背景技術(shù)：

1)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式關(guān)于半導(dǎo)體工藝的領(lǐng)域，且具體而言，是關(guān)于用于切割半導(dǎo)體晶片的方法與載體，每個(gè)晶片上具有多個(gè)集成電路。

2)相關(guān)技術(shù)說明

在半導(dǎo)體晶片工藝中，集成電路形成于晶片(也稱為基板)上，晶片包含硅或其他半導(dǎo)體材料。通常，半導(dǎo)電、導(dǎo)電或絕緣的各種材料層用于形成集成電路。使用各種熟知的工藝來摻雜、沉積與蝕刻這些材料，以形成集成電路。每個(gè)晶片經(jīng)處理以形成大量包含集成電路的單獨(dú)區(qū)域，被稱為晶粒(dice)。

在集成電路形成工藝之后，晶片被“切割(diced)”，以將單獨(dú)的晶粒彼此分離，以用于封裝或以未封裝的形式用于較大電路內(nèi)。用于晶片切割的兩個(gè)主要技術(shù)為劃線(scribing)與鋸切(sawing)。在劃線技術(shù)中，鉆石尖端的劃線器沿著預(yù)先形成的劃線而移動跨越晶片表面。這些劃線沿著晶粒之間的空間延伸。這些空間通常稱為“切割道(street)”。鉆石劃線器沿著切割道在晶片表面中形成淺刻痕。在施加壓力后(例如利用滾軸)，晶片沿著劃線分開。晶片中的斷裂遵循晶片基板的晶格結(jié)構(gòu)。劃線可用于厚度為大約10密爾(千分的一英寸)或更小厚度的晶片。對于較厚的晶片，目前用于切割的較佳方法為鋸切。

在鋸切技術(shù)中，以每分鐘高旋轉(zhuǎn)度旋轉(zhuǎn)的鉆石尖端的鋸子來接觸晶片表面并且沿著切割道鋸切晶片。晶片安裝在支撐構(gòu)件上，例如伸長跨越膜框架的粘合膜，且將鋸子重復(fù)應(yīng)用于垂直和水平的切割道。劃線或鋸切的一個(gè)問題是：碎片(chip)與鑿槽(gouge)會沿著晶粒的切斷邊緣形成。另外，會形成裂紋并且從晶粒的邊緣擴(kuò)散至基板中，并使得集成電路失效。碎裂與破裂特別是在劃線中存在的問題，因?yàn)榉叫位蚓匦蔚木ЯH有一側(cè)可在晶體結(jié)構(gòu)的<110>方向中進(jìn)行劃線。因此，晶粒的另一側(cè)的裂開導(dǎo)致鋸齒狀的分離線。由于碎裂與破裂的原因，晶片上的晶粒之間需要額外的間距，以防止損傷集成電路，例如，碎片與裂痕被維持在距離實(shí)際的集成電路的一段距離處。因?yàn)殚g距的需求，導(dǎo)致了在標(biāo)準(zhǔn)尺寸的晶片上不能形成那么多的晶粒，且可用于電路的晶片面積被浪費(fèi)。使用鋸子則加劇了半導(dǎo)體晶片上的面積的浪費(fèi)。鋸子的刀片大約為15微米厚。因此，為了確保鋸子所形成的切口周圍的破裂與其他損傷不會傷害集成電路，每個(gè)晶粒的電路通常必須分隔三百至五百微米。此外，在切割后，每個(gè)晶粒需要實(shí)質(zhì)清潔，以移除由鋸切工藝產(chǎn)生的粒子與其他污染物。

等離子體切割也已經(jīng)被使用，但是等離子體切割可能也有局限性。例如，妨礙等離子體切割的實(shí)施的一個(gè)限制可能是成本。用于圖案化抗蝕的標(biāo)準(zhǔn)光刻操作可能導(dǎo)致實(shí)施成本過高。可能妨礙等離子體切割的實(shí)施的另一個(gè)限制可能是：等離子體工藝在沿著切割道進(jìn)行切割時(shí)通常會遇到金屬(例如，銅)，這可能產(chǎn)生生產(chǎn)問題或產(chǎn)量限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施方式包括用于切割半導(dǎo)體晶片的方法與設(shè)備。

在一個(gè)實(shí)施方式中，一種用于在蝕刻工藝期間保護(hù)載體與基板組件的蓋環(huán)包括：內(nèi)部開孔，內(nèi)部開孔具有直徑，該直徑小于載體與基板組件的基板的直徑。圍繞內(nèi)部開孔的外部框體。外部框體具有斜面，用于容納載體與基板組件的基板的最外部分。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，一種切割半導(dǎo)體晶片的方法，其中所述半導(dǎo)體晶片具有前表面，前表面上具有多個(gè)集成電路，該方法包括：在基板載體上提供半導(dǎo)體晶片，半導(dǎo)體晶片具有覆蓋集成電路的圖案化掩膜，并且具有位于集成電路之間的劃線。所述方法還包括：在半導(dǎo)體晶片與基板載體之上定位蓋環(huán)。蓋環(huán)具有內(nèi)部開孔，內(nèi)部開孔具有直徑，該直徑小于半導(dǎo)體晶片的直徑。蓋環(huán)還具有圍繞內(nèi)部開孔的外部框體。外部框體具有用于容納半導(dǎo)體晶片的最外部分的斜面。所述方法還包括：通過劃線來等離子體蝕刻半導(dǎo)體晶片，以使集成電路單片化。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，一種等離子體蝕刻腔室包括用于支撐載體與基板組件的基板處理區(qū)域。等離子體蝕刻腔室還包括蓋環(huán)，蓋環(huán)以能夠移動的方式定位在基板處理區(qū)域之上。蓋環(huán)用于在蝕刻工藝期間保護(hù)載體與基板組件。蓋環(huán)包括內(nèi)部開孔，內(nèi)部開孔具有直徑，該直徑小于載體與基板組件的基板的直徑。蓋環(huán)還包括圍繞內(nèi)部開孔的外部框體，外部框體具有用于在蝕刻工藝期間容納載體與基板組件的基板的最外部分的斜面。

附圖說明

圖1繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的需要切割的半導(dǎo)體晶片的俯視圖。

圖2繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的要切割的半導(dǎo)體晶片的俯視圖，所述半導(dǎo)體晶片具有形成于半導(dǎo)體晶片上的切割掩膜。

圖3a與圖3b分別繪示了由傳統(tǒng)的基板載體支撐的半導(dǎo)體基板的橫截面視圖與對應(yīng)的平面視圖。

圖4a繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的位于基板載體上方的接近接觸蓋環(huán)的橫截面視圖。

圖4b繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的圖4a的接近接觸蓋環(huán)降低至圖4a的基板載體上時(shí)的橫截面視圖。

圖4c繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的圖4b的組件的平面視圖。

圖5繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于接近接觸蓋環(huán)的幾何形狀的示例性選項(xiàng)的橫截面視圖。

圖6a繪示了另一個(gè)接近接觸蓋環(huán)降低至基板載體上時(shí)的橫截面視圖，且圖6b繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的圖6a的組件的平面視圖。

圖7繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的蝕刻反應(yīng)器的橫截面視圖。

圖8繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的表示切割半導(dǎo)體晶片的方法中的操作的流程圖，，其中半導(dǎo)體晶片包括多個(gè)集成電路。

圖9a繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的包括多個(gè)集成電路的半導(dǎo)體晶片在執(zhí)行切割半導(dǎo)體晶片的方法的期間的橫截面視圖，對應(yīng)于圖8的流程圖的操作802。

圖9b繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的包括多個(gè)集成電路的半導(dǎo)體晶片在執(zhí)行切割半導(dǎo)體晶片的方法的期間的橫截面視圖，對應(yīng)于圖8的流程圖的操作804。

圖9c繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的包括多個(gè)集成電路的半導(dǎo)體晶片在執(zhí)行切割半導(dǎo)體晶片的方法的期間的橫截面視圖，對應(yīng)于圖8的流程圖的操作806與808。

圖10繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于激光與等離子體切割晶片或基板的工具布局的方塊圖。

圖11繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的示例性電腦系統(tǒng)的方塊圖。

具體實(shí)施方式

用于切割半導(dǎo)體晶片的方法與載體，每個(gè)晶片上具有多個(gè)集成電路。在下面的敘述中，闡述多種特定細(xì)節(jié)，例如用于薄晶片的基板載體、劃線與等離子體蝕刻的條件以及材料體系，以提供本發(fā)明的實(shí)施方式的徹底了解。對于熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，沒有這些特定細(xì)節(jié)也可實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式。在其他實(shí)例中，熟知的構(gòu)想(例如集成電路制造)并未被詳細(xì)敘述，以避免不必要地模糊本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，將了解到，附圖中表示的各種實(shí)施方式為說明性表示，且不需要依尺寸繪制。

本文所述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式是針對用于等離子體切割應(yīng)用的接近接觸蓋環(huán)。一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式可體現(xiàn)在半導(dǎo)體集成電路生產(chǎn)期間所使用的等離子體切割工藝硬件中。

為提供上下文關(guān)聯(lián)，在集成電路器件已經(jīng)形成在半導(dǎo)體基板(例如300mm的硅晶片)上之后，單獨(dú)的器件必須通過被稱為單片化(singulation)或簡稱為“切割(dicing)”的工藝來從半導(dǎo)體基板分離，其中在晶片被抓取來進(jìn)行后續(xù)工藝并且封裝成產(chǎn)品之前，晶片被“切割”成稱作“芯片”的單獨(dú)器件。存在各種方法來將基板切割成芯片，包括劃線與斷裂、機(jī)械鋸切、激光切割、與等離子體切割。本文所述的實(shí)施方式可特別適合于等離子體切割工藝。

為提供更多的上下文關(guān)聯(lián)，在等離子體切割期間，基板通過施加到切割膠帶的粘合劑而被固定到切割膠帶上，其中所述基板的已經(jīng)薄化的頂側(cè)上具有成品器件，且選擇性地有金屬施加到所述基板的底側(cè)。切割膠帶固定在金屬或塑料的切割環(huán)。切割環(huán)圍繞晶片的周緣來支撐膠帶。切割環(huán)與晶片均從相同側(cè)附接至切割膠帶。在切割工藝已經(jīng)完成之后，切割膠帶繼續(xù)將切割而成的芯片支撐在這些芯片從半導(dǎo)體基板被切出的地方。切割框然后被傳送至可從膠帶抓取單獨(dú)晶粒的設(shè)備。為了促進(jìn)安全輸送同時(shí)易于晶粒抓取，通常使用“uv釋放式切割膠帶”，在這種情況下，當(dāng)曝露至紫外(uv)光時(shí)，晶粒與膠帶粘合劑的粘性降低。通常，在切割之后，就在晶粒抓取之前，抓取機(jī)器會僅將要抓取的晶粒之下的uv釋放式切割膠帶的部分進(jìn)行曝光。曝光可固化uv釋放式切割膠帶，使得當(dāng)機(jī)器從膠帶抓取晶粒時(shí)，僅有很小的粘合力，且以最小的損傷可能性來升舉晶粒。

但是，針對等離子體切割的目的，uv釋放式膠帶的使用可能會引起問題，因?yàn)榍懈畹入x子體是能夠固化uv釋放式粘合劑的紫外光的天然來源。晶粒(特別是基板的周邊處的晶粒)可因此自由移動而移動進(jìn)入等離子體蝕刻腔室內(nèi)，導(dǎo)致切割工藝的災(zāi)難式失敗——包括所有器件的總損失與等離子體腔室的臟污。本文所述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)可提供上述問題的解決方案，其中使用傳統(tǒng)的uv釋放式膠帶實(shí)際上會有顯著的缺點(diǎn)。

在最一般的情況中，本文所述的實(shí)施方式特別適于單片化方法，單片化方法包括用于單片化的至少一個(gè)等離子體蝕刻工藝。在一個(gè)此種實(shí)施方式中，單片化由等離子體蝕刻工藝來主導(dǎo)(若并非完全由等離子體蝕刻工藝來達(dá)成)。但是，在另一實(shí)施方式中，混合式晶片或基板切割工藝(包括初始激光劃線與隨后的等離子體蝕刻)被實(shí)施來用于晶粒單片化。激光劃線工藝可用于干凈地移除掩膜層、有機(jī)與無機(jī)電介質(zhì)層、與器件層。然后激光蝕刻工藝可在曝光或局部蝕刻晶片或基板時(shí)被終止。切割工藝的等離子體蝕刻部分可接著用來蝕刻通過晶片或基板塊，例如通過單塊結(jié)晶硅，以產(chǎn)生晶粒或芯片單片化或切割。在一個(gè)實(shí)施方式中，至少在單片化工藝的蝕刻部分期間，晶片或基板由基板載體來支撐并且由接近接觸蓋環(huán)來保護(hù)。

因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，激光劃線與等離子體蝕刻的組合被用于將半導(dǎo)體晶片切割成為單獨(dú)的或單片化的集成電路。在一個(gè)實(shí)施方式中，飛秒型(femtosecond-based)激光劃線被用作實(shí)質(zhì)(但非完全)的非熱工藝。例如，飛秒型激光劃線可局部化成沒有或微乎其微的熱損傷區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施方式中，本文的方法被用于單片化具有超低介電常數(shù)膜的集成電路。在傳統(tǒng)的切割中，鋸子可能需要減速以適應(yīng)此種低介電常數(shù)膜。另外，在切割之前，現(xiàn)在通常將半導(dǎo)體晶片薄化。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，利用飛秒型激光的部分晶片劃線與掩膜圖案化的組合，接著再進(jìn)行等離子體蝕刻工藝，現(xiàn)在是實(shí)用的。在一個(gè)實(shí)施方式中，利用激光來直接寫入可以消除對于光刻膠層的光刻圖案化操作的需求，且可以用很少的成本實(shí)施。在一個(gè)實(shí)施方式中，直通穿孔型(through-viatype)硅蝕刻被用于在等離子體蝕刻環(huán)境中完成切割工藝。針對例示的目的，圖1繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的要切割的半導(dǎo)體晶片的頂部平面圖。圖2繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的要切割的半導(dǎo)體晶片的頂部平面圖，所述半導(dǎo)體晶片上具有形成在晶片上的切割掩膜。

參見圖1，半導(dǎo)體晶片100具有多個(gè)區(qū)域102，多個(gè)區(qū)域102包括集成電路。區(qū)域102被垂直的切割道104與水平的切割道106分隔。切割道104與106為半導(dǎo)體晶片的不含有集成電路的區(qū)域，且切割道104與106被設(shè)計(jì)作為晶片將沿著被切割的位置。本發(fā)明的一些實(shí)施方式包括使用結(jié)合激光劃線與等離子體蝕刻技術(shù)沿著切割道而通過半導(dǎo)體晶片切割溝槽，使得晶粒分離成單獨(dú)的芯片或晶粒。因?yàn)榧す鈩澗€與等離子體蝕刻工藝均獨(dú)立于晶體結(jié)構(gòu)定向，要被切割的半導(dǎo)體晶片的晶體結(jié)構(gòu)可為非物質(zhì)的，以實(shí)現(xiàn)通過晶片的垂直溝槽。

參見圖2，半導(dǎo)體晶片100具有沉積在半導(dǎo)體晶片100上的掩膜200。在一個(gè)實(shí)施方式中，掩膜使用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行沉積，以達(dá)到大約4-10微米厚的層。在一個(gè)實(shí)施方式中，利用激光劃線工藝來圖案化掩膜200與半導(dǎo)體晶片100的一部分，以界定半導(dǎo)體晶片100被切割時(shí)所沿著的切割道104與106的位置(例如，間隙202與204)。半導(dǎo)體晶片100的集成電路區(qū)域被掩膜200覆蓋并保護(hù)。掩膜200的區(qū)域206被定位，使得在隨后的蝕刻工藝期間，集成電路不會被蝕刻工藝所劣化。水平的間隙204與垂直的間隙202形成于區(qū)域206之間，以界定在蝕刻工藝期間將被蝕刻從而最后分割半導(dǎo)體晶片100的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，半導(dǎo)體晶片100在激光劃線和/或等離子體蝕刻工藝的一者或兩者期間由晶片載體支撐。

如上所述，半導(dǎo)體基板可被uv釋放式切割膠帶固定至切割框。圖3a與圖3b分別繪示由傳統(tǒng)的基板載體支撐的半導(dǎo)體基板的橫截面視圖與對應(yīng)的平面視圖。

參見圖3a與圖3b，基板載體300包括由膠帶環(huán)或膠帶框304圍繞的一層襯背(backing)或切割膠帶302。晶片或基板306由基板載體300的切割膠帶302支撐?；遢d體300的組件可通過有基板支座308來支撐基板載體300(包括晶片或基板306)而被處理，如圖3a所示。

再次參見圖3a與圖3b，切割膠帶302的頂側(cè)(晶片或基板側(cè))是有粘性的，這是因?yàn)榇嬖趗v固化粘合劑。uv固化粘合劑將晶片或基板306輕輕地保持就位，允許晶片或基板306的輸送與切割。

再次參見圖3a與圖3b，若膠帶框(切割環(huán))、膠帶、與基板曝露在切割等離子體，來自切割等離子體的紫外線(uv)輻射很可能導(dǎo)致膠帶上的粘合劑固化并松開。因此，取決于基板的厚度,基板邊緣接著會開始松開，這會導(dǎo)致一種或多種現(xiàn)象：基板中的拉伸或壓縮應(yīng)力，以及當(dāng)前已經(jīng)切割的晶片的深度發(fā)生松開。例如，在基板的頂膜(例如，上方器件與鈍化層)中的凈拉伸應(yīng)力的狀況之下，基板的周邊邊緣會從膠帶升起。可預(yù)期的是，uv光將繼續(xù)對新升起的基板下方的粘合劑進(jìn)行曝光，直到基板周邊的大部分從切割膠帶分離。另外，一旦單片化已經(jīng)完成，單獨(dú)的晶粒將被松開，并且甚至可能在腔室中四處移動，這會導(dǎo)致災(zāi)難式的故障。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，保護(hù)性的蓋環(huán)被引入等離子體工藝腔室中，并作為等離子體切割腔室的一部分。作為示例，圖4a繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的位于基板載體上方的接近接觸蓋環(huán)的橫截面視圖。

參見圖4a，基板載體400(例如結(jié)合圖3a與圖3b所敘述的載體)被用于支撐晶片或基板406?；遢d體400包括被膠帶環(huán)或框404圍繞的襯背或切割膠帶402層。晶片或基板406由基板載體400的切割膠帶402支撐。基板載體400的組件可通過由基板支座408來支撐基板載體400(包括晶片或基板406)而被處理，如圖4a所示。

再次參見圖4a，如同圖3a的實(shí)例，在一個(gè)實(shí)施方式中，切割膠帶402的頂側(cè)(晶片或基板側(cè))是有粘性的，這是因?yàn)榇嬖趗v固化粘合劑。uv固化粘合劑將晶片或基板406輕輕地保持就位，允許晶片或基板406的輸送與切割。將了解到，在其他實(shí)施方式中，可使用非uv可固化的切割膠帶來取代uv可固化切割膠帶。

基板支座408可為夾盤，例如氦冷卻的靜電夾盤或被動式機(jī)械夾盤。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，圖4a的基板、載體與支撐組件包括樣品基板406，樣品基板406通過uv釋放式切割膠帶402固定在切割框404并且保持在支座408上。在具體的實(shí)施方式中，晶片或基板406直接附接到切割膠帶402。但是，在另一具體實(shí)施方式中，晶片或基板406通過插入的晶粒附接膜而附接到切割膠帶402。

再次參見圖4a，接近接觸蓋環(huán)410被定位在晶片或基板406與載體400組件上方。如同從橫截面視圖所見，接近接觸蓋環(huán)410包括外部框體412與內(nèi)部開孔414。在一個(gè)此種實(shí)施方式中，外部框體412為環(huán)形框體，且內(nèi)部開孔414為圓形開孔。在具體的實(shí)施方式中，從橫截面來看，框體具有上寬度(w1)與下凹陷寬度(w2)(從內(nèi)部開孔414凹陷)。所形成的接近接觸蓋環(huán)410的形狀可敘述為包括斜面416，斜面416具有懸垂表面418與周邊表面420。因此，在一個(gè)具體實(shí)施方式中，內(nèi)部開孔414具有上直徑(d1)，上直徑(d1)小于下直徑(d2)，如圖4a所示。在一個(gè)實(shí)施方式中，外部框體412由不銹鋼或耐熱的材料組成。

在準(zhǔn)備等離子體工藝時(shí)，接近接觸蓋環(huán)可降低到由基板支座支撐的切割框組件上。例如，圖4b繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的圖4a的接近接觸蓋環(huán)降低到圖4a的基板載體上時(shí)的橫截面視圖。

參見圖4b，接近接觸蓋環(huán)410降低到了載體400與晶片或基板406的組件上。如所描繪的，在一個(gè)實(shí)施方式中，接近蓋環(huán)410被降低，以最終提供與切割膠帶402接觸的外部框體412(膠帶到框體的接觸422)。也如所描繪的，在一個(gè)實(shí)施方式中，接近蓋環(huán)410的降低提供斜面416的懸垂表面418與晶片或基板406的上表面接觸(基板到框體的接觸424)。雖然未描繪，在一實(shí)施方式中，接近蓋環(huán)410的降低提供斜面416的周邊表面420與晶片或基板406的周邊表面接觸(即，在位置426處，位置426本身可敘述為晶片或基板406的斜面邊緣)。此外，雖然未描繪，在一個(gè)實(shí)施方式中，接近蓋環(huán)410的降低提供膠帶環(huán)或框404與接近蓋環(huán)410接觸和/或被接近蓋環(huán)410覆蓋。

將了解到，在一個(gè)實(shí)施方式中，接近蓋環(huán)410可僅實(shí)際接觸以下對象中的一個(gè)：切割膠帶402(即膠帶到框體的接觸422)、晶片或基板406的上表面(即基板到框體的接觸424)、晶片或基板406的周邊表面(即在位置426處)、或者膠帶環(huán)或框404。但是，在其他實(shí)施方式中，接近蓋環(huán)410實(shí)際接觸以下對象中的兩個(gè)或更多個(gè)，也可能是全部：切割膠帶402(即膠帶到框體的接觸422)、晶片或基板406的上表面(即基板到框體的接觸424)、晶片或基板406的周邊表面(即在位置426處)、或者膠帶環(huán)或框404。在并未實(shí)際接觸的位置中，接近蓋環(huán)410被敘述為接近那些位置。

或許更一般來說，一旦降低接近蓋環(huán)410，可敘述為緊密接近以及可能接觸(1)基板前表面，(2)周邊處的基板的斜面區(qū)域，(3)釋放式切割膠帶(可為uv釋放式切割膠帶)，或(4)基板載體的框。在一個(gè)實(shí)施方式中，在等離子體工藝之前，接近接觸蓋環(huán)410降低至基板載體400與晶片或基板406的組件上，以在等離子體工藝期間保護(hù)膠帶402的粘合劑免于等離子體產(chǎn)生的紫外線輻射。此外，在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)接觸到基板或基板斜面時(shí)，接近接觸蓋環(huán)410可起作用以圍繞基板邊緣維持切割膠帶與基板邊緣周圍的基板之間的積極接觸。將了解到，在敘述將接近接觸蓋環(huán)410帶至與載體組件一起時(shí)所提及的“被降低”或“降低”是相對的，且實(shí)際上可表示為：朝向接近接觸蓋環(huán)410升高載體400/基板406組件，或者朝向接近接觸蓋環(huán)410升高載體400/基板406組件并朝向載體400/基板406組件降低接近接觸蓋環(huán)410。

圖4c繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的圖4b的組件的平面視圖。參見圖4c，從上往下的來看，晶片或基板406的一部分由接近接觸蓋環(huán)410覆蓋。在一個(gè)此種實(shí)施方式中，晶片或基板406的最外面0.5-1.5毫米圍繞晶片或基板406的圓周被覆蓋。被覆蓋的部分可稱為晶片或基板406的排除區(qū)域，因?yàn)榇藚^(qū)域不用作晶粒區(qū)域。

與圖4b的繪示一致，在圖4c中，從上往下來看，切割膠帶402的一部分被曝露。但是，在其他實(shí)施方式中，接近接觸蓋環(huán)410覆蓋切割膠帶402的全部。在另外的其他實(shí)施方式中，為了保護(hù)載體膠帶和/或框，在等離子體工藝期間，額外的遮蔽環(huán)可與接近接觸蓋環(huán)410聯(lián)合使用。

因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，用于在蝕刻工藝期間保護(hù)載體400與基板406組件的蓋環(huán)410包括內(nèi)部開孔414，內(nèi)部開孔414具有直徑(d1)，直徑(d1)小于載體400與基板406組件的基板406的直徑。外部框體412圍繞內(nèi)部開孔414。外部框體412具有斜面416，用于容納載體400與基板406組件的基板406的最外部分。

再次參見接近接觸蓋環(huán)410的外部框體412的橫截面視圖，用于描繪下斜面區(qū)域的輪廓并不限于此。例如，圖5繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于接近接觸蓋環(huán)的幾何形狀的示例性選項(xiàng)的橫截面視圖。

參見圖5的(a)部分，作為參考，描繪了圖4a與圖4b的外部框體412的輪廓。如同圖5所示，外部框體412輪廓412包括斜面416，斜面416具有懸垂表面418(水平的)與周邊表面420(垂直的)。在一個(gè)實(shí)施方式中，輪廓(a)為簡單的輪廓，而允許接觸基板頂表面、膠帶、或以上兩者。

在另一實(shí)施方式中，參見圖5的(b)部分，外部框體輪廓412b包括斜面416b。斜面416b具有水平的懸垂表面418b與垂直的周邊表面420b，懸垂表面418b與周邊表面420b通過突伸的傾斜表面502來接合。在一個(gè)實(shí)施方式中，輪廓(b)允許接觸基板頂表面、膠帶、和基板斜面區(qū)域中的任意一個(gè)或全部。

在另一實(shí)施方式中，參見圖5的(c)部分，外部框體輪廓412c包括斜面416c。斜面416c具有水平的懸垂表面418c與垂直的周邊表面420c，懸垂表面418c與周邊表面420c通過凹陷的傾斜表面504來接合。將了解到，其他幾何形狀可適合于接近接觸蓋環(huán)的外部框體輪廓。在一個(gè)實(shí)施方式中，輪廓(c)允許接觸基板頂表面、膠帶表面、或以上兩者，且輪廓(c)具有額外增加的光阱區(qū)域506。在光阱區(qū)域506中，蓋環(huán)下方滲出的光可被捕捉，并且通過在光阱區(qū)域506內(nèi)多次反射而消失。

在任何情況中，在一個(gè)實(shí)施方式中，接近接觸蓋環(huán)的外部框體由不銹鋼組成。但是，在另一實(shí)施方式中，接近接觸蓋環(huán)的外部框體由耐熱塑料組成。在后一個(gè)實(shí)施方式的具體示例中，外部框體可由聚苯硫醚(polyphenylenesulfide，pps)組成。在一個(gè)實(shí)施方式中，接近接觸蓋環(huán)由實(shí)質(zhì)上(若非完全的)不透射uv輻射的材料組成。即，接近接觸蓋環(huán)會阻擋入射在接近接觸蓋環(huán)上的實(shí)質(zhì)上全部的uv輻射。

如同上述，接近接觸蓋環(huán)的尺寸可設(shè)計(jì)成延伸超過基板載體框的一部分或全部，以提供在等離子體工藝期間對基板載體框與膠帶的進(jìn)一步保護(hù)。作為示例，圖6a繪示了另一接近接觸蓋環(huán)降低到基板載體上時(shí)的橫截面視圖，且圖6b繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的圖6a的組件的平面視圖。

參見圖6a與圖6b，結(jié)合圖4a～圖4c所述的基板載體400/基板406組件被描繪為具有接近接觸蓋環(huán)600降低到組件的上方。接近接觸蓋環(huán)600具有覆蓋晶片或基板406的最外區(qū)域的部分606，且其中的開孔604曝露晶片或基板406的其余部分。接近接觸蓋環(huán)600的另一部分602覆蓋基板載體400的膠帶框404。雖然僅一般性地表示，在一個(gè)實(shí)施方式中，部分606可包括具有斜面的特征，如同結(jié)合圖5中所述的那樣。

再次參見圖6a與圖6b，使用時(shí)，接近接觸蓋環(huán)600被帶到緊密接近或接觸邊緣排除區(qū)域中的晶片或基板406。接近接觸蓋環(huán)600也表示為對另外曝露在晶片或基板406與切割膠帶框404之間的切割膠帶402提供保護(hù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述配置允許用于保護(hù)膠帶免于uv曝光，而且同時(shí)為基板載體400的切割膠帶402與框404提供額外的熱保護(hù)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，在等離子體工藝期間接近接觸蓋環(huán)相對于基板載體組件的接近或?qū)嶋H接觸的程度通過利用準(zhǔn)確位置控制的驅(qū)動機(jī)構(gòu)而被控制。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，使用具有編碼器與線性引導(dǎo)器(linearguide)的伺服馬達(dá)(servomotor)來提供此種控制。在一個(gè)實(shí)施方式中，晶片與接近接觸蓋環(huán)之間的距離作為等離子體工藝的一部分，并且在從零間距(接觸)到數(shù)百微米間距中的任何位置都受到控制。

在本實(shí)施方式的一個(gè)構(gòu)想中，蝕刻反應(yīng)器經(jīng)構(gòu)造來調(diào)節(jié)由基板載體支撐并且由接近接觸蓋環(huán)保護(hù)的晶片或基板的蝕刻。例如，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，圖11繪示了蝕刻反應(yīng)器的橫截面視圖。

參見圖7，蝕刻反應(yīng)器700包括腔室702。包括終端受動器704，以用于將基板載體706轉(zhuǎn)移到腔室702和從腔室702轉(zhuǎn)移出基板載體706。反應(yīng)耦合等離子體(inductivelycoupledplasma,icp)源708定位在腔室702的上方部分中。腔室702另外配備有節(jié)流閥710與渦輪分子泵712。蝕刻反應(yīng)器700也包括陰極組件714。

在容納基板或晶片載體706的區(qū)域上方包括有接近接觸蓋環(huán)組件715。在一個(gè)實(shí)施方式中，接近接觸蓋環(huán)組件715包括膠帶框升舉件。在一個(gè)實(shí)施方式中，接近接觸蓋環(huán)組件715為接近接觸蓋環(huán)或包括接近接觸蓋環(huán)，所述接近接觸蓋環(huán)是結(jié)合圖4a～圖4c、圖5、圖6a與圖6b所述的接近接觸蓋環(huán)?？砂ㄓ糜谝苿咏咏佑|環(huán)蓋的接近接觸蓋環(huán)致動器718。在一個(gè)此種實(shí)施方式中，接近接觸蓋環(huán)致動器718移動耦接膠帶框升舉件與接近接觸蓋環(huán)的單一升舉箍(lifthoop)。也可包括其他致動器，例如，用于移動基板載體升舉機(jī)構(gòu)的致動器716。在另外的其他實(shí)施方式中，為了保護(hù)載體膠帶及/或框，在等離子體工藝期間，額外的遮蔽環(huán)可與接近接觸蓋環(huán)組件715聯(lián)合使用。

在一個(gè)實(shí)施方式中，終端受動器704為設(shè)計(jì)成用于處理基板載體的尺寸的機(jī)器人葉片。在一個(gè)此種實(shí)施方式中，機(jī)器人終端受動器704在次大氣壓(真空)之下在轉(zhuǎn)移到蝕刻反應(yīng)器和從蝕刻反應(yīng)器轉(zhuǎn)移出的期間支撐膜框組件(例如，上述基板載體400)。終端受動器704包括特征以利用重力輔助而在x-y-z軸中支撐基板載體。終端受動器704也包括特征以相對于工藝工具的圓形特征(例如雙極型靜電夾盤的中心或圓形硅晶片的中心)來校準(zhǔn)與置中終端受動器。

在另一構(gòu)想中，圖8為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的表示切割半導(dǎo)體晶片的方法中的操作的流程圖800，，其中半導(dǎo)體晶片包括多個(gè)集成電路。圖9a～圖9c繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的包括多個(gè)集成電路的半導(dǎo)體晶片在執(zhí)行切割半導(dǎo)體晶片的方法的期間的橫截面視圖，對應(yīng)于流程圖800的操作。

參見流程圖800的選擇性操作802與對應(yīng)的圖9a，掩膜902形成于半導(dǎo)體晶片或基板904之上。掩膜902包括覆蓋與保護(hù)形成在半導(dǎo)體晶片904的表面上的集成電路906的一層。掩膜902也覆蓋形成在每個(gè)集成電路906之間的插入的切割道907。半導(dǎo)體晶片或基板904由基板載體914(僅描繪了基板載體914的膠帶部分)支撐，例如上述的基板載體400。在一個(gè)實(shí)施方式中，基板載體914包括一層襯背膠帶(襯背膠帶的一部分描繪為圖9a中的914)，襯背膠帶由膠帶環(huán)或框圍繞(未圖示)。在一個(gè)此種實(shí)施方式中，半導(dǎo)體晶片或基板904設(shè)置在晶粒附接膜916上，晶粒附接膜916設(shè)置在基板載體914上，如圖9a所示。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，形成掩膜902的步驟包括形成例如(但不限于)光刻膠層或i-線圖案層的層。例如，聚合體層(例如，光刻膠層)可由適合用于光刻工藝中的材料組成。在一個(gè)實(shí)施方式中，光刻膠層由正性光刻膠材料組成，例如(但不限于)248納米(nm)光刻膠、193nm光刻膠、157nm光刻膠、極紫外(extremeultra-violet,euv)光刻膠、或具有重氮萘醌敏化劑的酚醛樹脂基質(zhì)。在另一實(shí)施方式中，光刻膠層由負(fù)性光刻膠材料組成，例如(但不限于)聚順異戊二烯與聚乙烯基肉桂酸酯。

在另一實(shí)施方式中，掩膜902為水溶性掩膜層。在一個(gè)實(shí)施方式中，水溶性掩膜層輕易地可溶解于水媒介中。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，水溶性掩膜層由可溶于堿性溶液、酸性溶液、或去離子水中的一個(gè)或多個(gè)的材料組成。在一個(gè)實(shí)施方式中，水溶性掩膜層在曝露于加熱工藝時(shí)維持其自身的水溶性，例如在大約50-160攝氏度的范圍內(nèi)的加熱。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，水溶性掩膜層在曝露于激光與等離子體蝕刻單片化工藝中使用的腔室條件之后，仍可溶于水溶液中。在一個(gè)實(shí)施方式中，組成水溶性掩膜層的材料，例如(但不限于)聚乙烯醇、聚丙烯酸、葡聚醣、聚甲基丙烯酸、聚乙烯亞胺、或聚環(huán)氧乙烷。在一個(gè)具體實(shí)施方式中，水溶性掩膜層具有在水溶液中的蝕刻速度，所述蝕刻速度大約在每分鐘1-15微米的范圍中，且更具體地，大約為每分鐘1.3微米。

在另一實(shí)施方式中，掩膜902為uv可固化掩膜層。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述掩膜層具有對uv光的易感性，uv光可以將uv可固化層的粘合性降低至少大約80％。在一個(gè)此種實(shí)施方式中，uv層由聚氯乙烯或丙烯酸類的材料組成。在一個(gè)實(shí)施方式中，uv可固化層由材料或材料堆疊組成，所述材料或材料堆疊具有曝露至uv光時(shí)會弱化的粘合特性。在一個(gè)實(shí)施方式中，uv可固化粘合膜對于大約365nm的uv光具有敏感性。在一個(gè)此種實(shí)施方式中，此敏感性使得使用led光來執(zhí)行固化成為可能。

在一個(gè)實(shí)施方式中，半導(dǎo)體晶片或基板904由適于承受制造工藝的材料組成，且在所述材料上可合適地設(shè)置半導(dǎo)體工藝層。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，半導(dǎo)體晶片或基板904由iv族類型的材料組成，例如(但不限于)結(jié)晶硅、鍺、或硅/鍺。在一個(gè)具體實(shí)施方式中，提供半導(dǎo)體晶片904的步驟包括提供單晶硅基板。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，單晶硅基板摻雜有雜質(zhì)原子。在另一實(shí)施方式中，半導(dǎo)體晶片或基板904由iii-v材料組成，諸如例如用于發(fā)光二極管(led)制造中的iii-v材料基板。

在一個(gè)實(shí)施方式中，半導(dǎo)體晶片或基板904具有大約300微米或更小的厚度。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，塊狀單晶硅基板在固定到晶粒附接膜916之前從背側(cè)薄化。所述薄化可通過背側(cè)研磨工藝來執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施方式中，塊狀單晶硅基板被薄化至大約50-300微米范圍內(nèi)的厚度。重要的是要注意到，在一個(gè)實(shí)施方式中，所述薄化在激光燒蝕與等離子體蝕刻切割工藝之前被執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施方式中，晶粒附接膜916(或者可以將薄化的或薄的晶片或基板接合到基板載體914的任何合適的替代物)具有大約20微米的厚度。

在一個(gè)實(shí)施方式中，半導(dǎo)體晶片或基板904已經(jīng)在半導(dǎo)體晶片或基板904上或半導(dǎo)體晶片或基板904中設(shè)置有半導(dǎo)體器件陣列，作為集成電路906的一部分。此種半導(dǎo)體器件的示例包括(但不限于)制造在硅基板中且封裝在電介質(zhì)層中的存儲器器件或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)晶體管。多個(gè)金屬互連(metalinterconnect)可形成在這些器件或晶體管上方且在圍繞的電介質(zhì)層中，且多個(gè)金屬互連可用于電耦接這些器件或晶體管，以形成集成電路906。構(gòu)成切割道907的材料可與那些用于形成集成電路906的材料相似或相同。例如，切割道907可由電介質(zhì)材料層、半導(dǎo)體材料層、與金屬化層組成。在一個(gè)實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)切割道907包括測試器件，測試器件與集成電路906的實(shí)際器件類似。

參見流程圖800的選擇性操作804與對應(yīng)的圖9b，利用激光劃線工藝將掩膜902圖案化，以提供具有間隙910的圖案化掩膜908，曝露位于集成電路906之間的半導(dǎo)體晶片或基板904的區(qū)域。在一個(gè)此種實(shí)施方式中，激光劃線工藝為飛秒型激光劃線工藝。激光劃線工藝被用于移除最初的形成在集成電路906之間的切割道907的材料。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，利用激光劃線工藝來圖案化所述掩膜902的步驟包括：形成溝槽912，溝槽912部分地進(jìn)入集成電路906之間的半導(dǎo)體晶片904的區(qū)域中，如圖9b所示。

在一個(gè)實(shí)施方式中，利用激光劃線工藝來圖案化所述掩膜902的步驟包括使用具有在飛秒范圍內(nèi)的脈沖寬度的激光。具體地，具有波長在可見光頻譜以及紫外光(uv)與紅外光(ir)范圍(共計(jì)為寬帶光頻譜)的激光可用于提供飛秒型激光，即，具有脈沖寬度在飛秒(10^-15秒)級數(shù)的激光。在一個(gè)實(shí)施方式中，燒蝕并非(或?qū)嵸|(zhì)上并非)依賴波長，且因此適于復(fù)雜的膜，例如掩膜902、切割道907以及可能還有半導(dǎo)體晶片或基板904的一部分的膜。通過使用具有脈沖寬度在飛秒范圍內(nèi)的激光，熱損傷問題可被減輕或消除。損傷的減輕或消除可能是由于缺少低能量再耦合(lowenergyrecoupling)(如同皮秒型激光燒蝕所見的那樣)或缺少熱平衡(如同納秒型激光燒蝕所見的那樣)。

激光參數(shù)的選擇(例如脈沖寬度)對于開發(fā)出成功的激光劃線與切割工藝來最少化碎裂、微裂痕與脫層(delamination)而達(dá)到干凈的激光劃線切痕是關(guān)鍵的。激光劃線切痕越干凈，則可執(zhí)行以用于最終的晶粒單片化的蝕刻工藝越平順。在半導(dǎo)體器件晶片中，許多不同材料類型(例如導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體)與厚度的功能層通常設(shè)置在晶片上。此種材料可包括(但不限于)有機(jī)材料(例如聚合體)、金屬、或無機(jī)電介質(zhì)(例如二氧化硅與氮化硅)。

相比之下，若選擇了并非最佳的激光參數(shù)，在包括二層或更多層的無機(jī)電介質(zhì)、有機(jī)電介質(zhì)、半導(dǎo)體、或金屬的堆疊結(jié)構(gòu)中，激光燒蝕工藝會導(dǎo)致脫層的問題。例如，激光穿透高帶隙能量電介質(zhì)(例如具有大約9ev帶隙的二氧化硅)而沒有可量測到的吸收。但是，激光能量會在下面的金屬或硅層中被吸收，導(dǎo)致金屬或硅層的顯著蒸發(fā)。所述蒸發(fā)會產(chǎn)生高壓，以剝離(lift-off)上面的二氧化硅電介質(zhì)層，且潛在地導(dǎo)致層與層之間嚴(yán)重的脫層與微破裂。在一個(gè)實(shí)施方式中，雖然皮秒型激光照射工藝在復(fù)雜的堆疊中導(dǎo)致微破裂與脫層，飛秒型激光照射工藝已經(jīng)證明不會導(dǎo)致相同材料堆疊的微破裂或脫層。

為了可以直接燒蝕電介質(zhì)層，可能需要發(fā)生電介質(zhì)材料的離子化，使得通過強(qiáng)力吸收光子使電介質(zhì)材料的表現(xiàn)與導(dǎo)電材料類似。所述吸收在最終燒蝕電介質(zhì)層之前可阻擋大多數(shù)的激光能量穿透到下面的硅或金屬層。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)激光強(qiáng)度足夠高以在無機(jī)電介質(zhì)材料中激發(fā)光子離子化和沖擊電離時(shí)，無機(jī)電介質(zhì)的離子化是可行的。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，使用通常導(dǎo)致各種材料的非線性交互作用的高峰值強(qiáng)度(輻照度(irradiance))來特征化合適的飛秒型激光工藝。在一個(gè)此種實(shí)施方式中，飛秒激光源具有大約在10飛秒至500飛秒的范圍內(nèi)的脈沖寬度，但是較佳地在100飛秒至400飛秒的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，飛秒激光源具有大約在1570納米至200納米的范圍內(nèi)的波長，但是較佳地在540納米至250納米的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，激光與對應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)在工作表面處提供的焦點(diǎn)大約在3微米至15微米的范圍內(nèi)，但是較佳地大約在5微米至10微米的范圍內(nèi)。

在工作表面處的空間光束分布可為單一模式(高斯(gaussian))或具有形狀為帽頂(top-hat)的分布。在一個(gè)實(shí)施方式中，激光源具有大約在200khz至10mhz的范圍內(nèi)的脈沖重復(fù)率，但是較佳地大約在500khz至5mhz的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，激光源傳送在工作表面處的脈沖能量大約在0.5uj至100uj的范圍內(nèi)，但是較佳地大約在1uj至5uj的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，激光劃線工藝沿著工件表面以大約500mm/sec至5m/sec的范圍內(nèi)的速度行進(jìn)，但是較佳地在大約600mm/sec至2m/sec的范圍內(nèi)。

劃線工藝可僅運(yùn)行單次通過，或多次通過，但是在一個(gè)實(shí)施方式中，較佳地為1-2次通過。在一個(gè)實(shí)施方式中，工件中的劃線深度大約在5微米至50微米的深度范圍內(nèi)，較佳地大約在10微米至20微米的深度范圍內(nèi)。激光可在給定脈沖重復(fù)率的單脈沖串中被施加或在脈沖突發(fā)串中被施加。在一個(gè)實(shí)施方式中，產(chǎn)生的激光束的切口寬度大約在2微米至15微米的范圍內(nèi)，但是在硅晶片劃線/切割中較佳地大約在6微米至10微米的范圍內(nèi)(在器件/硅界面處量測得到)。

可與益處與優(yōu)點(diǎn)一起來選擇激光參數(shù)，例如提供足夠高的激光強(qiáng)度，以達(dá)成無機(jī)電介質(zhì)(例如，二氧化硅)的離子化并在直接燒蝕無機(jī)電介質(zhì)之前最小化由下層損傷而導(dǎo)致的碎裂與脫層。另外，參數(shù)可經(jīng)選擇，以提供工業(yè)應(yīng)用上具有準(zhǔn)確控制的燒蝕寬度(例如切口寬度)與深度的重要的工藝產(chǎn)量。如同上述，相較于皮秒型與納秒型激光燒蝕工藝，飛秒型激光更適合于提供此種優(yōu)點(diǎn)。但是，即使在飛秒型激光燒蝕的頻譜中，某些波長可提供比其他波長更佳的性能。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，相較于具有更靠近ir范圍或在ir范圍中的波長的飛秒型激光工藝，具有更靠近uv范圍或在uv范圍中的波長放的飛秒型激光工藝可提供更干凈的燒蝕工藝。在具體的此種實(shí)施方式中，適于半導(dǎo)體晶片或基板劃線的飛秒型激光工藝是基于具有大約小于或等于540納米的波長的激光。在特定的此種實(shí)施方式中，使用具有大約小于或等于540納米的波長、大約小于或等于400飛秒的脈沖的激光。但是，在替代的實(shí)施方式中，使用雙激光波長(例如ir激光與uv激光的組合)。

參見流程圖800的操作806，半導(dǎo)體晶片或基板904的一部分覆蓋有接近接觸蓋環(huán)，例如，以在等離子體蝕刻期間保護(hù)基板載體914的膠帶與膠帶框和/或固定半導(dǎo)體晶片或基板904。在一個(gè)實(shí)施方式中，接近接觸蓋環(huán)曝露出半導(dǎo)體晶片或基板904的一部分(但非全部)，如同上面結(jié)合圖4c與圖6b所述的那樣。在一個(gè)實(shí)施方式中，接近接觸蓋環(huán)與結(jié)合圖4a～圖4c、圖5、圖6a與圖6b所述的接近接觸蓋環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)相同或相似。在另外的其他實(shí)施方式中，為了保護(hù)載體膠帶及/或框，在等離子體工藝期間，額外的遮蔽環(huán)可與接近接觸蓋環(huán)聯(lián)合使用。

參見流程圖800的操作808與對應(yīng)的圖9c，半導(dǎo)體晶片或基板904接著通過圖案化掩膜908中的間隙910來進(jìn)行蝕刻，以單片化這些集成電路906。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，蝕刻半導(dǎo)體晶片904的步驟包括蝕刻來延伸利用激光劃線工藝形成的溝槽912，且最終完全蝕刻通過半導(dǎo)體晶片或基板904，如圖9c所示。

在一個(gè)實(shí)施方式中，蝕刻半導(dǎo)體晶片或基板904的步驟包括使用等離子體蝕刻工藝。在一個(gè)實(shí)施方式中，使用直通硅穿孔(through-siliconvia)類型的蝕刻工藝。例如，在一個(gè)具體實(shí)施方式中，半導(dǎo)體晶片或基板904的材料的蝕刻速度大于每分鐘25微米。超高密度的等離子體源可用于晶粒單片化工藝中的等離子體蝕刻部分。適于執(zhí)行此種等離子體蝕刻工藝的工藝腔室的示例為可從美國加州的桑尼維爾(sunnyvale)的應(yīng)用材料公司取得的appliedcenturavisilvia^tmetch系統(tǒng)。appliedcenturaavia使用。性^tmetch系統(tǒng)結(jié)合了電容性與電感性rf耦合，相較于僅有電容性耦合所可能賦予的控制(即使有磁性增強(qiáng)所提供的改良)，這賦予對于離子密度與離子能量多得多的獨(dú)立控制。此結(jié)合可實(shí)現(xiàn)離子密度與離子能量的有效的去耦合，以達(dá)到較高密度的等離子體而沒有高的、潛在損傷性的dc偏置電平，即使在非常低的壓力時(shí)。這導(dǎo)致超寬的工藝窗口。但是，可使用可以蝕刻硅的任何等離子體蝕刻腔室。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，使用深硅蝕刻來以大于傳統(tǒng)硅蝕刻速度大約40％的蝕刻速度來蝕刻單晶硅基板或晶片1304，同時(shí)維持基本準(zhǔn)確的輪廓控制與幾乎無扇形的側(cè)壁。在一個(gè)具體實(shí)施方式中，使用直通硅穿孔類型的蝕刻工藝。所述蝕刻工藝基于從反應(yīng)氣體產(chǎn)生的等離子體，所述反應(yīng)氣體通常為氟類氣體，例如sf6、c4f8、chf3、xef2，或者可以以較快的蝕刻速度來蝕刻硅的任何其他反應(yīng)物氣體。但是，在一個(gè)實(shí)施方式中，使用了包括形成扇形輪廓的博世(bosch)工藝。

在一個(gè)實(shí)施方式中，單片化的步驟可進(jìn)一步包括晶粒附接膜916的圖案化。在一個(gè)實(shí)施方式中，晶粒附接膜916通過例如(但不限于)激光燒蝕、干式(等離子體)蝕刻或濕式蝕刻的技術(shù)來圖案化。在一個(gè)實(shí)施方式中，晶粒附接膜916的圖案化的順序在單片化工藝的激光劃線與等離子體蝕刻部分之后，以提供晶粒附接膜部分918，如圖9c所示。在一個(gè)實(shí)施方式中，在單片化工藝的激光劃線與等離子體蝕刻部分之后，移除圖案化掩膜908，者也描繪在了圖9c中。圖案化掩膜908可在晶粒附接膜916的圖案化之前、期間、或之后被移除。在一個(gè)實(shí)施方式中，半導(dǎo)體晶片或基板904在由基板載體914支撐且被接近接觸蓋環(huán)保護(hù)時(shí)被蝕刻。在一個(gè)實(shí)施方式中，晶粒附接膜916也在設(shè)置于基板載體914上時(shí)且半導(dǎo)體晶片或基板904被接近接觸蓋環(huán)保護(hù)時(shí)被圖案化。

因此，再次參見流程圖800與圖9a～圖9c，晶片切割通過最初激光燒蝕通過掩膜、通過晶片切割道(包括金屬化層)、以及部分進(jìn)入硅基板而被執(zhí)行。激光脈沖寬度可選擇在飛秒范圍內(nèi)。接著，通過隨后的直通硅的深等離子體蝕刻可完成晶粒單片化。在一個(gè)實(shí)施方式中，接近接觸蓋環(huán)在切割工藝的蝕刻部分期間實(shí)施。另外，可執(zhí)行晶粒附接膜的曝露部分的移除，以提供已單片化的集成電路，每個(gè)集成電路上具有一部分的晶粒附接膜。單獨(dú)的集成電路(包括晶粒附接膜部分)可接著從基板載體914移除，如圖9c所示。在一個(gè)實(shí)施方式中，已單片化的集成電路從基板載體914移除以用于封裝。在一個(gè)此種實(shí)施方式中，圖案化的晶粒附接膜918保留在了每個(gè)集成電路的背側(cè)上并包括在了最后的封裝中。但是，在另一實(shí)施方式中，圖案化的晶粒附接膜914在單片化工藝之后或期間被移除。

單一工藝工具可經(jīng)構(gòu)造來執(zhí)行混合式激光燒蝕與等離子體蝕刻單片化工藝中的許多或所有操作。例如，圖10繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于激光與等離子體切割晶片或基板的工具布局的方塊圖。

參見圖10，工藝工具1000包括工廠接口1002(factoryinterface,fi)，工廠接口1002具有多個(gè)耦接工廠接口1002的負(fù)載鎖1004。集群工具1006耦接于工廠接口1002。集群工具1006包括一個(gè)或多個(gè)等離子體蝕刻腔室，例如等離子體蝕刻腔室1008。激光劃線設(shè)備1010也耦接于工廠接口1002。在一個(gè)實(shí)施方式中，工藝工具1000的整體占地面積可為大約3500毫米(3.5米)×大約3800毫米(3.8米)，如圖10所示。

在一個(gè)實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)等離子體蝕刻腔室1008經(jīng)構(gòu)造用于通過圖案化掩膜中的間隙來蝕刻晶片或基板，從而單片化多個(gè)集成電路。在一個(gè)此種實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)等離子體蝕刻腔室1008經(jīng)構(gòu)造來執(zhí)行深硅蝕刻工藝。在一個(gè)具體實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)等離子體蝕刻腔室1008為可從美國加州的桑尼維爾(sunnyvale)的應(yīng)用材料公司取得的appliedcenturaace接板他反應(yīng)^tmetch系統(tǒng)。所述蝕刻腔室可被特別設(shè)計(jì)來用于深硅蝕刻，深硅蝕刻用于產(chǎn)生容納在單晶硅基板或晶片中或容納在單晶硅基板或晶片上的單片化集成電路。在一個(gè)實(shí)施方式中，高密度等離子體源被包括在等離子體蝕刻腔室1008中，以促進(jìn)高硅蝕刻速度。在一個(gè)實(shí)施方式中，多于一個(gè)的蝕刻腔室被包括在工藝工具1000的集群工具1006部分中，以實(shí)現(xiàn)單片化或切割工藝的高制造產(chǎn)量。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，至少一個(gè)蝕刻腔室808配備有接近接觸蓋環(huán)，例如結(jié)合圖4a～圖4c、圖5、圖6a與圖6b所述的接近接觸蓋環(huán)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，激光劃線設(shè)備1010容納有飛秒型激光。飛秒型激光可適于執(zhí)行混合式激光與蝕刻單片化工藝的激光燒蝕部分，例如上述的激光燒蝕工藝。在一個(gè)實(shí)施方式中，可移動臺也包括在激光劃線設(shè)備1000中，可移動臺經(jīng)構(gòu)造以相對于飛秒型激光移動晶片或基板(或其載體)。在一個(gè)具體實(shí)施方式中，飛秒型激光也是能夠移動的。在一個(gè)實(shí)施方式中，激光劃線設(shè)備1010的整體占地面積可為大約2240毫米×大約1270毫米，如圖10所示。

工廠接口1002可為合適的大氣端口，在具有激光劃線設(shè)備1010的外部制造設(shè)備和集群工具1006之間進(jìn)行接合。工廠接口1002可包括具有手臂或葉片的機(jī)器人，用于從儲存單元(例如前開孔統(tǒng)一容器)將晶片(或其載體)轉(zhuǎn)移進(jìn)入集群工具1006或激光劃線設(shè)備1010、或上述兩者中。

集群工具1006可包括適于執(zhí)行單片化方法中的功能的其他腔室。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，取代額外的蝕刻腔室，包括有沉積腔室1012。沉積腔室1012可經(jīng)構(gòu)造以在激光劃線晶片或基板之前，在晶片或基板的器件層上或晶片或基板的器件層的上方進(jìn)行掩膜沉積。在一個(gè)此種實(shí)施方式中，沉積腔室1012適于沉積水溶性掩膜層。在另一實(shí)施方式中，取代額外的蝕刻腔室，包括有干式/濕式處理站1014。在晶片或基板的激光劃線與等離子體蝕刻單片化工藝之后，干式/濕式處理站可適于清潔殘留物與碎片，或者適于移除水溶性掩膜。在一個(gè)實(shí)施方式中，也包括有計(jì)量站，以作為工藝工具1000的元件。

共同參見圖7與圖10，在一個(gè)實(shí)施方式中，單片化工藝可容納在系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)的尺寸經(jīng)設(shè)計(jì)而可以接收例如基板載體400的基板載體。在一個(gè)此種實(shí)施方式中，系統(tǒng)(例如系統(tǒng)700或1000)可容納晶片框，而不會影響系統(tǒng)的占地面積，所述系統(tǒng)的占地面積的尺寸經(jīng)設(shè)計(jì)以容納不被基板載體支撐的基板或晶片。在一個(gè)實(shí)施方式中，此種工藝系統(tǒng)的尺寸經(jīng)設(shè)計(jì)以容納直徑300毫米的晶片或基板。相同的系統(tǒng)可容納大約380毫米寬×380毫米長的晶片載體，如圖3b、圖4c與圖6b所示。但是，將了解到，系統(tǒng)可經(jīng)設(shè)計(jì)來處理450毫米的晶片或基板，或更具體地為450毫米的晶片或基板載體。

本發(fā)明的實(shí)施方式可提供作為電腦程序產(chǎn)品或軟件，電腦程序產(chǎn)品或軟件可包括機(jī)器可讀取媒介，所述機(jī)器可讀取媒介上儲存有指令，所述指令可用于編程電腦系統(tǒng)(或其他電子器件)，以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的工藝。在一個(gè)實(shí)施方式中，電腦系統(tǒng)耦接于結(jié)合圖7所述的工藝工具700或結(jié)合圖10所述的工藝工具1000。機(jī)器可讀取媒介包括用于以機(jī)器(例如電腦)可讀取的格式儲存或傳輸信息的任何機(jī)構(gòu)。例如，機(jī)器可讀取(例如電腦可讀取)媒介包括機(jī)器(例如電腦)可讀取的儲存媒介(例如只讀存儲區(qū)(“rom”)、隨機(jī)存取存儲器(“ram”)、磁盤儲存媒介、光學(xué)儲存媒介、閃存存儲器器件等)、機(jī)器(例如電腦)可讀取傳輸媒介(電性、光學(xué)、聲學(xué)或其他格式的傳輸信號(例如紅外線信號、數(shù)字信號等))等。

圖11繪示了以電腦系統(tǒng)1100的示例形式的機(jī)器的示意圖，電腦系統(tǒng)1100內(nèi)具有可執(zhí)行指令集，以使機(jī)器執(zhí)行本文所述的任何一個(gè)或多個(gè)方法(例如端點(diǎn)偵測)。在替代的實(shí)施方式中，機(jī)器可連接(例如聯(lián)網(wǎng))至局域網(wǎng)絡(luò)(lan)、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、外部網(wǎng)絡(luò)、或互聯(lián)網(wǎng)中的其他機(jī)器。所述機(jī)器可在客戶端-服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的服務(wù)器或客戶端機(jī)器的能力下進(jìn)行操作，或者作為點(diǎn)對點(diǎn)(或分散式)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的節(jié)點(diǎn)機(jī)器。所述機(jī)器可為個(gè)人電腦(pc)、平板pc、機(jī)頂盒(stb)、掌上電腦(pda)、手機(jī)、網(wǎng)頁設(shè)備、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)路由器、交換器或網(wǎng)橋、或可以執(zhí)行指令集(連續(xù)地或以其他形式)的任何機(jī)器，所述指令集指定了所述機(jī)器要采取的作動。另外，雖然僅繪示了單一機(jī)器，用語“機(jī)器”也應(yīng)視為包括單獨(dú)地或聯(lián)合地執(zhí)行指令集(或多個(gè)指令集)的任何機(jī)器(例如電腦)集，以執(zhí)行本文所述的任何一個(gè)或多個(gè)方法。

示例的電腦系統(tǒng)1100包括處理器1102、主要存儲器1104(例如只讀存儲器(rom)、閃存存儲器、諸如同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(sdram)或rambus動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(rdram)的動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(dram)等)、靜態(tài)存儲器1106(例如，閃存存儲器、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(sram)等)、與二級存儲器1118(例如，數(shù)據(jù)儲存器件)，這些元件經(jīng)由總線1130而彼此通信。

處理器1102代表一個(gè)或多個(gè)通用目的處理器件，例如微處理器、中央處理單元、或類似的處理器件。更具體地，處理器1102可為復(fù)雜指令集運(yùn)算(complexinstructionsetcomputing,cisc)微處理器、精簡指令集運(yùn)算(reducedinstructionsetcomputing,risc)微處理器、超長指令字(verylonginstructionword,vliw)微處理器、實(shí)行其他指令集的處理器、或?qū)嵭薪M合的指令集的處理器。處理器1102也可為一個(gè)或多個(gè)專用目的處理器件，例如特殊應(yīng)用集成電路(asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)、數(shù)位信號處理器(dsp)、網(wǎng)絡(luò)處理器、或類似的處理器件。處理器1102經(jīng)構(gòu)造來執(zhí)行處理邏輯1126，處理邏輯1126用于執(zhí)行本文所述的操作。

電腦系統(tǒng)1100可進(jìn)一步包括網(wǎng)絡(luò)接口器件1108。電腦系統(tǒng)1100也可包括視頻顯示器單元1110(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))、字母數(shù)字輸入器件1112(例如鍵盤)、光標(biāo)控制器件1114(例如鼠標(biāo))、與信號產(chǎn)生器件1116(例如揚(yáng)聲器)。

二級存儲器1118可包括機(jī)器可存取儲存媒介(或更具體地，電腦可讀取儲存媒介)1132，機(jī)器可存取儲存媒介上儲存有一個(gè)或多個(gè)指令集(例如軟件1122)，所述指令集實(shí)行本文所述的任何一個(gè)或多個(gè)方法或功能。軟件1122也可在其被電腦系統(tǒng)1100執(zhí)行的期間全部或至少部分地暫存在主要存儲器1104和/或處理器1102內(nèi)，主要存儲器1104與處理器1102也構(gòu)成了機(jī)器可讀取儲存媒介。軟件1122可進(jìn)一步經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口器件1108在網(wǎng)絡(luò)1120上傳送或接收。

雖然機(jī)器可存取儲存媒介1132在示例性實(shí)施方式中表示為單一媒介，用語“機(jī)器可讀取儲存媒介”應(yīng)視為包括儲存一個(gè)或多個(gè)指令集的單一媒介或多個(gè)媒介(例如集中式或分散式數(shù)據(jù)庫，和/或相關(guān)的緩存與服務(wù)器)。用語“機(jī)器可讀取儲存媒介”也應(yīng)視為包括可以儲存或編碼用于機(jī)器執(zhí)行的指令集并且使所述機(jī)器執(zhí)行本發(fā)明的任何一個(gè)或多個(gè)方法的任何媒介。因此，用語“機(jī)器可讀取儲存媒介”應(yīng)視為包括(但不限于)：固態(tài)存儲器、以及光學(xué)與磁性媒介。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，機(jī)器可存取儲存媒介具有儲存在機(jī)器可存取儲存媒介的指令，所述指令使數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行一種切割半導(dǎo)體晶片的方法(所述半導(dǎo)體晶片之上或之中具有多個(gè)集成電路)。

因此，公開了用于切割半導(dǎo)體晶片的方法與載體，其中每個(gè)晶片具有多個(gè)集成電路。