描述了切割半导体晶片的方法，每个晶片具有多个集成电路。在一个示例中，对具有多个集成电路的半导体晶片进行切割的方法涉及在半导体晶片上方形成掩模，所述掩模由覆盖并保护集成电路的层组成。接着利用主动聚焦激光束激光划刻工艺对掩模进行图案化，以提供具有间隙的图案化的掩模，从而暴露出集成电路之间的半导体晶片的区域。接着，通过图案化的掩模中的间隙对半导体晶片进行等离子体蚀刻，以对集成电路进行切单。电路进行切单。电路进行切单。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用主动聚焦激光束激光划刻工艺和等离子体蚀刻工艺的混合式晶片切割方案
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年8月13日提交的美国非临时申请第16/539,828号的优先权，所述申请的全部内容通过引用以其整体结合于此。
[0003]本公开的实施例涉及半导体处理的领域，并且具体而言，涉及切割半导体晶片的方法，每个晶片在其上具有多个集成电路。
[0004]相关技术说明
[0005]在半导体晶片处理中，集成电路形成在由硅或其他半导体材料组成的晶片(也称为基板)上。通常，利用半导电、导电或绝缘的各种材料的层来形成集成电路。使用各种为人熟知的工艺对这些材料进行掺杂、沉积和蚀刻，以形成集成电路。对每个晶片进行处理以形成大量的单独区域，所述区域包含被称为晶粒的集成电路。
[0006]在集成电路形成工艺之后，将晶片“切割(diced)”以将各个晶粒彼此分开，以用于封装或在较大的电路中以未封装的形式使用。用于晶片切割的两种主要技术是划刻(scribing)和锯切(sawing)。通过划刻，将金刚石尖端的划片沿着预先形成的划刻线在晶片表面上移动。这些划刻线沿着晶粒之间的空间延伸。这些空间通常称为“道(streets)”。金刚石划片沿着道在晶片表面中形成浅划痕。在(诸如用辊子)施加压力时，晶片沿划刻线分开。晶片中的断裂遵循晶片基板的晶格结构。划刻可用于厚度为约10密耳(千分之一英寸)或更小的晶片。对于较厚的晶片，锯切是当前较佳的切割方法。
[0007]通过锯切，以每分钟高转数旋转的金刚石尖端锯片接触晶片表面，并沿着道锯切晶片。晶片被安装在诸如跨膜框架拉伸的粘合膜之类的支撑构件上，并且将锯反复施加到垂直道和水平道两者。划刻或锯切的一个问题是，切屑(chips)和挖痕(gouges)可沿着晶粒的边缘形成。此外，裂缝可形成并从晶粒的边缘扩散到基板中，并使集成电路无法工作。利用划刻，碎裂和破裂尤其是问题，因为在晶体结构的<110>方向上只能划刻正方形或矩形晶粒的一侧。因此，切割晶粒的另一侧导致锯齿状的分离线。由于碎裂和破裂，在晶片上的晶粒之间需要额外的间隔以防止对集成电路的损坏，例如，将切屑和裂缝保持在距实际集成电路一定距离处。由于间隔要求，在标准尺寸的晶片上不能形成那么多的晶粒，并且浪费了原本可用于电路系统的晶片占地空间。锯的使用加剧了半导体晶片上的占地空间的浪费。锯的刀片约为15微米厚。因此，为了确保围绕锯所造成的切口的破裂和其他损伤不会损害集成电路，通常必须以三百至五百微米分开每个晶粒的电路系统。此外，在切割后，每个晶粒都需要进行彻底的清洁，以去除锯切工艺中产生的颗粒和其他污染物。
[0008]等离子体切割也被使用，但也可能有局限性。例如，妨碍等离子体切割的实施的一种限制可能是成本。用于图案化抗蚀胶的标准平板印刷操作可能使实施成本过高。可能妨碍等离子体切割的实施的另一限制是，沿着道切割时对常见的金属(例如铜)进行等离子体处理会产生生产问题或产量限制。
技术实现思路
[0009]本公开的实施例包括用于切割半导体晶片的方法和设备。
[0010]在一个实施例中，对具有多个集成电路的半导体晶片进行切割的方法涉及在半导体晶片上方形成掩模，所述掩模由覆盖并保护集成电路的层组成。接着利用主动聚焦激光束激光划刻工艺对掩模进行图案化，以提供具有间隙的图案化的掩模，从而暴露出集成电路之间的半导体晶片的区域。接着，通过图案化的掩模中的间隙对半导体晶片进行等离子体蚀刻，以对集成电路进行切单。
[0011]在另一实施例中，一种对包括多个集成电路的半导体晶片进行切割的方法涉及用主动聚焦激光束激光划刻工艺对半导体晶片进行激光划刻，以对集成电路进行切单。
[0012]在另一实施例中，一种用于对具有多个集成电路的半导体晶片进行切割的系统，所述系统包括工厂接口。所述系统还包括激光划刻设备，所述激光划刻设备与工厂接口耦接并且具有激光组件，所述激光组件被配置成提供主动聚焦激光束。所述系统还包括等离子体蚀刻腔室，所述等离子体蚀刻腔室与工厂接口耦接。
附图说明
[0013]图1是根据本公开的实施例的表示在对包括多个集成电路的半导体晶片进行切割的方法中的操作的流程图。
[0014]图2A示出了根据本公开的实施例，在执行与图1的流程图的操作102相对应的切割半导体晶片的方法期间的包括多个集成电路的半导体晶片的剖视图。
[0015]图2B示出了根据本公开的实施例，在执行与图1的流程图的操作104相对应的切割半导体晶片的方法期间的包括多个集成电路的半导体晶片的剖视图。
[0016]图2C示出了根据本公开的实施例，在执行与图1的流程图的操作108相对应的切割半导体晶片的方法期间的包括多个集成电路的半导体晶片的剖视图。
[0017]图3示出了非主动聚焦激光束激光划刻工艺的剖视图。
[0018]图4示出了根据本公开的实施例的主动聚焦激光束激光划刻工艺的剖视图。
[0019]图5示出了根据本公开的实施例的使用在飞秒范围、皮秒范围和纳秒范围内的激光脉冲宽度的效果。
[0020]图6示出了根据本公开的实施例的可以在半导体晶片或基板的道区域中使用的材料的堆叠的剖视图。
[0021]图7A至图7D示出了根据本公开的实施例的在切割半导体晶片的方法中的各种操作的剖视图。
[0022]图8示出了根据本公开的实施例的用于对晶片或基板进行激光和等离子体切割的工具布局的框图。
[0023]图9示出了根据本公开的实施例的示例性计算机系统的框图。
具体实施方式
[0024]描述了切割半导体晶片的方法，每个晶片在其上具有多个集成电路。在以下描述中，阐述了许多具体细节，诸如主动聚焦激光束激光划刻方法以及等离子体蚀刻条件和材料方案，以便提供对本公开的实施例的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，可
以在没有这些具体细节的情况下实践本公开的实施例。在其他情况中，未详细描述诸如集成电路制造之类的为人熟知的方面，以免不必要地模糊了本公开的实施例。此外，应理解，附图中所示的各种实施例为说明性的表示，并且不一定按照比例绘制。
[0025]可以实施涉及初始激光划刻和随后的等离子体蚀刻的混合晶片或基板切割工艺，以进行晶粒切单(singulation)。激光划刻工艺可用于干净地去除掩模层、有机和无机介电层以及器件层。接着可以在晶片或基板的暴露或部分蚀刻时终止激光蚀刻工艺。接着可以采用切割工艺的等离子体蚀刻部分来蚀刻穿过大块的晶片或基板(诸如穿过大块单晶硅)，以产生晶粒或芯片切单或分割。更具体地，一个或多个实施例涉及实施用于例如切割应用的主动聚焦激光束激光划刻工艺。
[0026]描述了使用混合激光划刻和等离子体蚀刻方法的用于晶片切割的主动聚焦激光束。可以实施本文描述的实施例以提供主动激光束聚焦控制，以补偿激光切割工艺中的卡盘变化。可以实施本文描述的实施例以提供主动激光束聚焦控制，以补偿激光切割工艺中的基板厚本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种对包括多个集成电路的半导体晶片进行切割的方法，所述方法包括以下步骤：在所述半导体晶片上方形成掩模，所述掩模包括覆盖并保护所述集成电路的层；用主动聚焦激光束激光划刻工艺对所述掩模进行图案化，以提供具有间隙的图案化掩模，从而暴露出在所述集成电路之间的所述半导体晶片的区域；以及通过所述图案化掩模中的所述间隙对所述半导体晶片进行等离子体蚀刻，以对所述集成电路进行切单。2.如权利要求1所述的方法，其中所述主动聚焦激光束激光划刻工艺包括：在所述半导体晶片的波谷位置之上降低激光束。3.如权利要求1所述的方法，其中所述主动聚焦激光束激光划刻工艺包括：在所述半导体晶片的波峰位置之上升高激光束。4.如权利要求1所述的方法，其中所述主动聚焦激光束激光划刻工艺包括预映射所述半导体晶片的地貌或用于支撑所述半导体晶片的卡盘的地貌、或这两者。5.如权利要求1所述的方法，其中所述主动聚焦激光束激光划刻工艺包括使用高斯源激光束。6.如权利要求5所述的方法，其中所述主动聚焦激光束激光划刻工艺包括使用飞秒源激光束。7.如权利要求1所述的方法，其中用所述主动聚焦激光束激光划刻工艺来划刻包括用主动聚焦基于飞秒的激光束来划刻。8.如权利要求1所述的方法，其中用所述激光划刻工艺对所述掩模进行图案化包括在所述集成电路之间的所述半导体晶片的所述区域中形成沟槽，并且其中对所述半导体晶片进行等离子体蚀刻包括延伸所述沟槽以形成相对应的沟槽延伸。9.一种对包括多个集成电路的半导体晶片进行切割的方法，所述方法包括以下步骤：用主动聚焦激光束激光划刻工艺对所述半导体晶片进行激光划...
【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。