[发明专利]使用双面UV可固化胶膜的激光与等离子体蚀刻晶圆切割

说明书

优先权

此申请案为正式申请案并主张享有2012年6月29号申请的美国专利临时申请案第61/666,566号的优先权，本案以引用方式并入该临时申请案的全部内容以供各项目的之用。

背景

1)领域

本发明实施例是关于半导体处理领域，特别是关于切割半导体晶圆的方法，且在每个晶圆的上方具有多个集成电路。

2)相关技术描述

在半导体晶圆处理中，集成电路是形成在由硅或其它半导体材料所组成的晶圆(亦称为基板)上。通常使用半导电性、导电性或绝缘性的各种材料层来形成集成电路。使用各种已知的工艺掺杂、沉积和蚀刻这些材料以形成集成电路。每个晶圆经过处理而形成数量庞大且包含集成电路的个别区域，这些区域又称为晶粒(dice或dies)。

在集成电路形成工艺之后，将该晶圆“切割成小块(diced)”而使个别的晶粒彼此分开以用于进行封装或以未封装的形式用于较大电路中。晶圆切割的两种主要技术是划线法(scribing)及锯切法(sawing)。使用划线法时，使钻石头刻刀沿着预先形成的划线在晶圆表面上移动。这些划线沿着该等晶粒之间的间隔延伸。此等间隔通常称为“街道(street)”。钻石头刻刀沿该等街道在晶圆表面上形成浅刻痕。在例如利用滚子施加压力之后，该晶圆沿着该等划线分开。该晶圆中的裂缝会顺着晶圆基板的晶格结构行进。划线法可用于厚度约10密耳(mil，千分之一英寸)或以下的晶圆。锯切法是目前用于切割较厚晶圆的较佳方法。

使用锯切法时，钻石头锯片以高转速(rpm)旋转接触该晶圆表面并沿着街道锯切该晶圆。该晶圆安装在支撑构件上(例如安装在紧箍于膜框架上的胶膜上)，且该锯片重复施用于垂直及水平街道。划线法或锯切法的其中一个问题是会沿着晶粒的切割边缘形成碎片(chips)和凿口(gouges)。此外，可能形成裂纹，且裂纹可从晶粒的边缘扩展至基板内并导致集成电路无法运作。由于方形或矩形晶粒仅有一面能依结晶结构的方向划线，故划线法的碎片和裂纹问题尤其明显。因此，使晶粒另一面裂开的动作会产生锯齿状的分割线。由于具有碎片和裂纹，因此晶圆上的该等晶粒之间常常需要额外的间隔(spacing)以避免损伤集成电路。此种额外的间隔能使碎片和裂纹与实际的集成电路保持距离。由于需要间隔，使得在标准尺寸的晶圆上可能无法形成如此多的晶粒，且浪费可能用来形成电路的晶圆实际基板面(wafer real estate)。使用锯片会让半导体晶圆上实际基板面的浪费情况恶化。典型锯片刀刃的厚度大约15微米。也因此，为了确保锯片所造成的切口周围的裂纹和其它损伤不会损害到集成电路，通常需使每个晶粒的电路相隔300至500微米。再者，于切割之后，需要着重清洗每个晶粒以去除锯切工艺中所产生的粒子和其它污染物。

亦曾使用等离子体切割法，但同样具有诸多限制。例如，妨碍实施等离子体切割法的其中一个限制可能是成本。用来图案化光阻的标准微影术可能实施成本过高。可能妨碍实施等离子体切割法的另一个限制是在沿着街道进行切割时使用等离子体处理常遇到的金属(例如，铜)可能发生生产问题或产量限制。

概要

本发明实施例系关于使用UV可固化胶膜进行激光与等离子体蚀刻晶圆切割。在一实施例中，切割包含多个集成电路的晶圆的方法包括在该半导体晶圆上方形成掩模(mask)。该掩模覆盖且保护该等集成电路。该掩模亦可覆盖并保护任何从集成电路突出的凸块。该方法包括使用双面紫外光可固化(UV可固化；UV-curable)胶膜使该已掩模晶圆与载体基板耦合(或将该已掩模晶圆固定于载体基板)。该方法进一步包括使用激光划线工艺对该掩模进行图案化以提供具有缝隙的图案化掩模。该等缝隙暴露出该半导体晶圆介于该等集成电路之间的区域。该方法包括通过该图案化掩模中的缝隙而蚀刻该已激光划线的半导体晶圆以形成已切割的集成电路。该方法进一步包括使用UV光照射该UV可固化胶膜，该UV光足以使该UV可固化胶膜的第一面固化并允许该等已切割的集成电路脱离该UV可固化胶膜。

在一实施例中，切割包含多个集成电路的半导体晶圆的方法包括利用双面UV可固化胶膜使已掩模的结晶硅基板与载体基板耦合。以激光划线工艺将该掩模图案化，且使至少二氧化硅层、低介电常数(K)材料层及铜层图案化以暴露出该硅基板介于该等集成电路之间的区域。该方法包括蚀刻该硅基板以穿透该等暴露出的区域而形成已切割的集成电路。该方法进一步包括在固化第二胶面之前，使用紫外(UV)光照射该UV可固化胶膜以固化第一胶面。该方法包括使该等已切割的集成电路脱离该UV可固化胶膜的已固化面。