[发明专利]使用具有多重脉冲的脉冲列激光与等离子体体蚀刻的晶圆切割

说明书

技术领域

本发明的实施例属于半导体处理的领域，尤其是属于切割半导体晶圆的方法，其中每个晶圆上具有数个集成电路。

背景技术

在半导体晶圆处理中，将集成电路形成于晶圆(亦可指称为基板)上，晶圆由硅或其他半导体材料所组成。一般来说，利用各种材料层(可为半导体的、导体的或绝缘的)形成该等集成电路。使用各种习知的工艺来掺杂、沉积及蚀刻该等材料，以形成集成电路。每个晶圆经处理而形成许多含有集成电路的个别区域，该等含有集成电路的个别区域习知为晶粒。

在集成电路形成工艺之后，「切割」晶圆以彼此分离出个别的晶粒，而用于封装或使用于较大电路内的未封装形式中。用于晶圆切割的二种主要技术为雕绘与锯切。使用雕绘将尖端为钻石的雕绘器沿着预先形成的雕绘线移动经过整个晶圆表面，该等雕绘线沿着晶粒之间的间隔延伸，该等间隔一般指称为「街道」。钻石雕绘器沿着该等街道在晶圆表面形成浅刮痕。在施加压力时，例如以滚轴施加压力，晶圆会立即沿着雕绘线分离。晶圆中的分裂会沿着晶圆基板的晶格结构行进。雕绘可用于厚度约10密尔(千分之一时)或更薄的晶圆。对于较厚的晶圆，目前锯切是较佳的切割方法。

使用锯切时，尖端为钻石且每分钟以高转数旋转的锯子接触晶圆表面并延着街道锯切晶圆。晶圆安装于支撑构件上，支撑构件例如延伸穿过膜框的黏膜，并且将锯子重复地施用于垂直与水平街道。不管是雕绘或是锯切，都有的一个问题是会沿着晶粒的断边形成缺口和凿孔。另外，裂缝会形成并从晶粒边缘延伸进入基板，而使得集成电路无法运作。当使用雕绘时缺口与裂缝尤其是个问题，因为只能雕绘方形或长方形晶粒在结晶结构<110>方向上的一边。因此，分割晶粒的另一边时会产生锯齿状的分割线。由于缺口与裂缝，在晶圆上的晶粒之间需要有额外的间隔，以防止集成电路损坏，例如将缺口与裂缝维持在距离实际的集成电路一段距离。需要间隔的结果是，无法在标准尺寸的晶圆上形成尽可能多的晶粒，因而浪费了可在其他方面用于电路的晶圆面积。使用锯切使半导体晶圆面积的浪费更为严重。锯子的刀刃约有15微米厚，就其本身而言，为确保锯子在刻痕周围造成的破裂及其他损伤不会伤害到集成电路，时常必须将每个晶粒的电路分隔三至五百微米。此外，在切割之后需要大量清洗每个晶粒，以移除微粒及其他从锯切工艺产生的污染物。

等离子体体切割已被使用，但也一样有所限制。例如，一个阻碍等离子体体切割实施的限制可能是成本。图案化光阻的标准微影操作可能导致实施成本过高。另一个可能阻碍等离子体体切割实施的限制在于在沿着街道切割而等离子体体处理经常碰见的金属(如铜)时而会造成生产问题或产量限制。

发明内容

本发明的实施例包括切割半导体晶圆的方法，其中每个晶圆上具有数个集成电路。

在实施例中，切割具有数个集成电路的半导体晶圆的方法包括以下步骤：于半导体晶圆上方形成光罩。该光罩由覆盖并保护该集成电路的层所组成。然后以使用多重脉冲的脉冲列激光雕绘工艺图案化该光罩，以提供具有间隔的图案化光罩、在集成电路之间的半导体晶圆的暴露区域。之后经由图案化光罩中的间隔而蚀刻半导体晶圆，以切割该等集成电路。

在另一实施例中，一种切割半导体晶圆的系统包括工厂介面。激光雕绘设备与该工厂介面连接并包括设以传送具有多重脉冲的脉冲列的激光。等离子体体蚀刻腔室亦与该工厂介面连接。

在另一实施例中，一种切割具有数个集成电路的半导体晶圆的方法包括以下步骤：于硅基板上方形成聚合物层。该聚合物层覆盖并保护位于硅基板上的集成电路。该集成电路由位于低介电常数材料层与铜层上方的二氧化硅层所组成。以使用多重脉冲的脉冲列激光雕绘工艺图案化聚合物层、二氧化硅层、低介电常数材料层与铜层，以暴露出在集成电路之间的硅基板区域。之后经由间隔蚀刻硅基板，以切割该等集成电路。

附图说明

图1为依据本发明的实施例，表示在切割半导体晶圆的方法中的操作的流程图，其中半导体晶圆包括数个集成电路。

图2A图示依据本发明的实施例，包括数个集成电路的半导体晶圆在执行切割半导体晶圆的方法期间相对于图1的流程图的操作102的截面视图。

图2B图示依据本发明的实施例，包括数个集成电路的半导体晶圆在执行切割半导体晶圆的方法期间相对于图1的流程图的操作104的截面视图。

图2C图示依据本发明的实施例，包括数个集成电路的半导体晶圆在执行切割半导体晶圆的方法期间相对于图1的流程图的操作106的截面视图。

图3图示依据本发明的实施例一列单一脉冲的时间图。