[发明专利]使用基板载具的混合激光与等离子体蚀刻晶圆切割

说明书

背景

1）领域

本发明的实施例关于半导体处理的领域，更具体关于切割半导体晶圆的方法，每一晶圆上具有多个集成电路。

2）先前技术描述

在半导体晶圆处理中，在由硅或其他半导体材料组成的晶圆（亦称为基板）上形成集成电路。大体而言，利用半导电的、导电的或者绝缘的各种材料层来形成集成电路。使用各种熟知的工艺掺杂、沉积且蚀刻这些材料，以形成集成电路。每一晶圆经处理以形成大量个别区域，所述个别区域含有称为晶片(dice)的集成电路。

在集成电路形成工艺之后，晶圆经“切割”，以将各个管芯(die)与彼此分隔，以进行封装或以未封装的形式在较大的电路内使用。用于晶圆切割的两个主要技术为划线及锯切。在使用划线的情况下，将具有金刚石尖端的划线器沿着预先形成的刻线在整个晶圆表面上移动。这些刻线沿着晶片之间的空间延伸。此等空间通常称为“街道”。金刚石划线器沿着街道在晶圆表面中形成较浅的划痕。在（诸如）用辊施加压力之后，晶圆沿着刻线分离。晶圆中的断裂遵循晶圆基板的晶格结构。划线可用于厚度为约10密耳（千分之一英寸）或小于10密耳的晶圆。对于较厚的晶圆而言，锯切目前为用于切割的较佳方法。

在使用锯切的情况下，以每分钟较高转速旋转的具有金刚石尖端的锯子与晶圆表面接触且沿着街道锯切晶圆。将晶圆安装于诸如粘接性膜的支撑部件上，所述粘接性膜在膜框架间拉伸，且将锯子重复地施加于垂直街道与水平街道两者。划线或者锯切存在的一个问题在于碎片及半圆凿可沿着晶片的切断的边缘形成。此外，裂缝可形成且从晶片的边缘传播至基板中且使得集成电路不工作。碎片及裂缝尤其为划线存在的问题，因为正方形管芯或矩形管芯的仅一侧可沿晶体结构的<110>方向划线。因此，管芯的另一侧裂开产生锯齿状的分隔线。由于碎片及裂缝，所以在晶圆上的晶片之间需要额外间隔，以防止损坏集成电路，例如，将碎片及裂缝维持在距实际的集成电路某一距离处。作为间隔要求的结果，标准尺寸的晶圆上形成不了那么多的晶片，且浪费了原本可用于电路系统的晶圆面积(real estate)。使用锯子加剧半导体晶圆上面积的浪费。锯子的刀片为约15微米厚。因而，为保证围绕锯子进行的切割的裂缝及其他损坏不损害集成电路，晶片中的每一晶片的电路系统通常必须分隔三百微米至五百微米。此外，在切割之后，每一管芯需要实质的清洁，以移除由锯切工艺产生的颗粒及其他污染物。

亦已使用等离子体切割，但等离子体切割亦可能具有限制。举例而言，妨碍等离子体切割的实施的一个限制可能为成本。用于图案化抗蚀剂的标准光刻操作可能使得实施成本过高。可能妨碍等离子体切割的实施的另一限制为在沿着街道切割时通常遭遇的金属（例如，铜）的等离子体处理可产生生产问题或产量限制。

发明内容

本发明的实施例包括切割半导体晶圆的方法，每一晶圆上具有多个集成电路。

在实施例中，一种切割具有多个集成电路的半导体晶圆的方法包括以下步骤：在半导体晶圆上方形成掩模，所述掩模由覆盖及保护集成电路的层组成。半导体晶圆由基板载具支撑。随后用激光划线工艺图案化掩模，以提供具有间隙的图案化掩模，从而曝露半导体晶圆在集成电路之间的区域。随后在由基板载具支撑时穿过图案化掩模中的间隙蚀刻半导体晶圆，以切割集成电路。

在实施例中，一种蚀刻反应器包括：腔室；感应耦合等离子体(ICP)源，所述ICP源定位于腔室上方；以及终端受动器，所述终端受动器用于将基板载具移动进出腔室。

在实施例中，一种用于切割包括多个集成电路的半导体晶圆的系统包括：工厂界面(factory interface)；以及激光划线设备，所述激光划线设备与工厂界面耦接且容纳激光器。系统亦包括等离子体蚀刻反应器，所述等离子体蚀刻反应器与工厂界面耦接。等离子体蚀刻反应器包括腔室及终端受动器，所述终端受动器用于将基板载具移动进出腔室。

附图简述

图1图示根据本发明的实施例的待切割的半导体晶圆的俯视图。

图2图示根据本发明的实施例的待切割的半导体晶圆的俯视图，所述待切割的半导体晶圆上形成有切割掩模。

图3为表示根据本发明的实施例的切割包括多个集成电路的半导体晶圆的方法中的操作的流程图。

图4A图示根据本发明的实施例在执行切割半导体晶圆的方法期间对应于图3的流程图的操作302的包括多个集成电路的半导体晶圆的横截面图。

图4B图示根据本发明的实施例在执行切割半导体晶圆的方法期间对应于图3的流程图的操作304的包括多个集成电路的半导体晶圆的横截面图。