[发明专利]制造微电子装置的方法以及相关的工具和设备

说明书

本申请涉及一种制造微电子装置的方法以及相关的工具和设备。所述方法可以包括在晶片的第一表面上形成布线层。所述方法还可以包括通过将激光聚焦在所述晶片的内部部分上而沿着所述晶片的每个微电子装置的分离区域形成改性层。所述方法还可以包括从所述晶片的第二表面去除材料。可以将所述晶片冷却到这样的温度，在所述温度下，在从所述晶片的所述第二表面去除所述材料的同时，延伸穿过所述分离区域的低介电常数层是易碎的。所述方法可以进一步包括沿着所述分离区域分离所述晶片以形成分离的微电子装置。

优先权要求

本申请要求于2019年12月27日提交的美国专利申请案序列号第16/728,374号的，题为“制造微电子装置的方法以及相关工具和设备(Method of ManufacturingMicroelectronic Devices，Related Tools and Apparatus)”的申请日的权益。

技术领域

本公开的实施例涉及一种制造微电子装置的方法。具体地，一些实施例涉及将晶片分离成微电子装置的方法，以及相关的工具和设备。

背景技术

微电子装置(例如半导体裸片)可以通过在晶片的有源表面上和上方选择性沉积、去除和处理导电材料、半导电材料和绝缘材料来制造。可以在单个晶片上的微电子装置位置的行和列的阵列中制造数百甚至数千个微电子装置。在晶片上制造微电子装置之后，晶片可以被分离，也被表征为沿着在单独的微电子装置位置之间限定的划线(例如，道)“单个化”成单独的微电子装置。

微电子装置通常用于例如移动电话、平板电脑、计算机、膝上型电脑等的消费电子产品，以及服务器和汽车及工业应用中。随着消费电子制造商继续生产更小并且更薄的消费电子产品，同时要求更高的性能和更高的电路密度，微电子装置已经变得更小并且更薄以适应这些要求。然而，随着微电子装置变得更小并且更薄，在分离工艺中沿着划线在微电子装置的边缘处和边缘附近引入的不规则性已经成为关于产量和死亡率方面的重要问题。这个问题部分地由于引入低k(k≈1)介电材料以增强集成电路的缩放而出现，因为导体和部件变得更小、更薄并且彼此更加接近。常规的绝缘电介质例如二氧化硅在没有电荷积累和串扰的情况下不能足够薄。另一方面，所期望厚度的低k电介质减小了寄生电容、消除了串扰，并且能够实现更快的开关速度。然而，通常使用的聚合物低k电介质，例如聚酰亚胺、聚降冰片烯、苯并环丁烯(BCB)和聚四氟乙烯(PTFE)具有机械强度低、热膨胀系数(CTE)与微电子装置的其它材料不匹配和缺乏热稳定性的缺点。

发明内容

本公开的一些实施例可以包括一种形成微电子装置的方法。所述方法可以包括支撑半导体晶片，所述半导体晶片在其有源表面上方包含微电子装置的，所述微电子装置包括低k介电材料。所述方法可以进一步包括沿着相邻微电子装置之间的划线从半导体晶片的背面将激光束扫描到半导体晶片中，其中激光的焦点位于半导体晶片内的一定深度处。所述方法还可以包括将半导体晶片冷却到低k介电材料易碎的温度。所述方法可以进一步包括从冷却的半导体晶片的背面去除材料并且引起微电子装置沿着划线分离。

本公开的另一实施例可以包括将晶片分离成微电子装置的方法。所述方法可以包括沿着分离单独的微电子装置位置的划线在晶片的内部部分上扫描激光束，以靠近激光束的焦点并且与晶片的有源表面隔开地形成半导体材料的弱化区域。所述方法可以进一步包括在保持晶片处于冷却状态的同时机械地减薄晶片。所述方法还可以包括响应于在保持晶片处于冷却状态的同时的机械减薄，沿着划线将晶片分离成分离的微电子装置。

本公开的另一实施例可以包括用于减薄晶片的设备。所述设备可以包括晶片固定工具，所述晶片固定工具包含用于在其上安装半导体晶片的台。所述设备可以进一步包括冷却设备，所述冷却设备可操作地耦合到晶片固定工具，所述冷却设备用于将安装在晶片固定工具上的半导体晶片冷却并且保持在约5摄氏度至-10摄氏度之间的温度。所述设备还可以包括材料去除工具，所述材料去除工具被配置和定位成从安装到晶片固定工具的台的半导体晶片机械地去除材料。