切割晶圆的方法及半导体芯片技术

各种实施例涉及切割晶圆的方法及半导体芯片。一种切割晶圆的方法可以包括：在晶圆中形成多个有源区，每个有源区包括至少一个电子部件，有源区通过一定高度从晶圆的第一表面延伸到晶圆中并且被分离区域分离，分离区域没有金属；在至少一个分离区域中通过从晶圆的第一表面进行等离子体刻蚀而在晶圆中形成至少一个沟槽。该至少一个沟槽比多个有源区更远地延伸到晶圆中。方法可以进一步包括处理在分离区域中的晶圆的剩余部分以将晶圆分离成单独的芯片。

【技术实现步骤摘要】
切割晶圆的方法及半导体芯片本申请是申请日为2015年12月15日、申请号为201510937887.1、专利技术名称为“切割晶圆的方法及半导体芯片”的中国专利技术专利申请的分案申请。
各种实施例总体上涉及一种切割晶圆的方法和一种半导体芯片。
技术介绍
特别是包括小型芯片(例如使用65nm技术(或甚至更小)形成的芯片)的晶圆可以包括具有小的介电常数的层，也就是所谓的低k层。低k层可能相当易碎，例如比二氧化硅或其他通常使用的电介质更易碎。这在锯切晶圆以将其切割成单独的芯片时可能引起问题。单独的芯片可能遭受所谓的破片(在芯片的新形成的边缘处断裂的材料的小芯片)。破片可能会非常严重以至于不得不将芯片丢弃。为了避免芯片的功能受破片影响，可以扩大在芯片的功能区域之间的可以进行切割的间隔。然而，这可能降低每个晶圆的芯片数并且因此增加制造成本。备选地，可以使用激光，例如通过激光烧蚀(也被称为激光开槽)将易碎层分离。然而，被烧蚀的材料(可能停留在芯片上)和/或由激光引入到晶圆中(例如到芯片的有源区中)的热量两者可能导致对芯片的损伤，这种芯片不得不被丢弃。这意味着生产工艺的产出可能下降，因此增加制造成本。
技术实现思路
一种切割晶圆的方法可以包括：在晶圆中形成多个有源区，每个有源区包括至少一个电子部件，有源区通过一定高度从晶圆的第一表面延伸到晶圆中并且被分离区域分离，分离区域没有金属；在至少一个分离区域中，通过从晶圆的第一表面等离子体刻蚀而在晶圆中形成至少一个沟槽。该至少一个沟槽比多个有源区更远地延伸到晶圆中。方法进一步包括处理在分离区域中的晶圆的剩余部分以将晶圆分离成单独的芯片。附图说明在附图中，贯穿不同的视图，相同的附图标记一般指代相同的部分。附图不一定是成比例的，重点而是被放在解释本专利技术的原理上。在以下的描述中，本专利技术的各种实施例参考着以下附图描述，其中：图1A到图1F示出根据各种实施例的切割晶圆的方法的各个阶段；图2A到图2F示出根据各种实施例的切割晶圆的方法的各个阶段；图3示出根据各种实施例的半导体芯片的示意性横截面图；以及图4示出根据各种实施例的切割晶圆的方法的示意性工艺流程。具体实施方式以下详细的描述参考伴随的附图，附图以解释的方式示出可以在其中实践本专利技术的具体细节和实施例。本文使用的词“示例性”意味着“作为示例、实例或解释”。本文描述为“示例性”的任何实施例或设计不一定被解释成比其他实施例或设计优选或有利。对于形成在侧或表面“之上”的沉积的材料的词“之上”可以在本文中用于意味着沉积的材料可以例如与所指的侧或表面直接接触地直接地形成在所指的侧或表面上。对于形成在侧或表面“之上”的沉积的材料的词“之上”可以在本文中用于意味着沉积的材料可以间接地形成在所指的侧或表面上，其中一个或多个附加的层布置在所指的侧或表面和沉积的材料之间。本公开的各个方面针对器件而提供，并且本公开的各个方面针对方法而提供。应当理解器件的基本特性对方法也适用并且反之亦然。因此，为了简洁，这种特性的重复描述可能被省略。在下文中，“有源区”可以指代在半导体晶圆或半导体芯片中的可以包括例如晶体管、二极管等的至少一个电子部件的区域。例如它可以包括集成电路。在下文中，“分离区域”可以指代在晶圆中的两个相邻的有源区之间的区域(和/或指代有源区和晶圆的边缘之间的区域)。在各种实施例中，为了将晶圆分割(singulate)(也被称为切割)成单独的芯片，可以并入新的工艺以改善用于窄分离区域的切割结果(通常，可以在分离区域中执行将晶圆分离成单独的芯片)，并且以同时降低制造成本。更窄的分离区域可以允许在晶圆上布置更多的芯片。此外，切割可以包括刻蚀工艺，并且可以调整可以执行的刻蚀深度使得通过将由激光切割工艺引入的热量引向例如芯片的更深区域而远离有源区，可以避免对可能对热量敏感的芯片的有源区的热量冲击。在各种实施例中，在晶圆切割工艺中，可以结合等离子体刻蚀工艺和第二切割工艺。可以在多个分离区域中执行等离子体刻蚀，该多个分离区域可以布置在多个芯片的有源区之间，多个芯片的有源区从晶圆的表面延伸到晶圆中，使得通过等离子体刻蚀工艺形成的沟槽可以从晶圆的表面比有源区更远地延伸到晶圆中。第二切割工艺可以用于在分离区域中剩余的材料中形成分离，因此完成对多个芯片的分离。图1A到图1F示出根据各种实施例的切割晶圆的方法的各个阶段。如在图1A中所示，在各种实施例中，晶圆102可以在晶圆的第一侧上具有第一表面1021以及在晶圆的第二侧上具有与第一表面1021相对的第二表面1022。晶圆102可以是半导体晶圆，例如硅晶圆、锗晶圆、硅锗晶圆、氮化镓晶圆等。换句话说，晶圆可以包括半导体材料，例如硅、锗、氮化镓等。晶圆可以具有厚度102T。在各种实施例中，晶圆102可以包括具有低介电常数的材料，这种材料也被称为低k材料104或低k电介质104。低k材料104可以在晶圆102的第一侧上形成。它可以至少部分地(例如在图1A中所示，完全地)形成晶圆102的第一表面1021。在各种实施例中，低k材料104可以被形成为一层或多层，或一层的部分或多层的部分。例如，低k材料104可以被形成为一个结构化层或多个结构化层。低k材料104可能是相当易碎的。在各种实施例中，切割晶圆102的方法可以包括在晶圆102中形成多个有源区110。多个有源区110中的每个有源区110可以以一定高度从晶圆102的第一表面2021延伸到晶圆102中。多个有源区110的每个有源区110的高度也可以被称为其厚度110T。在各种实施例中，厚度110T可以小于晶圆102的厚度102T。例如，厚度110T可以小于晶圆102的厚度102T的大约95％、例如小于厚度102T的大约80％、例如小于厚度102T的大约50％、例如小于厚度102T的大约10％。在各种实施例中，在多个有源区110的水平之下的晶圆102的一部分可以被称为晶圆102的衬底部分。在各种实施例中，在多个有源区110的水平之下的晶圆102可以具有厚度102TS，即晶圆102的衬底部分可以具有厚度102TS。换句话说，晶圆102的厚度102T可以是多个有源区110的厚度110T和晶圆102的衬底部分的厚度102TS之和。在下文中，除非不同地指明，“每个有源区110”和/或“有源区110”可以指示多个有源区中的每个有源区110/有源区110，并且“多个有源区110”可以指示多个有源区110。在各种实施例中，每个有源区110可以包括与晶圆102的半导体材料不同的至少一种材料。例如，每个有源区110可以包括例如用于提供再分配层的例如铜、铝、铜-锡、钛等金属或金属合金、过孔和/或导电接触。每个有源区可以例如包括至少一个金属化层，例如包括多个金属化层。与晶圆102的第二表面1022最接近的金属化层可以被称为最低的金属化层或被称为底部金属化层。在各种实施例中，例如，每个有源区110可以包括例如用于将导电结构彼此电绝缘的电介质，例如二氧化硅、氮化硅、具有低介电常数(相对于例如纯的体氧化硅)的材料，例如低k材料104，例如氟掺杂的氧化硅、多孔二氧化硅、有机聚合电介质等。在各种实施例中，在有源区110的形成期间，可以形成多个分离区域112。多个有源区110可以被多个分离区域112的分离区域112分离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种切割晶圆的方法，所述方法包括：在所述晶圆中形成多个有源区，每个有源区包括至少一个电子部件，所述有源区通过一定高度从所述晶圆的第一表面延伸到所述晶圆中并且被分离区域分离；在至少一个分离区域中通过从所述晶圆的所述第一表面进行等离子体刻蚀而在所述晶圆中形成至少一个沟槽，其中所述至少一个沟槽比所述多个有源区更远地延伸到所述晶圆中；以及处理在所述至少一个分离区域中的所述晶圆的剩余部分以将所述晶圆分离成单独的芯片，其中处理所述晶圆的所述剩余部分包括激光烧蚀、激光隐形切割和锯切中的至少一种。

【技术特征摘要】
2015.01.20 DE 102015100783.51.一种切割晶圆的方法，所述方法包括：在所述晶圆中形成多个有源区，每个有源区包括至少一个电子部件，所述有源区通过一定高度从所述晶圆的第一表面延伸到所述晶圆中并且被分离区域分离；在至少一个分离区域中通过从所述晶圆的所述第一表面进行等离子体刻蚀而在所述晶圆中形成至少一个沟槽，其中所述至少一个沟槽比所述多个有源区更远地延伸到所述晶圆中；以及处理在所述至少一个分离区域中的所述晶圆的剩余部分以将所述晶圆分离成单独的芯片，其中处理所述晶圆的所述剩余部分包括激光烧蚀、激光隐形切割和锯切中的至少一种。2.根据权利要求1所述的方法，其中用于所述激光烧蚀或者所述激光隐形切割的激光的波长大于750nm。3.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述晶圆的所述剩余部分是从所述晶圆的第一侧被执行，其中所述晶圆的所述第一表面位于所述晶圆的所述第一侧上。4.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述晶圆的所述剩余部分是在所述晶圆的所述多个有源区下方的预定义距离处被执行。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述预定义距离基于从激光烧蚀和激光隐形切割中的所述至少一种向所述晶圆的期望的热传递。6.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述晶圆的所述剩余部分包括修改所述剩余部分的结构以形成至少一个缺陷区域。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述至少一个缺陷区域比所述至少一个沟槽的宽度窄。8.根据权利要求6所述的方法，还包括：施加扩张的横向力以折断所述至少一个缺陷区域，从而将所述晶圆分离为所述单独的芯片。9.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述晶圆的所述剩余部分包括在所述剩余部分中形成至少一个拆卸区域，从而将所述晶圆分离成所述单独的芯片。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述至少一个拆卸区域比所述至少一个沟槽的宽度窄。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个有源区被形成在所述晶圆的半导体材料中。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述分离区域包括所述半导体材料。13.一种切割晶圆的方法，所述方法包括：在所述晶圆中形成多个有源区，每个有源区包括至少一个电子部件，所述有源区通过一定高度从所述晶圆的第一表面延伸到所述晶圆中并且被分离区域分离；在至...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·布伦鲍尔，B·德鲁默，K·卡斯帕，G·马克，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE