用于使用激光及等離子體蝕刻的晶圓切割的均勻遮蔽的制作方法
【專利摘要】本文描述了用于使用激光及等離子體蝕刻的晶圓切割的均勻遮蔽。在實例中，一種切割具有數(shù)個具有凸塊或立柱的集成電路的半導體晶圓的方法包括以下步驟：在半導體晶圓之上均勻地旋涂遮罩，該遮罩由覆蓋及保護集成電路的層所組成。然后，利用激光劃割工藝圖案化該遮罩，以提供具有間隙的已圖案化遮罩，從而曝露集成電路之間的半導體晶圓的區(qū)域。然后，經(jīng)由已圖案化遮罩中的間隙蝕刻半導體晶圓，以分割集成電路。
【專利說明】用于使用激光及等離子體蝕刻的晶圓切割的均勻遮蔽
[0001] 相關案件的交叉引用
[0002] 本申請案主張申請于2012年7月10日的美國臨時申請案第61/669,870號的權(quán) 益，該案的全部內(nèi)容在此以引用的方式并入本文。

【技術(shù)領域】
[0003] 本發(fā)明的實施例是關于半導體處理領域，且特定而言，是關于切割半導體晶圓的 方法，每一晶圓之上具數(shù)個集成電路。

【背景技術(shù)】
[0004] 在半導體晶圓處理中，集成電路在由硅或其他半導體材料所組成的晶圓（亦被稱 作基板）之上形成。一般而言，集成電路利用各種材料層而得以形成，該等材料為半導電、 導電，或絕緣。使用各種眾所熟知的工藝而摻雜、沉積，及蝕刻該等材料以形成集成電路。每 一晶圓經(jīng)處理以形成大量含有集成電路的單個區(qū)域，該等單個區(qū)域稱為晶粒。
[0005] 遵循集成電路的形成工藝操作，晶圓經(jīng)"切割"以將單個晶粒與彼此分離以便封裝 或在較大電路內(nèi)以未封裝的形式使用。用于晶圓切割的兩種主要技術(shù)是劃割及鋸切。利用 劃割，將鑲金剛石劃片沿預形成劃割線移動經(jīng)過整個晶圓表面。該等劃割線沿晶粒之間的 空間而延伸。該等空間通常被稱作"街道"。金剛石劃片沿街道（street)在晶圓表面中形 成淺刮痕。在諸如使用輥輪施加壓力之后，晶圓沿劃割線分離。晶圓中的斷裂處遵循晶圓 基板的晶格結(jié)構(gòu)。劃割可用于厚度約為或小于10密耳（千分之一英寸）的晶圓。對于較 厚的晶圓而言，鋸切是目前較佳的切割方法。
[0006] 利用鋸切，以較高的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)的鑲金剛石鋸接觸晶圓表面，并沿街道鋸切 晶圓。將晶圓安裝在支撐構(gòu)件上，該支撐構(gòu)件諸如在整個薄膜框上拉伸的黏合薄膜，并將該 鋸反復應用于垂直及水平街道。劃割或鋸切的一個問題為可沿晶粒的斷裂邊緣形成卷屑及 槽。此外，可形成裂紋，且該等裂紋可自晶粒邊緣擴展至基板內(nèi)，并使集成電路無法操作。特 定言之，卷屑及破裂是劃割所具有的問題，因為僅可對方形或矩形晶粒的一側(cè)按晶體結(jié)構(gòu) 的〈11〇>方向劃割。由此，晶粒另一側(cè)的斷裂產(chǎn)生鋸齒狀分離線。由于卷屑及破裂，在晶圓 上的晶粒之間需要額外間距，以防止損傷集成電路，例如，使卷屑及裂紋與實際集成電路保 持距離。對間隔的要求導致眾多晶粒無法在具有標準尺寸的晶圓之上形成，并浪費了本可 用于電路的晶圓面積。使用鋸加重了半導體晶圓上的面積的浪費。鋸刃的厚度約為15微 米。因而，為確保由鋸制造的切口周圍的破裂及其他損傷不損害集成電路，通常必須將每一 晶粒的電路分離三百微米至五百微米。而且，在切割之后，每個晶粒需要大量清洗以移除產(chǎn) 生自鋸切工藝的顆粒及其他污染物。
[0007] 亦已經(jīng)使用等離子體切割，但該方法亦可能存在限制。舉例而言，阻礙等離子體切 割的實施的一個限制可能為成本。用于圖案化抗蝕劑的標準平版印刷術(shù)操作可使實施成本 過高。可能阻礙等離子體切割的實施的另一限制是在沿街道切割常見金屬（例如，銅）時 對該等常見金屬的等離子體處理可能出現(xiàn)生產(chǎn)問題或產(chǎn)量極限。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的實施例包括切割半導體晶圓的方法，每一晶圓之上具有數(shù)個集成電路。
[0009] 在實施例中，切割具有數(shù)個集成電路（該等集成電路具有凸塊或立柱）的半導體 晶圓的方法包括以下步驟：在半導體晶圓之上均勻地旋涂遮罩，該遮罩由覆蓋及保護集成 電路的層所組成。然后，利用激光劃割工藝圖案化該遮罩，以提供具有間隙的已圖案化的遮 罩，從而曝露集成電路之間的半導體晶圓區(qū)域。然后，經(jīng)由已圖案化的遮罩中的該等間隙蝕 刻該半導體晶圓，以分割集成電路。
[0010] 在實施例中，用于切割具有數(shù)個集成電路的半導體晶圓的系統(tǒng)包括工廠界面。激 光劃割設備與工廠界面耦接。等離子體蝕刻腔室與工廠界面耦接。沉積室與工廠界面耦接。 沉積室用于在半導體晶圓之上均勻地旋涂遮罩。
[0011] 在實施例中，切割具有數(shù)個集成電路的半導體晶圓的方法涉及在硅基板之上均勻 地旋涂遮罩。遮罩由覆蓋及保護安置在硅基板上的集成電路的層所組成。集成電路包括金 屬凸塊或立柱，該等凸塊或立柱安置在低介電常數(shù)材料層之上。該方法亦涉及用激光劃割 工藝圖案化遮罩及低介電常數(shù)材料層，以曝露集成電路之間的硅基板的區(qū)域。該方法亦涉 及經(jīng)由曝露區(qū)域蝕刻硅基板，以形成經(jīng)分割集成電路。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的待切割的半導體晶圓的頂部平面圖。
[0013] 圖2圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的待切割的半導體晶圓的頂部平面圖，該晶圓上具 有已形成的切割遮罩。
[0014] 圖3是流程圖，該圖圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的一種切割包括數(shù)個集成電路的半 導體晶圓的方法中的操作步驟。
[0015] 圖4A至4G圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例，在對包括數(shù)個集成電路的半導體晶圓執(zhí)行 切割方法期間，該半導體晶圓的橫截面視圖。
[0016] 圖5圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例使用處于飛秒范圍內(nèi)的激光脈沖的效應與使用較 長的脈沖時間的效應的對比。
[0017] 圖6圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例可用在半導體晶圓或基板的街道區(qū)域中的材料堆 迭的橫截面視圖。
[0018] 圖7包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的吸收系數(shù)圖，該吸收系數(shù)為晶體硅（C-Si)、銅 (Cu)、晶體二氧化硅（c-Si02)，及非晶二氧化硅（a-Si02)的光子能的函數(shù)。
[0019] 圖8是方程式，該方程式顯示給定激光的激光強度作為激光脈沖能、激光脈寬，及 激光束半徑的函數(shù)的關系。
[0020] 圖9A至9D圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的一種切割半導體晶圓的方法中的各個操作 步驟的橫截面視圖。
[0021] 圖10圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例通過使用更窄的街道實現(xiàn)半導體晶圓上的緊湊與 使用可能受限于最小寬度的習知切割的對比。
[0022] 圖11圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的自由形式集成電路排列，該排列允許更緊密的 充填，因此，與網(wǎng)格對準方法對比，該排列允許每一晶圓上容納更多晶粒。
[0023] 圖12圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例用于晶圓或基板的激光及等離子體切割的工具布 置的方塊圖。
[0024] 圖13圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性電腦系統(tǒng)的方塊圖。

【具體實施方式】
[0025] 本文描述切割半導體晶圓的方法，每一晶圓上具有數(shù)個集成電路。下文的描述中 介紹眾多特定細節(jié)，諸如，基于飛秒的激光劃割及等離子體蝕刻條件及材料狀態(tài)，以便提供 對本發(fā)明的實施例的完全理解。熟習該項技術(shù)者將顯而易見，本發(fā)明的實施例可在無需該 等特定細節(jié)的情況下得以實施。在其他情況中，并未詳細描述諸如集成電路制造的眾所熟 知的方面，以免無謂地使本發(fā)明的實施例模糊不明。而且，應理解，圖式中所示的各種實施 例僅為說明性圖式，并非一定按比例繪制。
[0026] 可實施涉及初始激光劃割及后續(xù)等離子體蝕刻的混合式晶圓或基板切割工藝，用 于晶粒分割?？墒褂眉す鈩澑罟に囈郧鍧嵉匾瞥谡謱?、有機及無機介電層，及裝置層。然 后，在晶圓或基板的曝露或部分蝕刻之后，可終止激光蝕刻處理。然后，可采用切割工藝中 的等離子體蝕刻部分以蝕刻貫穿塊狀晶圓或基板，諸如，貫穿塊狀單晶體硅，以得到晶粒或 晶片的分割或切割。
[0027] 本文所述的一或更多個實施例是針對用于在凸塊/金屬立柱及用于晶圓切割的 鋸道/晶圓區(qū)域上均勻遮蔽的旋涂方法。在集成電路晶片的分割階段，集成電路晶片通常 在晶粒表面上帶有聚合物薄膜層（例如，聚酰亞胺）以達到消除應力及遮蔽凸塊墊的周圍 的目的。因此，對于激光劃割加等離子體蝕刻切割的處理而言，通常需要在經(jīng)受分割的晶圓 頂部之上增加遮罩層。此種遮罩層在分割之后將有可能被移除。然而，該移除可在不損傷 或污染集成電路晶片上的任何預先存在的聚合物層及凸塊墊的情況下得以實施。
[0028] 除了上述對遮蔽材料的可能需求之外，在凸塊/金屬立柱頂部上的遮罩材料的涂 層厚度與在切割街道上的遮罩材料的涂層厚度之間達到平衡可能非常困難。使用習知的旋 涂處理時，在切割街道上涂布的遮罩材料與在凸塊/金屬立柱頂部部分涂布的遮罩材料相 比通常更厚。為使在蝕刻工藝之前得以執(zhí)行的激光劃割工藝達到更高產(chǎn)量，及為在激光劃 割期間達到最大的材料切除量，可能需要等形性更高的涂層。然而，可能需要開發(fā)旋涂工藝 以提供均勻涂布。
[0029] 習知的晶圓切割方法包括基于純機械分離的金剛石鋸切割、初始激光劃割及后續(xù) 金剛石鋸切割，或毫微秒或皮秒激光切割。對于薄晶圓或薄基板的分割，諸如，厚度為50微 米的塊狀硅的分割，習知方法僅得到較差的工藝品質(zhì)。當從薄晶圓或薄基板分割晶粒時可 能面對的一些困難可能包括微裂形成或在不同層之間的分層、無機介電層的卷屑、保持嚴 格的鋸口寬度控制，或精確的切除深度控制。本發(fā)明的實施例包括一種混合式激光劃割及 等離子體蝕刻晶粒分割方法，該方法對解決上述困難中的一或更多者可能十分有用。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，使用激光劃割（例如，基于飛秒的激光劃割）與等離子體蝕 刻的組合將半導體晶圓切割至個體化或分割的集成電路。在一個實施例中，基于飛秒的激 光劃割作為基本上（如非全部）非熱工藝而使用。舉例而言，基于飛秒的激光劃割經(jīng)確定 位置可不含有熱損傷區(qū)域或僅含有可忽略的熱損傷區(qū)域。在實施例中，使用本文中的方法 以分割具有超低介電系數(shù)薄膜的集成電路。利用習知的切割，可需要放慢鋸的速度以適應 此種低介電系數(shù)薄膜。而且，目前經(jīng)常在切割之前使半導體晶圓變薄。因而，在實施例中， 遮罩圖案化及利用基于飛秒的激光的部分晶圓劃割及隨后的等離子體蝕刻工藝的組合目 前十分實用。在一個實施例中，利用激光的直接刻畫可消除對光抗蝕層的平版印刷術(shù)圖案 化操作的需求，且實施成本極低。在一個實施例中，使用貫穿通孔類型的硅蝕刻以在等離子 體蝕刻環(huán)境中完成切割工藝。
[0031] 由此，在本發(fā)明的方面中，可使用基于飛秒的激光劃割與等離子體蝕刻的組合將 半導體晶圓切割至分割的集成電路。圖1圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的待切割的半導體晶圓 的頂部平面圖。圖2圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的待切割的半導體晶圓的頂部平面圖，該晶 圓上具有已形成的切割遮罩。
[0032] 請參看圖1，半導體晶圓100具有數(shù)個包括集成電路的區(qū)域102。該等區(qū)域102通 過垂直街道104及水平街道106而分離。街道104及街道106是半導體晶圓中的不含有集 成電路的區(qū)域，且該等街道經(jīng)設計作為切割晶圓時將沿著的位置。本發(fā)明的一些實施例涉 及使用基于飛秒的激光劃割及等離子體蝕刻技術(shù)組合以沿街道貫穿半導體晶圓切割溝槽， 以便將晶粒分離成為單個晶片或晶粒。由于激光劃割及等離子體蝕刻工藝皆獨立于晶體結(jié) 構(gòu)的方向，因此，待切割的半導體晶圓的晶體結(jié)構(gòu)對于實現(xiàn)貫穿晶圓的垂直溝槽而言并不 重要。
[0033] 請參看圖2,半導體晶圓100具有遮罩200,該遮罩沉積在半導體晶圓100之上。 在一個實施例中，旋涂該遮罩以達到厚度約為20-150微米的層。利用激光劃割工藝圖案化 遮罩200及半導體晶圓100的一部分，以沿街道104及街道106界定位置（例如，間隙202 及間隙204)，該等街道104及街道106為切割半導體晶圓100時將沿著的位置。通過遮罩 200覆蓋及保護半導體晶圓100的集成電路區(qū)域。遮罩200的區(qū)域206的定位使得在后續(xù) 的蝕刻工藝期間，該等集成電路不因該蝕刻處理而降級。水平間隙204及垂直間隙202在 區(qū)域206之間形成以界定在蝕刻工藝期間將被蝕刻的區(qū)域，以便最終切割半導體晶圓100。
[0034] 圖3是流程圖300,該圖圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的一種切割包括數(shù)個集成電路 的半導體晶圓的方法中的操作步驟。圖4A至圖4G圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例，在對應于流 程圖300中的操作步驟對包括數(shù)個集成電路的半導體晶圓執(zhí)行切割方法期間，該半導體晶 圓的橫截面視圖。
[0035] 請參看流程圖300的操作步驟302,及相應的圖4A至圖4D，遮罩402在半導體晶 圓或基板404之上形成。遮罩402由覆蓋及保護集成電路的層所組成，該等集成電路包括 在半導體晶圓404的表面上形成的金屬凸塊或立柱499。特定而言，在實施例中，請參看圖 4A，300毫米晶圓404由真空晶圓卡盤498夾持固定。手動施配或自動施配遮罩形成材料 (例如，涂布材料）490,如圖4B中所繪示。請參看圖4C，例如使用機器控制軟件的方式來執(zhí) 行真空晶圓卡盤498的順時針480及反時針481旋轉(zhuǎn)。由此，將遮罩形成材料490均勻地 施配在晶圓404的頂表面上以提供均勻的遮罩涂層495,如圖4D中所繪示。均勻的遮罩涂 層495與在晶圓404表面上的鋸街、晶圓區(qū)域及凸塊/立柱499均勻一致（例如，完全或基 本上等形）。
[0036] 由此，在實施例中，提供一種實現(xiàn)凸塊/金屬立柱及鋸街/晶圓區(qū)域上的均勻遮蔽 的旋涂方法。在一或更多個實施例中，此種遮罩層能夠?qū)崿F(xiàn)多達500微米的蝕刻深度，適用 于薄晶圓（薄膜+框架）的情況、適用于預薄化的情況、利用激光提供后續(xù)的清潔切除、適 用在聚酰亞胺（PI)或模制化合物上、可在無需氧化凸塊/立柱的情況下被移除、可在無需 改變下層的特性的情況下被移除，及/或在凸塊/金屬立柱頂部及鋸街上具有均勻的厚度。
[0037] 在實施例中，凸塊/金屬立柱晶圓上涂覆的遮罩層在施配及形成等形層后已為晶 粒分割做好準備。相比而言，例如，金剛石鋸、激光劃割等的習知的晶粒分割方法使用單步 驟晶粒分割，在該分割中，在執(zhí)行晶粒分割之前旋涂薄保護材料以保護凸塊/金屬立柱。在 該等方法中，此需求并非必需：具有均勻的保護涂層，而非僅提供任何厚度及構(gòu)形的保護 層。遮罩材料在凸塊/金屬立柱頂部之上與在鋸街上相比的不均勻分配不導致該種習知的 切割操作中的可量測差異。另一方面，根據(jù)本文所述的實施例，激光劃割及等離子體蝕刻工 藝一般涉及經(jīng)受等離子體蝕刻工藝的經(jīng)激光劃割晶圓。在該操作的等離子體蝕刻工藝部分 期間，所用的蝕刻劑蝕刻鋸街上的硅晶圓以分割單個晶粒，并消耗一般與凸塊/金屬立柱 頂部及鋸街所用遮罩材料相等用量的遮罩材料。在一個實施例中，使用旋涂方法以在兩個 位置皆提供均衡的遮罩材料，亦在圓形凸塊/金屬立柱的周圍提供均勻的涂層。
[0038] 在實施例中，按照多種涂層黏度在晶圓及凸塊/立柱表面上提供無氣泡涂層?？?使用手動及自動施配系統(tǒng)在包括凸塊/立柱的晶圓頂部涂布涂層材料，該等涂層材料具有 可能黏度的范圍。習知工業(yè)用途僅涉及順時針或反時針旋轉(zhuǎn)，該等旋轉(zhuǎn)可導致所涂布的材 料在凸塊或立柱周圍的非均勻覆蓋。特定而言，在順時針或反時針旋轉(zhuǎn)期間，發(fā)生離心力作 用于涂層材料。在一個實施例中，使用每圈旋轉(zhuǎn)均具有周期性時間間隔的順時針及反時針 旋轉(zhuǎn)的組合以提供遮蔽材料在凸塊/立柱結(jié)構(gòu)上的均勻涂布。在實施例中，通過使用不同 的旋涂速度及具有不同黏度的涂層材料，可達成不同的遮罩材料厚度。在實施例中，經(jīng)由施 配系統(tǒng)在涂層材料上引入溫度偏置除了影響在晶圓區(qū)域及鋸街上及周圍的涂層均勻性之 夕卜，亦影響在凸塊/金屬立柱結(jié)構(gòu)上及周圍的涂層均勻性。上述遮罩材料的施配及旋涂條 件可適用于具有水溶性及非水溶性的涂層材料。
[0039] 上述均勻涂布方法的優(yōu)勢可包括但不限于以下的一或更多者：在遮罩的功能及工 藝的簡易性之間達到良好平衡的能力，例如，使用水溶性薄膜作為遮罩以便易于在蝕刻后 將遮罩移除；能夠使用常用的低成本水溶性材料的能力；及提供均勻涂布，以用于在激光 加等離子體晶粒分割工藝中在等離子體蝕刻工藝期間保護金屬凸塊/立柱結(jié)構(gòu)的能力。本 文所述的方法亦可適用于需要進行微米及次微米數(shù)量級的均勻涂布的其他半導體制造工 藝。
[0040] 在實施例中，在激光加等離子體晶粒分割工藝的情形下，在例如在300毫米的晶 圓上的約30微米至50微米的銅互連凸塊及高度約50微米的銅立柱上提供均勻的遮罩涂 層。在一實施例中，對于約為30微米至40微米的涂層厚度，所達到的均勻性約為+/-10% (甚至超出構(gòu)形），該均勻性亦可通過改變遮罩材料、化學配方，及在可能的情況下改變溫 度來縮小。在一個實施例中，用于形成均勻遮罩的涂層材料具有水溶性，且不具有感光性。 在特定實施例中，使用基于聚乙烯醇（PVA)的材料（例如，具有固體含量的材料），該材料所 具有的黏度約處于IOOs至IOOOs厘泊的范圍內(nèi)。在一個實施例中，對于具有額外50微米 的凸塊高度的約50微米的晶圓，在激光加等離子體分割工藝中使用約20微米的均勻涂層。 在另一實施例中，對于具有額外50微米的凸塊高度的約500微米的晶圓，在激光加等離子 體切割工藝中使用約35微米的均勻涂層。然而，在后者的情況下，可使用厚度約達150微 米的均勻涂層。在實施例中，每約20-30微米的蝕刻硅消耗約1微米的均勻遮罩涂層。在 實施例中，在激光工藝與蝕刻工藝之間的可選灰消耗約7-8微米的均勻遮罩涂層。
[0041] 請參看圖4E至4G，圖示了切割工藝的蝕刻部分。為方便起見，再次繪示遮罩402 及晶圓404,但不圖示凸塊及立柱。相反，在圖4E中強調(diào)的是介入街道407,該等街道在每 一集成電路406之間形成。然而，應理解，下文的描述中仍設想到凸塊/立柱499及均勻遮 罩涂層495。
[0042] 在實施例中，半導體晶圓或基板404由材料所組成，該材料適于經(jīng)受制造工藝，且 半導體處理層可適合地安置在該材料之上。舉例而言，在一個實施例中，半導體晶圓或基板 404由基于IV族的材料所組成,該材料諸如但不限于晶體娃、鍺或娃/鍺。在特定實施例 中，提供半導體晶圓404包括提供單晶娃基板。在特定實施例中，單晶娃基板慘雜有雜質(zhì)原 子。在另一實施例中，半導體晶圓或基板404由III-V材料組成，諸如（例如）在發(fā)光二極 體（LEDs)的制造中使用的III-V材料基板。
[0043] 在實施例中，在半導體晶圓或基板404上或中安置有作為集成電路406的一部分 的半導體裝置的陣列。此類半導體裝置的實例包括但不限于制造在硅基板中并封裝在介電 層中的存儲器裝置或互補金屬氧化物半導體（CMOS)晶體管。數(shù)個金屬互連可在該等裝置 或晶體管之上，及在周圍的介電層中形成，并可用于電性耦接該等裝置或晶體管以形成集 成電路406。組成街道407的材料可與用于形成集成電路406的彼等材料類似或相同。舉 例而言，街道407可由介電材料層、半導體材料層，及金屬化材料組成。在一個實施例中，街 道407中的一或更多者包括類似于集成電路406的實際裝置的測試裝置。
[0044] 請參看流程圖300的操作步驟304,及相應的圖4F，利用激光劃割工藝圖案化遮罩 402以提供包括間隙410的已圖案化遮罩408,從而曝露集成電路406之間的半導體晶圓或 基板404區(qū)域。因而，使用激光劃割工藝以移除最初形成于集成電路406之間的街道407 的材料。根據(jù)本發(fā)明的實施例，利用基于飛秒的激光劃割工藝圖案化遮罩402的操作包括 形成溝槽412,該等溝槽部分形成于集成電路406之間的半導體晶圓404的區(qū)域內(nèi)，如圖4F 中所繪示。
[0045] 在實施例中，利用激光劃割工藝圖案化遮罩406的操作包括使用激光，該激光具 有處于飛秒范圍內(nèi)的脈寬。特定而言，可使用波長處于可見光譜加紫外線（UV)及紅外線 (IR)范圍（總稱為寬頻帶光譜）內(nèi)的激光以提供基于飛秒的激光，即脈寬在飛秒（1〇_ 15秒） 數(shù)量級的激光。在一個實施例中，切除并非、或基本上并非依波長而定，因此，切除適合于復 合薄膜，該等薄膜諸如遮罩402的薄膜、街道407的薄膜、及在可能的情況下的半導體晶圓 或基板404的一部分的薄膜。
[0046] 圖5圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例使用處于飛秒范圍內(nèi)的激光脈沖的效應與使用較 長頻率的效應的對比。請參看圖5,通過使用脈寬處于飛秒范圍內(nèi)的激光，與使用較長的脈 寬（例如，通孔500B經(jīng)皮秒處理之后得到損傷502B，及通孔500A經(jīng)毫微秒處理之后得到顯 著損傷502A)相比，熱損傷問題得以減緩或消除（例如，通孔500C經(jīng)飛秒處理之后損傷最 小化至無損傷502C)。在通孔500C的形成期間，損傷的消除或減緩可歸因于沒有低能回耦 (看到基于皮秒的激光切除具有低能回耦）或熱平衡（看到基于毫微秒的激光切除具有熱 平衡），如圖5中所繪示。
[0047] 諸如脈寬的激光參數(shù)的選擇對開發(fā)成功的激光劃割及切割工藝而言可能至關重 要，該工藝使卷屑、微裂及分層程度降至最低，以便實現(xiàn)清潔的激光劃割切口。激光劃割切 口越清潔，可在最終晶粒分割時執(zhí)行的蝕刻工藝便可更平滑。在半導體裝置晶圓中通常安 置有具有不同材料類型（例如，導體、絕緣體、半導體）及厚度的眾多功能層。此類材料可 包括但不限于諸如聚合物的有機材料、金屬，或諸如二氧化硅及氮化硅的無機介電質(zhì)。
[0048] 安置在晶圓或基板上的個別集成電路之間的街道可包括與該等集成電路自身類 似或相同的層。舉例而言，圖6圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例可用在半導體晶圓或基板的街道 區(qū)域中的材料堆迭的橫截面視圖。
[0049] 請參看圖6,街道區(qū)域600包括硅基板的頂部部分602、第一二氧化硅層604、第一 蝕刻終止層606、第一低介電常數(shù)介電層608(例如，具有介電常數(shù)，該介電常數(shù)低于二氧 化硅的介電常數(shù)4. 0)、第二蝕刻終止層610、第二低介電常數(shù)介電層612、第三蝕刻終止層 614、無摻雜二氧化娃玻璃（undoped silica glass ;USG)層616、第二二氧化娃層618,及旋 涂式遮罩層620,該等層具有所繪示的相對厚度。銅金屬化材料622安置在第一蝕刻終止層 606與第三蝕刻終止層614之間，并穿過第二蝕刻終止層610。在特定實施例中，第一蝕刻 終止層606、第二蝕刻終止層610及第三蝕刻終止層614由氮化硅所組成，而低介電常數(shù)介 電層608及低介電常數(shù)介電層612則由摻雜碳的氧化娃材料所組成。
[0050] 在習知的激光輻射（諸如，基于毫微秒或基于皮秒的激光輻射）下，街道600的 材料在光學吸收及切除機制方面的特性完全不同。舉例而言，諸如二氧化硅的介電層在正 常條件下對于所有市售激光波長而言基本上為透明。相比而言，金屬、有機物（例如，低介 電常數(shù)材料）及硅可極易于耦合光子，尤其是在回應于基于毫微秒或基于皮秒的激光輻射 的情況下耦合光子。舉例而言，圖7包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的吸收系數(shù)圖700,該吸收 系數(shù)作為晶體硅（c-Si，702)、銅（Cu, 704)、晶體二氧化硅（c-Si02, 706)，及非晶二氧化硅 (a-Si02, 708)的光子能的函數(shù)。圖8是方程式800,該方程式顯示給定激光的激光強度作 為激光脈沖能、激光脈寬，及激光束半徑的函數(shù)的關系。
[0051] 在實施例中，使用方程式800及吸收系數(shù)圖700,可選擇用于基于飛秒激光的工藝 的參數(shù)，以對無機介電質(zhì)及有機介電質(zhì)、金屬，及半導體具有基本上共同的切除效應，即使 該等材料的一般能量吸收特性在某些條件下可能差異很大。舉例而言，二氧化硅的吸收性 為非線性，但在適當?shù)募す馇谐齾?shù)下，該吸收性可能與有機介電質(zhì)、半導體及金屬的吸收 性更為一致。在一個此種實施例中，使用高強度及短脈寬的基于飛秒的激光工藝以切除層 堆迭，該層堆迭包括二氧化硅層及有機介電質(zhì)、半導體或金屬中的一或更多者。在特定實施 例中，在基于飛秒的激光輻射工藝中使用約小于或約等于400飛秒的脈沖以移除遮罩、街 道及硅基板的一部分。
[0052] 相比而言，如果選擇非最佳激光參數(shù)，在涉及無機介電質(zhì)、有機介電質(zhì)、半導體，或 金屬中的兩者或更多者的堆迭結(jié)構(gòu)中，激光切除工藝可導致分層問題。舉例而言，一激光貫 穿高帶隙能量介電質(zhì)（諸如，具有約9eV帶隙的二氧化硅），而無可量測的吸收。然而，下層 的金屬層或硅層則可能吸收激光能，從而導致該金屬層或硅層的顯著汽化。該汽化可產(chǎn)生 高壓以抬起上層二氧化硅介電層，并有可能導致嚴重的層間分層及微裂。在實施例中，盡管 基于皮秒的激光輻射工藝導致復雜材料堆迭中發(fā)生微裂及分層，但基于飛秒的激光輻射工 藝已經(jīng)證實不會導致相同材料堆迭發(fā)生微裂或分層。
[0053] 為了能夠直接切除介電層，可能需要通過具有強吸收性的光子而發(fā)生介電材料的 游離化，以便使該等材料與導電材料具有類似的特性。此吸收可阻隔多數(shù)激光能，以免激光 能在最終切除介電層之前穿透至下層硅層或金屬層。在實施例中，當激光強度高至足以起 動無機介電材料中的光子游離化及沖擊游離化時，該等無機介電質(zhì)的游離化是可行的。
[0054] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，適合的基于飛秒的激光工藝的特性在于峰值強度（輻射照 度）通常導致各種材料中的非線性互動。在一個此種實施例中，飛秒激光源具有約處于10 飛秒至500飛秒范圍內(nèi)的脈寬，但較佳的脈寬處于100飛秒至400飛秒范圍內(nèi)。在一個實 施例中，飛秒激光源具有約處于1570納米至200納米范圍內(nèi)的波長，但較佳的波長處于540 納米至250納米范圍內(nèi)。在一個實施例中，激光及相應的光系統(tǒng)在工作表面提供約處于3 微米至15微米范圍內(nèi)的焦點，但較佳的焦點約處于5微米至10微米范圍內(nèi)。
[0055] 位于工作表面處的空間射束輪廓可為單模（高斯）或具有成型頂帽型輪廓。在實 施例中，激光源具有約處于200kHz至IOMHz范圍內(nèi)的脈沖重復率，但較佳的脈沖重復率約 處于500kHz至5MHz范圍內(nèi)。在實施例中，激光源在工作表面輸送約處于0. 5uJ至IOOuJ 范圍內(nèi)的脈沖能，但較佳的脈沖能約處于IuJ至5uJ范圍內(nèi)。在實施例中，激光劃割工藝以 約處于500毫米/秒至5米/秒范圍內(nèi)的速度沿工作件執(zhí)行，但較佳的速度約處于600毫 米/秒至2米/秒范圍內(nèi)。
[0056] 劃割工藝可僅以執(zhí)行一遍，或執(zhí)行多遍，但在實施例中，較佳執(zhí)行1-2遍。在一個 實施例中，在工作件內(nèi)的劃割深度約處于5微米至50微米范圍內(nèi)，較佳的深度約處于10微 米至20微米范圍內(nèi)?？砂唇o定脈沖重復率以單脈沖串或脈沖猝發(fā)串應用激光。在實施例 中，所產(chǎn)生的激光束截口寬度約處于2微米至15微米范圍內(nèi)，但在硅晶圓劃割/切割中較 佳的截口寬度約處于6微米至10微米范圍內(nèi)，該等寬度在裝置/硅界面處測得。
[0057] 可選擇具有益處及優(yōu)勢的激光參數(shù)，諸如提供高激光強度，該強度足以實現(xiàn)無機 介電質(zhì)（例如，二氧化硅）的游離化并在直接切除無機介電質(zhì)之前將由下層損傷導致的分 層及剝離程度降至最低。此外，可選擇參數(shù)以提供具有精確可控的切除寬度（例如，截口寬 度）及深度的有意義的工業(yè)應用工藝產(chǎn)量。如上所述，與基于皮秒及基于毫微秒的激光切 除工藝相比，基于飛秒的激光更適合于提供該等優(yōu)勢。然而，即使在基于飛秒的激光切除光 譜中，某些波長可提供優(yōu)于其他波長的效能。舉例而言，在一個實施例中，基于飛秒且具有 接近紫外線或處于紫外線范圍內(nèi)的波長的激光工藝與基于飛秒且具有接近紅外線或處于 紅外線范圍內(nèi)的波長的激光工藝相比，提供更清潔的切除工藝。在此特定實施例中，適合于 半導體晶圓或基板劃割的基于飛秒的激光工藝是基于具有約小于或約等于540納米的波 長的激光。在此特定實施例中，使用具有約小于或約等于540納米的波長的激光的脈沖，該 等脈沖約小于或約等于400飛秒。然而，在替代實施例中，使用雙激光波長（例如，紅外線 激光與紫外線激光的組合）。
[0058] 請參看流程圖300的操作步驟306,及相應的圖4G，經(jīng)由已圖案化遮罩408中的間 隙410來蝕刻半導體晶圓404,以分割集成電路406。根據(jù)本發(fā)明的實施例，蝕刻半導體晶 圓404的操作包括蝕刻利用基于飛秒的激光劃割工藝而形成的溝槽412,以最終蝕刻完全 貫穿半導體晶圓404,如圖4G中所繪示。
[0059] 在實施例中，蝕刻半導體晶圓404的操作包括使用等離子體蝕刻工藝。在一個實 施例中，使用透硅通孔類蝕刻工藝。舉例而言，在特定實施例中，對半導體晶圓404的材料 的蝕刻速率大于25微米每分鐘?？稍诰Я７指罟に嚨牡入x子體蝕刻部分中使用超高密度 等離子體源。適合于執(zhí)行此種等離子體蝕刻工藝的處理腔室實例為Applied Centura? Silvia?蝕刻系統(tǒng)，該系統(tǒng)可購自美國加利福尼亞州森尼維耳市的應用材料公司。 Applied Centura? Silvia?蝕刻系統(tǒng)結(jié)合電容式及電感式射頻稱合，從而提供比僅使用電 容式耦合，甚至比利用由磁力增強所提供的改良更為獨立的離子密度及離子能控制。此組 合賦能離子密度與離子能的有效解耦，以便達到相對較高密度的等離子體，且該等離子體 即使在極低壓力下亦不具有可能具有損傷性的高直流偏置電平。此特征使工藝視窗格外 寬。然而，可使用任何能夠蝕刻硅的等離子體蝕刻腔室。在示例性實施例中，使用深層硅蝕 刻以蝕刻單晶體硅基板或晶圓404,所用的蝕刻速率比習知的硅蝕刻速率的高約40%，同 時保持基本上精確的輪廓控制及幾乎無扇形的側(cè)壁。在特定實施例中，使用透硅通孔型蝕 刻工藝。該蝕刻工藝基于由反應氣體所產(chǎn)生的等離子體，該反應氣體一般為基于氟的氣體， 諸如3巧、(^ 8、(：冊34逆2，或任何其他能夠以相對較快的蝕刻速率蝕刻硅的反應物氣體。在 實施例中，在分割工藝之后移除遮罩層408,如圖4G中所繪示。
[0060] 由此，請再次參看流程圖300及圖4A至4F，可通過初始激光切除穿過遮罩層、穿過 晶圓街道（包括金屬化），及部分進入硅基板來執(zhí)行晶圓切割?？蛇x擇處于飛秒范圍內(nèi)的激 光脈寬。然后，可通過后續(xù)的透硅深層等離子體蝕刻來完成晶粒分割。根據(jù)本發(fā)明的實施 例用于切割的材料堆迭的特定實例在下文結(jié)合圖9A-9圖而描述。
[0061] 請參看圖9A，用于混合式激光切除及等離子體蝕刻切割的材料堆迭包括遮罩層 902、裝置層904及基板906。遮罩層、裝置層及基板安置在晶粒黏著薄膜908之上，該薄膜 黏貼在襯帶910上。在實施例中，遮罩層902為旋涂遮罩層，諸如上文中結(jié)合遮罩402描述 的旋涂層。裝置層904包括無機介電層（諸如，二氧化硅），該層安置在一或更多個金屬層 (諸如，銅層）及一或更多個低介電常數(shù)介電層（諸如，摻雜碳的氧化物層）之上。裝置層 904亦包括排列在集成電路之間的街道，該等街道包括與集成電路相同或類似的層?；?906為塊狀單晶體娃基板。
[0062] 在實施例中，在將塊狀單晶體硅基板906黏貼至晶粒黏著薄膜908之前，自背側(cè)使 該硅基板薄化。可通過背側(cè)研磨工藝來執(zhí)行此薄化操作。在一個實施例中，塊狀單晶體硅 基板906經(jīng)薄化至厚度約處于50-100微米范圍內(nèi)。須注意，在實施例中，在激光切除及等 離子體蝕刻切割工藝之前執(zhí)行此薄化操作很重要。在實施例中，旋涂遮罩層902是厚度約 為20-150微米的層，且裝置層904的厚度約處于2-3微米范圍內(nèi)。在實施例中，晶粒黏著 薄膜908 (或能夠?qū)⒔?jīng)薄化或較薄的晶圓或基板黏合至襯帶910的任何適合的替代）的厚 度約為20微米。
[0063] 請參看圖9B，利用基于飛秒的激光劃割工藝912來圖案化遮罩902、裝置層904及 基板906的一部分，以在基板906中形成溝槽914。請參看圖9C，使用透硅深層等離子體蝕 刻工藝916以使溝槽914向下延伸至晶粒黏著薄膜908,從而曝露晶粒黏著薄膜908的頂部 部分，并分割硅基板906。在透硅深層等離子體蝕刻工藝916期間，由旋涂遮罩層902保護 裝置層904。
[0064] 請參看圖9D，分割工藝可進一步包括圖案化晶粒黏著薄膜908,從而曝露襯帶910 的頂部部分，并分割晶粒黏著薄膜908。在實施例中，通過激光工藝或蝕刻工藝來分割晶粒 黏著薄膜。更多實施例可包括隨后自襯帶910移除基板906的經(jīng)分割部分（例如，分割為 個別的集成電路）。在一個實施例中，經(jīng)分割晶粒黏著薄膜908殘留在基板906的經(jīng)分割部 分的背側(cè)上。其他實施例可包括自裝置層904移除旋涂遮罩層902。在替代實施例中，在基 板906比約50微米還薄的情況下，使用激光切除工藝912完全分割基板906,無需使用額外 的等離子體工藝。
[0065] 在分割晶粒黏著薄膜908之后，在實施例中，自裝置層904移除遮蔽層902。在實 施例中，自襯帶910移除經(jīng)分割集成電路以便封裝。在一個此種實施例中，已圖案化的晶粒 黏著薄膜908殘留在每一集成電路的背側(cè)上，并包括在最終封裝之中。然而，在另一實施例 中，已圖案化的晶粒黏著薄膜908在分割工藝期間或在分割工藝之后被移除。
[0066] 請再次參看圖4A至4F，可通過寬度約為10微米或更小的街道407來分離該等數(shù) 個集成電路406。至少部分歸因于嚴格的激光輪廓控制對基于飛秒的激光劃割方法的使用 可使集成電路布置達到此緊湊程度。舉例而言，圖10圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例在半導體晶 圓或基板上通過使用更窄的街道所達到的緊湊與使用可限定至最小寬度的習知切割所達 到的緊致的對比。
[0067] 請參看圖10,與使用可限定至最小寬度（例如，在布置1000中的寬度約為70微米 或更大）的習知切割相比，在半導體晶圓上使用更窄的街道（例如，在布置1002中的寬度 約為10微米或更?。┻_到緊湊。然而，將理解，即使基于飛秒的激光劃割工藝能夠?qū)⒔值?寬度減少至小于10微米，亦并非永遠需要如此。舉例而言，一些應用可能需要街道寬度至 少為40微米，以便在分離該等集成電路的該等街道中制造虛設裝置或測試裝置。
[0068] 請再次參看圖4A至4F，可采用非限制性布置在半導體晶圓或基板404上排列該等 數(shù)個集成電路406。舉例而言，圖11圖示自由形式的集成電路排列，該排列允許更緊密的充 填。與網(wǎng)格對準方法相比，根據(jù)本發(fā)明的實施例的更緊密的充填可使每一晶圓容納更多晶 粒。請參看圖11圖，與網(wǎng)格對準方法（例如，在半導體晶圓或基板1100上的限制性布置） 相比，自由形式的布置（例如，在半導體晶圓或基板1102上的非限制性布置）允許更緊密 的充填，并由此使每一晶圓上容納更多晶粒。在實施例中，激光切除及等離子體蝕刻分割工 藝的速度不根據(jù)晶粒尺寸、布置或街道數(shù)量而定。
[0069] 單個工藝工具可經(jīng)配置以執(zhí)行混合式激光切除及等離子體蝕刻分割工藝中的眾 多或全部操作。舉例而言，圖12圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例用于晶圓或基板的激光及等離子 體切割的工具布置的方塊圖。
[0070] 請參看圖12,工藝工具1200包括工廠界面1202 (FI)，該界面耦接有數(shù)個裝載鎖 1204。群集工具1206與該工廠界面1202耦接。群集工具1206包括一或更多個等離子體 蝕刻腔室，諸如，等離子體蝕刻腔室1208。激光劃割設備1210亦耦接至工廠界面1202。該 工藝工具1200的總占地面積在一個實施例中可為約3500毫米（3. 5米）乘以約3800毫米 (3. 8米），如圖12中所繪示。
[0071] 在實施例中，激光劃割設備1210容納基于飛秒激光?；陲w秒的激光適合于執(zhí)行 混合式激光及蝕刻分割工藝中的激光切除部分，諸如上文所述的激光切除工藝。在一個實 施例中，激光劃割設備1200中亦包括可移動平臺，該可移動平臺經(jīng)配置以用于相對于基于 飛秒的激光而移動晶圓或基板（或晶圓或基板的載體）。在特定實施例中，基于飛秒的激光 亦可移動。激光劃割設備1210的總占地面積在一個實施例中可為約2240毫米乘以約1270 毫米，如圖12中所繪示。
[0072] 在實施例中，一或更多個等離子體蝕刻腔室1208經(jīng)配置以用于經(jīng)由已圖案化遮 罩中的間隙蝕刻晶圓或基板，以分割數(shù)個集成電路。在一個此種實施例中，該一或更多個等 離子體蝕刻腔室1208經(jīng)配置以執(zhí)行深層硅蝕刻工藝。在特定實施例中，該一或更多個等離 子體蝕刻腔室1208為Applied Centura? Silvia?蝕刻系統(tǒng)，該系統(tǒng)可購自美國加利福尼 亞州森尼維耳市的應用材料公司。蝕刻腔室可經(jīng)專門設計以用于深層硅蝕刻，該蝕刻用于 產(chǎn)生分割集成電路，該等集成電路被容納在單晶體硅基板或晶圓之上或之中。在實施例中， 等離子體蝕刻腔室1208中包括高密度等離子體源以促進達到較高的硅蝕刻速率。在實施 例中，工藝工具1200的群集工具1206部分中包括一個以上蝕刻腔室，以賦能分割或切割工 藝的高制造產(chǎn)量。
[0073] 工廠界面1202可為適合的大氣端口，該端口在外側(cè)制造設施與激光劃割設備 1210及群集工具1206之間連接彼此。工廠界面1202可包括具有手臂或刀刃的機器人以 用于將晶圓（或晶圓的載體）自儲存單元（諸如前開式標準艙）轉(zhuǎn)移至群集工具1206及 /或激光劃割設備1210內(nèi)。
[0074] 群集工具1206可包括適合于執(zhí)行分割方法中的功能的其他腔室。舉例而言，在一 個實施例中包括沉積室1212以替代額外的蝕刻腔室。沉積室1212可經(jīng)配置以用于在晶 圓或基板的激光劃割之前，在該晶圓或基板的裝置層上，例如通過均勻旋涂工藝來進行遮 罩沉積。在一個此種實施例中，沉積室1212適合于沉積等形性因數(shù)在約10%以內(nèi)的均勻 層。在另一實施例中包括潤濕/干燥站1214以替代額外的蝕刻腔室。該潤濕/干燥站可 適合于在基板或晶圓的激光劃割及等離子體蝕刻分割工藝之后清潔殘留物及碎片，或移除 遮罩。在實施例中，工藝工具1200中亦包括一量測站作為元件。
[0075] 本發(fā)明的實施例可作為計算機軟件產(chǎn)品或軟件而提供，該計算機軟件產(chǎn)品或軟件 可包括機器可讀介質(zhì)，該介質(zhì)上儲存有指令，該計算機程序產(chǎn)品或軟件可用于對計算機系 統(tǒng)（或其他電子裝置）進行編程以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實施例的工藝。在一個實施例中，計 算機系統(tǒng)與結(jié)合圖12描述的工藝工具1200耦接。機器可讀介質(zhì)包括任何以機器（例如， 計算機）可讀取的形式儲存或傳輸信息的機制。舉例而言，機器可讀（例如，計算機可讀） 介質(zhì)包括機器（例如，計算機）可讀儲存介質(zhì)（例如，只讀存儲器（"ROM")、隨機存取存儲 器（"RAM"）、磁盤儲存媒體、光儲存媒體、快閃存儲器裝置等）、機器（例如，計算機）可讀 傳輸介質(zhì)（電信號、光信號、聲頻信號或其他形式的傳播信號（例如，紅外線信號、數(shù)字信號 等））等。
[0076] 圖13圖示計算機系統(tǒng)1300的示例形式的機器的圖解表示，可在該計算機系統(tǒng)中 執(zhí)行指令集以用于使該機器執(zhí)行本文所述的方法中的任一或更多者。在替代實施例中，該 機器可在局域網(wǎng)（LAN)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、外聯(lián)網(wǎng)，或因特網(wǎng)中連接（例如，經(jīng)網(wǎng)絡連接）至其他機器。 該機器可作為主從式網(wǎng)絡環(huán)境中的服務器或客戶機操作，或作為對等式（或分布式）網(wǎng)絡 環(huán)境中的對等機器操作。該機器可為個人電腦（PC)、平板個人電腦、機頂盒（STB)、個人數(shù) 字助理（PDA)、蜂巢式電話、web設備、服務器、網(wǎng)絡路由器、交換機或橋接器，或任何能夠執(zhí) 行指令集（順序或其他）的機器，該指令集指定將由該機器所采取的操作。此外，雖然僅圖 示單個機器，但術(shù)語"機器"應亦被視作包括任何機器（例如，計算機）集合，該等機器單獨 或共同執(zhí)行一個（或多個）指令集以執(zhí)行本文所述的方法中任一或更多者。
[0077] 示例性電腦系統(tǒng)1300包括處理器1302、主存儲器1304 (例如，只讀存儲器（ROM)、 快閃存儲器、諸如同步DRAM (SDRAM)或Rambus DRAM (RDRAM)的動態(tài)隨機讀取存儲器（DRAM) 等）、靜態(tài)存儲器1306(例如，快閃存儲器、靜態(tài)隨機存取存儲器（SRAM)等）及輔助存儲器 1318 (例如，數(shù)據(jù)儲存裝置），上述各者經(jīng)由總線1330而與彼此通訊。
[0078] 處理器1302代表一或更多個通用處理裝置，諸如，微處理器、中央處理單元或類 似物。更特定而言，處理器1302可為復雜指令集計算（CISC)微處理器、精簡指令集計算 (RISC)微處理器、超長指令字（VLIW)微處理器、實施其他指令集的處理器，或?qū)嵤┲噶罴?組合的處理器。處理器1302亦可為一或更多個專用處理裝置，諸如，專用集成電路（ASIC)、 現(xiàn)場可編程柵極陣列（FPGA)、數(shù)字信號處理器（DSP)、網(wǎng)絡處理器或類似物。處理器1302 經(jīng)配置以執(zhí)行處理邏輯1326,該邏輯用于執(zhí)行本文所述的操作步驟。
[0079] 計算機系統(tǒng)1300可進一步包括網(wǎng)絡界面裝置1308。計算機系統(tǒng)1300亦可包 括視頻顯示單元1310(例如，液晶顯示器（LCD)、發(fā)光二極管顯示器（LED)或陰極射線管 (CRT))、文數(shù)字輸入裝置1312 (例如，鍵盤）、光標控制裝置1314 (例如，鼠標）及信號產(chǎn)生 裝置1316 (例如，揚聲器）。
[0080] 輔助存儲器1318可包括機器可存取的儲存介質(zhì)（或更特定而言，計算機可讀儲存 介質(zhì)）1331，該介質(zhì)上儲存有一或更多個指令集（例如，軟件1322)，該一或更多個指令集具 體實現(xiàn)本文所述的方法或功能中的任一或更多者。軟件1322亦可完全或至少部分位于主 存儲器1304內(nèi)，及/或在由計算機系統(tǒng)1300執(zhí)行該軟件期間位于處理器1302內(nèi)。該主 存儲器1304及該處理器1302亦組成機器可讀儲存媒體。軟件1322可經(jīng)由網(wǎng)絡界面裝置 1308而在網(wǎng)絡1320上被進一步傳輸或接收。
[0081] 盡管機器可存取儲存介質(zhì)1331在示例性實施例中顯示為單個介質(zhì)，但術(shù)語"機器 可讀儲存介質(zhì)"應被視作包括儲存一或更多個指令集的單個介質(zhì)或多個介質(zhì)（例如，集中式 或分布式數(shù)據(jù)庫，及/或關連的高速緩存及服務器）。術(shù)語"機器可讀儲存介質(zhì)"亦應被視 作包括任何能夠儲存或編碼一指令集的介質(zhì)，該指令集由該機器執(zhí)行，并使該機器執(zhí)行本 發(fā)明的方法中的任一或更多者。術(shù)語"機器可讀儲存介質(zhì)"應被相應地視作包括但不限定 于固態(tài)存儲器、光學媒體及磁性媒體。
[0082] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，機器可存取儲存介質(zhì)上儲存有指令，該等指令可使數(shù)據(jù)處 理系統(tǒng)執(zhí)行具有數(shù)個具有凸塊或立柱的集成電路的半導體晶圓的切割方法。該方法包括在 半導體晶圓上均勻地旋涂遮罩，該遮罩由覆蓋及保護該等集成電路的層所組成。然后，利用 激光劃割工藝圖案化該遮罩，以提供含有間隙的已圖案化遮罩。曝露該等集成電路之間的 半導體晶圓的區(qū)域。然后，經(jīng)由已圖案化遮罩中的間隙蝕刻半導體晶圓，以分割該等集成電 路。
[0083] 由此，本文揭示了使用激光及等離子體蝕刻的晶圓切割的均勻遮蔽。
【權(quán)利要求】
1. 一種切割半導體晶圓的方法，所述半導體晶圓包含數(shù)個集成電路，所述集成電路具 有凸塊或立柱，所述方法包含以下步驟： 在所述半導體晶圓上均勻地旋涂遮罩，所述遮罩包含覆蓋及保護所述集成電路的層， 所述集成電路具有所述凸塊或立柱； 利用激光劃割工藝圖案化所述遮罩，以提供具有間隙的已圖案化遮罩，從而曝露所述 集成電路之間的所述半導體晶圓的區(qū)域；及 經(jīng)由所述已圖案化遮罩中的所述間隙蝕刻所述半導體晶圓，以分割所述集成電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述半導體晶圓之上均勻地旋涂該遮罩 的步驟包含以下步驟：施配所述遮罩的材料時按順時針方向旋涂，隨后，按反時針方向旋 涂。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述半導體晶圓之上均勻地旋涂該遮罩 的步驟包含以下步驟：施配所述遮罩的材料時按反時針方向旋涂，隨后，按順時針方向旋 涂。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述半導體晶圓之上均勻地旋涂所述遮 罩的步驟在圓形凸塊或立柱周圍提供均勻涂層。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述半導體晶圓之上均勻地旋涂所述遮 罩的步驟包含以下步驟：在所述凸塊或立柱上形成無氣泡涂層。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述半導體晶圓之上均勻地旋涂所述遮 罩的步驟包含以下步驟：形成所述遮罩至約處于30微米至40微米范圍內(nèi)的厚度，且所述厚 度具有約為+/-10%的均勻性。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述半導體晶圓之上均勻地旋涂所述遮 罩的步驟包含以下步驟：施配具有水溶性及非感光性的材料。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述具有水溶性及非感光性的材料包含一 材料，所述材料選自由基于聚乙烯醇（PVA)的材料組成的群集，所述材料具有約處于100s 至1000s厘泊范圍內(nèi)的黏度。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述半導體晶圓之上均勻地旋涂所述遮 罩的步驟包含以下步驟：形成所述遮罩至約為20微米的厚度，且其中所述半導體晶圓具有 約為50微米的厚度，且所述凸塊或立柱具有約為50微米的高度。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述半導體晶圓之上均勻地旋涂所述遮 罩的步驟包含以下步驟：形成所述遮罩至約處于35-150微米范圍內(nèi)的厚度，且其中所述半 導體晶圓具有約為500微米的厚度，且所述凸塊或立柱具有約為50微米的高度。
11. 如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進一步包含以下步驟： 在所述激光劃割工藝之后，及在蝕刻所述半導體晶圓之前，執(zhí)行灰化工藝，其中所述灰 化工藝消耗所述遮罩約7-8微米的厚度。
12. -種用于切割半導體晶圓的系統(tǒng)，所述半導體晶圓包含數(shù)個集成電路，所述系統(tǒng)包 含： 工廠界面； 激光劃割設備，與所述工廠界面耦接； 等離子體蝕刻腔室，與所述工廠界面耦接；及 沉積室，與所述工廠界面耦接，所述沉積室用于在半導體晶圓之上均勻地旋涂遮罩。
13. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述沉積室包含可旋轉(zhuǎn)卡盤。
14. 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述可旋轉(zhuǎn)卡盤用于在所述半導體晶圓 之上施配所述遮罩的材料時按順時針方向旋涂，隨后，按反時針方向旋涂。
15. 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述可旋轉(zhuǎn)卡盤用于在該半導體晶圓之 上施配所述遮罩的材料時按反時針方向旋涂，隨后，按順時針方向旋涂。
【文檔編號】H01L21/30GK104395988SQ201380033868
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月10日
【發(fā)明者】M·K·喬杜里, B·伊頓, T·伊根, A·庫瑪, W-S·類, M·R·亞拉曼希里 申請人:應用材料公司