[發明專利]用于高晶粒破裂強度與清潔側壁的激光劃線及等離子體蝕刻

在審

• 申請號: 201380035357.7
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN104412377A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: B·伊頓;S·辛格;W-S·類;M·R·亞拉曼希里;T·劉;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;H01L21/311
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 黃嵩泉

1.一種用于切割半導體晶圓的方法，所述半導體晶圓包括數個集成電路，所述方法包括以下步驟：

于所述半導體晶圓上方形成遮罩，所述遮罩覆蓋并保護所述集成電路；

以激光劃線工藝圖案化所述遮罩，以提供具有間隔的圖案化遮罩，暴露出所述集成電路之間的所述半導體晶圓的區域；

經由所述圖案化遮罩中的所述間隔而異向蝕刻所述半導體晶圓，以發展蝕刻溝槽，所述蝕刻溝槽完全貫穿所述半導體晶圓以單切所述集成電路；及

等向性蝕刻所述異向性蝕刻溝槽。

2.如權利要求1所述的方法，其中所述等向性蝕刻于晶粒單切之后自異向性蝕刻的晶粒側壁移除異向性蝕刻副產物、粗糙度、或側壁扇形部。

3.如權利要求1所述的方法，其中所述等向性蝕刻自所述異向性蝕刻溝槽移除包含碳與氟的聚合物。

4.如權利要求1所述的方法，其中異向性蝕刻所述半導體晶圓的步驟包括以下步驟：重復執行循環工藝，直到在所述蝕刻溝槽的底部處暴露出背側膠帶為止，其中所述循環工藝包括聚合物沉積、方向性轟擊蝕刻、以及等向性化學蝕刻；及

其中等向性蝕刻所述異向性蝕刻的溝槽的步驟包括以下步驟：使用非聚合化的以氟或氯為基礎的化學物質的等向性等離子體蝕刻。

5.如權利要求4所述的方法，其中所述非聚合化的以氟或氯為基礎的化學物質本質上由NF₃或SF₆、Cl₂或SiF₄組成。

6.如權利要求4所述的方法，其中所述非聚合化的以氟或氯為基礎的化學物質進一步包括氧化劑。

7.如權利要求3所述的方法，其中相同等離子體蝕刻腔室用于異向性蝕刻和等向性蝕刻兩者。

8.如權利要求3所述的方法，其中所述等向性蝕刻執行達小于90秒。

9.如權利要求1所述的方法，其中異向性蝕刻所述半導體晶圓的步驟包括以下步驟：重復執行循環工藝，直到在所述蝕刻溝槽的底部處暴露出背側膠帶為止，所述循環工藝包括聚合物沉積、方向性轟擊蝕刻、以及等向性化學蝕刻；以及

其中等向性蝕刻所述異向性蝕刻的溝槽包括濕式化學蝕刻。

10.如權利要求1所述的方法，其中圖案化所述遮罩的步驟進一步包括以下步驟：以飛秒激光來直接寫入圖案，所述飛秒激光具有小于或等于540納米的波長以及小于或等于400飛秒的激光脈沖寬度。

11.如權利要求1所述的方法，其中形成所述遮罩的步驟進一步包括以下步驟：在所述半導體晶圓上沉積水溶性遮罩層。

12.如權利要求11所述的方法，其中形成所述遮罩的步驟進一步包括以下步驟：沉積多層式遮罩，所述多層式遮罩包括所述水溶性遮罩層作為基底涂層以及非水溶性遮罩層作為在所述基底涂層頂部上的覆蓋涂層。

13.一種用于切割基板的系統，所述基板包括數個集成電路(ICs)，所述系統包括：

激光劃線模塊，用以圖案化多層式遮罩以形成溝槽而暴露出在所述集成電路之間的基板的區域；

異向性等離子體蝕刻模塊，其實體耦接至所述激光劃線模塊，以異向性蝕穿在激光劃線之后留下的基板厚度；

等向性等離子體蝕刻模塊，其實體耦接至所述激光劃線模塊，以等向性蝕刻經異向性蝕刻的溝槽；以及

自動移送室，用以將所述激光劃線基板從所述激光劃線模塊移送至所述異向性等離子體蝕刻模塊。

14.如權利要求13所述的系統，其中所述激光劃線模塊包括飛秒激光，所述飛秒激光具有小于或等于540納米的波長及小于或等于400飛秒的脈沖寬度。

15.如權利要求13所述的系統，其中所述等向性等離子體蝕刻模塊與所述異向性等離子體蝕刻模塊為相同單一腔室。