[发明专利]用于制造半导体器件和切割道的方法

说明书

在衬底(102)中制造半导体器件(100)的方法，该方法包括：‑将中间掩模的图案光刻到衬底的一部分上，该中间掩模的图案限定半导体器件的第一元件，多次重复对图案的曝光以限定所有器件；‑在所有衬底上对蚀刻掩模的图案进行光刻；‑将光刻图案蚀刻到衬底厚度的一部分中，其中，环绕器件的第一切割道(130)被包含在蚀刻掩模和/或中间掩模的图案中，并且对蚀刻掩模进行光刻限定了第二切割道(140)，第二切割道由衬底(102)的边缘的预定断裂线限定，并且该方法进一步包括通过第一切割道和第二切割道用激光束照射衬底的步骤。

技术领域

本发明涉及批量制造半导体器件或芯片、特别是例如块体上的MEMS(微机电系统)器件和/或NEMS(纳米机电系统)器件或诸如SOI(绝缘体上硅)或BSOI(绝缘体上键合硅)的绝缘体上半导体、衬底或晶片的领域。

背景技术

衬底通常具有标准化的尺寸(4”、8”、12”等)，厚度为几百微米。在在洁净室中批量制造器件的步骤(沉积、蚀刻、掺杂等)之后，在这些衬底中制造半导体器件期间，衬底经历的主要步骤之一包括对衬底进行切割，以使器件彼此分离，从而获得单独的芯片。通常，在该切割后获得的器件具有微米级、毫米级或甚至厘米级的外部尺寸。

存在用于执行该衬底切割的各种技术。

这些技术中的第一种包括用圆形金刚石锯锯割衬底。这种切割技术具有许多优点。这种切割技术相对较快(针对每条切割线锯割单次)，并且即使衬底的高度沿着切割道变化或如果在该切割道上有金属化区域，也能够产生切割线。特别地，这种切割技术还能够通过同时穿过制造器件所在的区域和其上没有制造出器件的衬底的边缘，在单次锯割期间沿着衬底的整个长度对衬底进行切割。

但是，这种类型的锯切需要用于冷却和移除切割产生的残留物的装置。这些需求通常是通过高压水射流来满足的，由于存在由这些高压水射流造成的破裂和/或“粘附”(器件的可移动元件的粘附)的风险，因此该切割技术不适用于切割其上的器件没有受到例如WLP封盖(晶圆级封装)的保护的衬底。最后，衬底的锯切只能使直线切割线一直穿过衬底。

另一种切割技术包括通过烧蚀对衬底进行激光切割。激光的使用能够克服锯切的一些固有缺陷。首先，这种切割技术使得能够产生除了直线图案以外的切割图案。此外，这种切割技术不需要任何冷却装置。然而，由于由激光切割产生的颗粒再沉积在切割后的衬底上，因此存在切割后的衬底被污染的风险。因此，这种技术也不适用于切割包括未保护的可移动器件的衬底。

还有一种特殊的激光切割技术，被称为“隐形切割”或通过硅非晶化进行的激光切割，这种技术可消除由颗粒的再沉积而产生的污染风险，颗粒的再沉积是通过烧蚀进行激光切割的特征。已经在其上通过实施沉积、光刻、蚀刻等步骤产生器件的待切割的衬底被放置在拉伸膜上。然后，使用激光束在该光束的焦点处局部修改待切割的衬底的半导体的晶体结构。由于被照亮的半导体在晶体环境中变成局部非晶态，因此应力集中出现在该位置并因微裂纹而释放。激光束沿着切割道在衬底的不同深度处的多次通过使得弱化线或裂纹线能够形成贯穿衬底的整个厚度。在衬底中产生所有所需的弱化线之后，对衬底沉积在其上的拉伸膜进行各向同性地拉伸，这也对衬底进行了拉伸。这种拉伸在器件之间的弱化线处产生了几十微米的空间，使得可以将器件收集起来。如果需要，这种拉伸使得可以在切割未完成的位置处通过劈开来完成激光切割。

对于包括MEMS器件和/或NEMS器件的SOI(绝缘体上硅)衬底，衬底的元件(特别是可移动元件)在衬底的硅活性层或表面层中产生，通过将这些切割道包括在用于形成器件元件的蚀刻掩模的图案中，可以将切割道与器件元件同时蚀刻在活性层中。这通过半导体活性层形成可被激光束使用的通路，以便更容易地到达衬底的支撑层或夹持层，并沿着切割道改变衬底的晶体结构。