[發(fā)明專利]用于高晶粒破裂強度與清潔側(cè)壁的激光劃線及等離子體蝕刻

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380035357.7
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN104412377A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 應(yīng)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(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 黃嵩泉

相關(guān)申請的互相參照

本申請案主張2013年3月15日所申請的美國臨時申請案第61/791,048號(名稱為“用于高晶粒破裂強度與清潔側(cè)壁的激光劃線及等離子體蝕刻(LASER?SCRIBING?AND?PLASMA?ETCH?FOR?HIGH?BREAK?STRENGTH?AND?CLEAN?SIDEWALL)”)以及2012年7月13日所申請的美國臨時申請案第61/671,637號(名稱為“用于高晶粒破裂強度與清潔側(cè)壁的激光劃線及等離子體蝕刻(LASER?SCRIBING?AND?PLASMA?ETCH?FOR?HIGH?BREAK?STRENGTH?AND?CLEAN?SIDEWALL)”)的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，基于所有目的，這些文獻的整體內(nèi)容是通過引用形式而并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實施例屬半導(dǎo)體處理的領(lǐng)域，且特別是與切割半導(dǎo)體晶圓的方法有關(guān)，其中每一個晶圓上都形成有數(shù)個集成電路。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體晶圓處理中，集成電路形成于由硅或其他半導(dǎo)體材料所組成的晶圓(也稱為基板)上。一般而言，使用半導(dǎo)性、導(dǎo)電性或絕緣性的各種材料層來形成集成電路。利用各種習(xí)知工藝來摻雜、沉積與蝕刻這些材料，以形成集成電路。每一晶圓經(jīng)處理以形成大量的個別區(qū)域，這些個別區(qū)域包含被稱為“晶粒(dice或dies)”的集成電路。

在集成電路成形工藝之后，晶圓是經(jīng)“切割(diced)”以使個別晶粒彼此分離而供進行封裝、或以未經(jīng)封裝形式使用于較大的電路中。用于晶圓切割的兩種主要技術(shù)為劃線(scribing)和鋸切(sawing)。進行劃線時，一鉆石尖端的劃片沿著預(yù)先形成的劃切線在晶圓表面上移動。這些劃切線沿著晶粒之間的空間延伸。這些空間一般稱為“切割道(streets)”。鉆石劃片沿著切割道在晶圓表面中形成淺劃痕。在施加壓力時(例如利用滾輪)，晶圓即會沿著劃切線而分離。晶圓中的斷裂處會依循晶圓基板的晶格結(jié)構(gòu)。劃線可用于厚度約為10密耳(mils)(千分之一英寸)或更小的晶圓。至于較厚的晶圓，目前則以鋸切為較佳的切割方法。

在鋸切時，以每分鐘的高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的鉆石尖端的鋸盤接觸晶圓表面，并沿著切割道鋸切晶圓。晶圓是固定于支撐構(gòu)件上，例如于薄膜框體上受拉伸的黏接膜，且鋸盤是重復(fù)施用于垂直與水平切割道。使用劃線或鋸切的一個問題是，崩邊(chips)和鑿孔(gouges)會形成在晶粒的尖銳邊緣上。此外，會形成裂縫，且裂縫會從晶粒的邊緣擴散至基板中，使得集成電路不能作用。在進行畫切時剝離和破裂會特別是個問題，因為正方形或矩形晶粒中只有一個側(cè)可以以結(jié)晶結(jié)構(gòu)的方向進行劃線。因此，晶粒的另一側(cè)的切割會導(dǎo)致鋸齒狀分隔線。因為剝離與破裂之故，在晶圓上晶粒之間便需要額外的間隔以避免對集成電路的損壞，例如，崩邊與裂縫與實際集成電路保持相隔一段距離。由于間隔需求的結(jié)果，在標準尺寸晶圓上就無法形成如此多的晶粒，且會浪費了本來可用于電路的晶圓面積(real?estate)。鋸盤的使用加重了半導(dǎo)體晶圓上的面積浪費。鋸盤的葉片大約為15微米厚。因此，為了確保鋸盤在切割周圍所產(chǎn)生的破裂和其他破壞不會傷害集成電路，每一個晶粒的電路之間通常需分隔300至500微米。此外，在切割之后，每一個晶粒需要實質(zhì)清潔以移除鋸切工藝所產(chǎn)生的粒子與其他污染物。

也已使用等離子體切割，但同時也具有限制。舉例而言，妨礙等離子體切割的實施的一個限制為成本。用于圖案化光阻的標準平版印刷術(shù)(lithography)操作會讓實施成本過高。可能會妨礙等離子體切割的實施的另一項限制為，在沿著切割道進行切割時常遇到的金屬(例如銅)的等離子體處理會產(chǎn)生產(chǎn)量問題或處理量限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一或多個實施例與用于切割半導(dǎo)體晶圓的方法有關(guān)，該半導(dǎo)體晶圓包括數(shù)個集成電路(ICs)。

在一實施例中，一種用于切割包括數(shù)個集成電路的半導(dǎo)體晶圓的方法涉及于該半導(dǎo)體晶圓上方形成遮罩。該遮罩覆蓋并保護該等集成電路。該方法也包括了以激光劃線工藝來圖案化該遮罩，以提供具有間隔的圖案化遮罩，暴露出在該等集成電路之間的半導(dǎo)體晶圓區(qū)域。該方法也包括經(jīng)由該圖案化遮罩中的間隔異向性蝕刻該半導(dǎo)體晶圓，以發(fā)展完全蝕穿該基板的蝕刻溝槽，以單切該等集成電路。該方法也包括等向性蝕刻經(jīng)異向性蝕刻的溝槽。