離子體蝕刻腔室亦和該工廠界面耦接。沉積腔室亦和該工廠界面耦接。該沉積腔室被配置以形成可物理性移除的遮罩。

在另一實施例中，一種切割半導體晶片的方法，該半導體晶片具有數個集成電路，該方法包括形成可物理性移除的遮罩于硅基板上方。該可物理性移除的遮罩覆蓋且保護設置在該硅基板上的這些集成電路。這些集成電路由二氧化硅層組成，該二氧化硅層設置在低K材料層與銅層上方。以激光刻劃工藝將該可物理性移除的遮罩、該二氧化硅層、該低K材料層與該銅層予以圖案化，以暴露這些集成電路之間的該硅基板的區域。接著，蝕刻該硅基板通過間隙，以形成單一化集成電路。然后，將該可物理性移除的遮罩從這些單一化集成電路分離。

附圖說明

圖1是代表根據本發明的實施例切割半導體晶片的方法中的操作的流程圖100，其中該半導體晶片包括數個集成電路。

圖2A示出根據本發明的實施例而對應于圖1流程圖的操作102在執行切割半導體晶片的方法的期間半導體晶片的剖視圖，其中該半導體晶片包括數個集成電路。