[发明专利]使用混合式分裂束激光划线处理及等离子体蚀刻的晶圆切割

说明书

背景

1）领域

本发明实施例关于半导体处理领域，特别是关于切割半导体晶圆的方法，其中每一晶圆在所述晶圆上具有多个集成电路。

先前技术描述

在半导体晶圆处理中，将集成电路形成于由硅或其他半导体材料所组成的晶圆(亦被称作基板)上。通常，会利用半导电、导电或绝缘的不同的材料层来形成集成电路。使用各种公知处理来掺杂、沉积及蚀刻这些材料，以形成集成电路。处理每一晶圆以形成大量含有集成电路的个别区域，所述个别区域即为所知的管芯(die)。

在形成集成电路的处理之后，“切割”晶圆以将个别管芯彼此分离以进行封装，或者在较大的电路内以未封装的形式使用。用于晶圆切割的两种主要技术是划线及锯切。藉由划线，金刚石尖头划线器沿预成形的划割线移动越过晶圆表面。这些划割线沿管芯之间的间隔延伸。这些间隔通常被称作“切割道(street)”。金刚石划线器沿着切割道在晶圆表面中形成浅划痕。在施加压力后，诸如以滚轴来施加压力，晶圆沿着划割线分开。晶圆的断裂会循着晶圆基板的晶格结构。划线可用于厚度约10密耳(千分之一英寸)或更小的晶圆。对于较厚的晶圆而言，目前锯切是较佳的切割方法。

藉由锯切，以每分钟高转数旋转的金刚石尖头锯接触晶圆表面，并沿切割道锯切晶圆。晶圆被安装于诸如薄膜框架上伸展的粘合薄膜的支撑构件上，且锯反复施加于垂直切割道与水平切割道两者。划线或锯切的一个问题是：切屑及凿孔(gouge)可沿着所述管芯的切断边缘而形成。此外，裂纹可由所述些管芯的边缘形成并前进至基板中，致使集成电路失效。特别是划线会有切削和破裂的问题，因为正方形或矩形管芯仅有一侧可沿着结晶结构<110>方向被划线。因此，所述管芯另一侧的劈裂会产生锯齿状的分隔线。由于切削及破裂，所以晶圆上的管芯之间需要额外间隔，以防止集成电路损坏，例如，将切屑及裂纹和实际集成电路保持一定距离。间隔的要求导致在标准尺寸晶圆上无法形成尽可能多的管芯，且浪费了原本可用于电路的晶圆面积(real estate)。使用锯加重半导体晶圆上的晶圆空间的浪费。锯刃约15微米厚。因此，为了确保由锯所造成的切口周围的裂纹及其他损坏不损伤集成电路，常须将每一管芯中的电路分隔三百至五百微米。另外，在切割后，每一管芯需要实质上的清洁，以移除由锯切处理所产生的微粒及其他污染物。

等离子体切割也已经被使用，但也同样具有局限性。举例而言，成本可为阻碍等离子体切割实施的一个局限。用于图案化抗蚀剂的标准光刻操作可能导致实施成本过高。另一个可能阻碍实施等离子体切割的局限为，在沿切割道切割中对常见金属(例如铜)的等离子体处理可能造成生产问题或产量的限制。

发明内容

本发明的实施例包含切割半导体晶圆的方法，其中每一晶圆在所述晶圆上具有多个集成电路。

在实施例中，切割具有多个集成电路的半导体晶圆的方法包括：在所述半导体晶圆上方形成掩模，所述掩模由覆盖及保护所述集成电路的一层所组成。然后以分裂束激光划线处理将所述掩模图案化，以提供具有多个间隙的经图案化的掩模，从而曝露位于所述集成电路之间的所述半导体晶圆的区域。接着透过在所述经图案化的掩模中的所述间隙，蚀刻所述半导体晶圆以单分所述些集成电路。

在另一实施例中，切割具有多个集成电路的半导体晶圆的方法包括：在所述半导体晶圆上方形成掩模，所述掩模由覆盖及保护所述些集成电路的一层所组成。然后以分裂束激光划线处理将所述掩模图案化，以提供具有多个间隙的经图案化的掩模，从而曝露位于所述集成电路之间所述半导体晶圆的区域。所述分裂束激光划线处理包括将激光光束分裂成M×N点的阵列，其中，M及N两者皆大于1。透过所述经图案化的掩模中的所述间隙单分所述集成电路。

在又一实施例中，用来切割半导体晶圆的系统包括工厂界面。激光划线设备耦接于所述工厂界面，且包括激光，所述激光耦接于分束器。等离子体蚀刻腔室也耦接于所述工厂界面。

附图说明

图1为示出依据本发明的实施例的切割半导体晶圆方法的操作流程图，所述半导体晶圆具有多个集成电路。

图2A图示依据本发明实施例的在执行切割半导体晶圆的方法时具有多个集成电路的半导体晶圆的横截面图，所述横截面图对应于图1的流程图的操作102。

图2B图示依据本发明实施例的在执行切割半导体晶圆的方法时具有多个集成电路的半导体晶圆的横截面图，所述横截面图对应于图1的流程图的操作104。