[发明专利]使用可物理性移除的遮罩的激光及等离子体蚀刻晶片切割

说明书

技术领域

本发明的实施例是关于半导体处理的领域，并且本发明的实施例尤其是关于切割半导体晶片的方法，其中每一个晶片上具有数个集成电路。

背景技术

在半导体晶片处理中，集成电路被形成在由硅或其他半导体材料组成的晶片(亦称为基板)上。大体上，各种半导电、导电或绝缘的材料层被利用来形成集成电路。使用各种已知的工艺来掺杂、沉积与蚀刻这些材料，以形成集成电路。各个晶片被处理以形成大量的含有集成电路的个别区域(即所谓的切割粒)。

在集成电路形成工艺之后，晶片被“切割”以将个别晶粒彼此分离，而用于封装或以非封装形式用在更大的电路内。用于晶片切割的两个主要技术是刻划与锯开。通过刻划，以钻石为尖端的刻划器沿着预形成的刻划线而移动横越晶片表面。这些刻划线沿着切割粒之间的空间延伸。这些空间一般称为“街道(street)”。钻石刻划沿着街道在晶片表面中形成浅刻痕。一旦施加压力(诸如通过滚轮)，晶片沿着刻划线分离。晶片中的刻缝循着晶片基板的结晶晶格结构。刻划可用于厚度为约10密尔(数千英寸)或更小的晶片。就更厚的晶片而言，目前锯开对于切割是较佳的方法。

通过锯开，在每分钟高旋转数下的以钻石为尖端的锯器接触晶片表面且沿着街道锯开晶片。晶片被装设在支撑构件(诸如伸张横越膜框架的黏附膜)上，并且锯器重复地被施加到垂直与水平街道。刻划或锯开的一个问题是碎片与屑片会沿着切割粒的切断边缘而形成。此外，裂缝会从切割粒的边缘形成且传播到基板内并且裂缝会使得集成电路无法运作。碎落与裂开对于刻划尤其是问题，如此是因为仅方形或矩形晶粒的一侧会在结晶结构的<110>方向上被刻划。所以，晶粒的另一侧的断开会造成锯齿状分离线。由于碎落与裂开，晶片上的切割粒之间需要额外的间隔以避免对集成电路的损坏，例如碎片与裂缝被维持在和实际上的集成电路保持一距离。由于间隔要求，无法有许多切割粒可被形成在标准尺寸的晶片上，并且会浪费掉可用于电路配线的晶片区域面积（real estate）。锯器的使用会恶化半导体晶片上的区域面积的浪费。锯器的刀片的厚度为约15微米。因此，为了确保在锯器所致的切痕周围的裂开与其他损坏不会伤及集成电路，常常必须要有三至五百微米来分离各个切割粒的电路配线。又，在削开之后，各个晶粒需要实质上的清洁，以移除由锯开工艺所产生的微粒与其他污染物。

等离子体切割亦已经被使用，但也具有限制。例如，阻碍等离子体切割的实施的一个限制是成本。用于图案化阻剂的标准平版印刷术操作会使得实施成本过高。可能阻碍等离子体切割的实施的另一个限制是一般遭遇到的金属(例如铜)对于沿着街道的切割的等离子体处理会造成生产问题或量产限制。

发明内容

本发明的实施例包括切割半导体晶片的方法，其中各个晶片上具有数个集成电路。

在一实施例中，一种切割半导体晶片的方法，该半导体晶片具有数个集成电路，该方法包括形成遮罩于该半导体晶片上方，该遮罩覆盖且保护这些集成电路。接着，以激光刻划工艺将该遮罩予以图案化，以提供具有间隙的图案化遮罩，而暴露介于这些集成电路之间的该半导体晶片的区域。然后，蚀刻该半导体晶片通过该图案化遮罩中的这些间隙，以形成单一化集成电路。然后，将该图案化遮罩从这些单一化集成电路分离。

在另一实施例中，一种切割半导体晶片的系统包括工厂界面。激光刻划设备和该工厂界面耦接且激光刻划设备包括飞秒基底的激光。等离子体蚀刻腔室亦和该工厂界面耦接。沉积腔室亦和该工厂界面耦接。该沉积腔室被配置以形成可物理性移除的遮罩。

在另一实施例中，一种切割半导体晶片的方法，该半导体晶片具有数个集成电路，该方法包括形成可物理性移除的遮罩于硅基板上方。该可物理性移除的遮罩覆盖且保护设置在该硅基板上的这些集成电路。这些集成电路由二氧化硅层组成，该二氧化硅层设置在低K材料层与铜层上方。以激光刻划工艺将该可物理性移除的遮罩、该二氧化硅层、该低K材料层与该铜层予以图案化，以暴露这些集成电路之间的该硅基板的区域。接着，蚀刻该硅基板通过间隙，以形成单一化集成电路。然后，将该可物理性移除的遮罩从这些单一化集成电路分离。

附图说明

图1是代表根据本发明的实施例切割半导体晶片的方法中的操作的流程图100，其中该半导体晶片包括数个集成电路。

图2A示出根据本发明的实施例而对应于图1流程图的操作102在执行切割半导体晶片的方法的期间半导体晶片的剖视图，其中该半导体晶片包括数个集成电路。