用于以激光及等離子體蝕刻切割基板的多層掩模的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種切割具有多個(gè)IC的基板的方法。一種方法包括形成多層掩模，該多層掩模包含位于半導(dǎo)體基板上的可溶于溶劑中的第一掩模材料層及位于該第一掩模材料層上的不溶于該溶劑中的第二掩模材料層。使用激光劃線工藝對(duì)該多層掩模進(jìn)行圖案化以提供具有間隙的圖案化掩模。圖案化暴露基板介于IC之間的區(qū)域。隨后，利用第二掩模材料層保護(hù)第一掩模材料層免受至少一部分等離子體蝕刻，對(duì)該基板進(jìn)行等離子體蝕刻至貫穿圖案化掩模中的間隙，以單體化IC。在單體化之后溶解可溶材料層以去除多層掩模。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于以激光及等離子體蝕刻切割基板的多層掩模
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體處理領(lǐng)域，尤其涉及當(dāng)每個(gè)基板上具有集成電路(IC)時(shí)，用以切割基板的掩模方法。
[0002]現(xiàn)有技術(shù)的背景描述
[0003]在半導(dǎo)體基板處理中，于基板(亦稱(chēng)晶圓)上形成1C，基板通常由硅或其它半導(dǎo)體材料組成。一般使用各種材料(材料是半導(dǎo)電的、導(dǎo)電的或絕緣的)的膜層形成1C。使用各種已知工藝對(duì)此等材料進(jìn)行摻雜、沉積和蝕刻而在同一個(gè)基板上平行且同時(shí)形成多個(gè)1C，例如存儲(chǔ)器器件、邏輯器件、光伏打器件等等。
[0004]于器件形成之后，將基板放置在支撐構(gòu)件(例如張掛在膜框架上的黏性膜)上，并“切割(dice)”該基板以使每個(gè)個(gè)體器件或“管芯(die)”彼此分開(kāi)以進(jìn)行封裝，等等。目前兩種最常用的切割技術(shù)為劃線(scribing)和鋸切(sawing)。就劃線而言,使鉆石尖頭劃線刀沿著預(yù)先形成的劃線在基板表面上移動(dòng)。當(dāng)例如利用滾子(roller)施加壓力時(shí)，基板會(huì)順著這些劃線分開(kāi)。就鋸切法而言，以鉆石尖頭鋸刀沿著通道(street)切割基板。對(duì)于薄基板單體化，例如厚度< 150微米的塊狀硅單體化而言，常規(guī)方法僅能得到差劣的工藝質(zhì)量。從薄基板上單體化管芯時(shí)所需面對(duì)的一些挑戰(zhàn)可能包括微裂紋形成或不同層之間的分層(delamination)、無(wú)機(jī)介電層碎裂化(chipping)、保持嚴(yán)格切口寬度控制或精準(zhǔn)消融深度控制。
[0005]雖然亦曾想過(guò)采用等離子體切割法，然而用于圖案化光刻膠的標(biāo)準(zhǔn)平版印刷術(shù)可能使實(shí)施成本高得驚人。另一個(gè)可能妨礙實(shí)施等離子體切割法的限制條件是當(dāng)以等離子體法處理常用金屬(例如銅)而沿著通道進(jìn)行切割時(shí)可能引發(fā)產(chǎn)品問(wèn)題或產(chǎn)量限制。最后，取決于特別是基板的厚度和頂表面地形、等離子體蝕刻的選擇性和可從存在于基板頂表面上的材料上選擇性地移除掩模，該等離子體切割工藝的掩模操作可能存在一些問(wèn)題。
[0006]概要
[0007]本發(fā)明的實(shí)施例包含掩模半導(dǎo)體基板以進(jìn)行混合式(hybrid)切割工藝的方法，該混合式切割工藝包含激光劃線和等離子體蝕刻兩者。
[0008]在實(shí)施例中，一種切割具有多個(gè)IC的半導(dǎo)體基板的方法包括:在半導(dǎo)體基板上形成掩模(mask)，該掩模包含多個(gè)不同材料層，覆蓋并保護(hù)1C。使用激光劃線工藝對(duì)該掩模進(jìn)行圖案化，藉以提供具有多個(gè)間隙的圖案化掩模，從而暴露該基板介于IC之間的區(qū)域。隨后等離子體蝕刻該基板至貫穿該圖案化掩模中的間隙以將IC單體化成芯片。
[0009]在另一實(shí)施例中，用于切割半導(dǎo)體基板的系統(tǒng)包含飛秒激光、等離子體蝕刻腔室及掩模沉積模塊，且上述激光、腔室和模塊皆耦合至同一個(gè)平臺(tái)。一種用于切割具有多個(gè)IC的基板的系統(tǒng)，可包括:激光劃線模塊，用于對(duì)多層掩模進(jìn)行圖案化并暴露基板介于IC之間的區(qū)域；物理地耦合至激光劃線模塊的等離子體模塊，用于通過(guò)對(duì)基板進(jìn)行等離子體蝕刻來(lái)單體化IC ;機(jī)器人移送室，用于將經(jīng)激光劃線的基板從激光劃線模塊移送至等離子體蝕刻模塊，以及掩模形成模塊或溶劑濕法清潔模塊的至少一個(gè)，該掩模形成模塊包括旋涂器或化學(xué)氣相沉積(CVD)室。在進(jìn)一步實(shí)施例中，激光劃線包括飛秒激光，該飛秒激光具有小于或等于540納米的波長(zhǎng)以及小于或等于400飛秒的脈沖寬度。在進(jìn)一步實(shí)施例中，掩模形成模塊中的化學(xué)氣相沉積(CVD)室用于沉積CVD碳層。在進(jìn)一步實(shí)施例中，等離子體蝕刻腔室被耦合至SF6以及C4F8和C4F6中的至少一個(gè)。
[0010]在另一實(shí)施例中，切割具有多個(gè)IC的基板的方法包括形成雙層掩模，該雙層掩模包含位于硅基板的正面上的可溶性材料層，例如聚(乙烯醇)的材料層。位于該可溶性材料層上的是非可溶性材料層，例如光刻膠或聚酰亞胺(PI)。雙層掩模覆蓋并保護(hù)設(shè)置在基板正面上的1C。IC包含銅凸塊頂表面(copper bumped top surface),該銅凸塊頂表面具有被鈍化層(例如聚酰亞胺(PD)所環(huán)繞的多個(gè)凸塊(bumps)。位于這些凸塊和鈍化層下方的表面下薄膜包含低K層間介電(ILD)層和銅互聯(lián)層(layer ofcopper interconnect)。使用飛秒激光劃線工藝對(duì)雙層掩模、鈍化層和表面下薄膜進(jìn)行圖案化以暴露出該硅基板介于IC之間的區(qū)域。使用深硅等離子體蝕刻工藝蝕刻硅基板至貫穿間隙，藉以切割1C，隨后以濕法處理雙層掩模以溶解可溶層并揭除非可溶層。
[0011]在一個(gè)特定實(shí)施例中，一種切割包括多個(gè)IC的半導(dǎo)體基板的方法，該方法包括:在硅基板上形成水溶性掩模材料層，該水溶性掩模材料層覆蓋位于硅基板上的1C，這些IC包括薄膜堆棧，該薄膜堆棧包括二氧化硅層、低K材料層、和銅層；在水溶性掩模材料層上形成非水溶性掩模材料層；使用飛秒激光對(duì)光刻膠層、低K材料層和銅層進(jìn)行圖案化，以暴露硅基板介于IC之間的區(qū)域；以及蝕刻硅基板至貫穿間隙以單體化1C，非水溶性掩模材料層在硅基板蝕刻的至少一部分保護(hù)水溶性掩模材料層免于暴露于等離子體。在進(jìn)一步實(shí)施例中，使用飛秒激光對(duì)光刻膠層、低K材料層和銅層進(jìn)行圖案化包括:在消融低K材料層和銅層之前消融二氧化硅層，并且其中蝕刻硅基板包括將基板暴露于由SF6以及C4F8和C4F6中的至少一個(gè)形成的等離子體，同時(shí)使水溶性掩模材料層保持低于100°C。
[0012]附圖簡(jiǎn)述
[0013]本發(fā)明的實(shí)施例作為示例而非限制在附圖中的圖示中例示出，在附圖中:
[0014]圖1是例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的混合式激光消融-等離子體蝕刻單體化方法的流程圖；
[0015]圖2A是例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的將多層掩模旋涂到要切割的基板上的方法的流程圖；
[0016]圖2B是例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的將多層掩模氣相沉積到要切割的基板的方法的流程圖；
[0017]圖3A是例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在晶圓薄化之前將多層掩模施加到基板的方法的流程圖；
[0018]圖3B是例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在晶圓薄化之后將多層掩模施加到基板的方法的流程圖；
[0019]圖4A例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的，對(duì)應(yīng)圖1中所示切割方法的操作102A和操作102B的包含多個(gè)IC的半導(dǎo)體基板的剖面圖；
[0020]圖4B例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的，對(duì)應(yīng)圖1中所示切割方法的操作103的包含多個(gè)IC的半導(dǎo)體基板的剖面圖；
[0021]圖4C例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的，對(duì)應(yīng)圖1中所示切割方法的操作105的包含多個(gè)IC的半導(dǎo)體基板的剖面圖；[0022]圖4D例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的，對(duì)應(yīng)圖1中所示切割方法的操作107的包含多個(gè)IC的半導(dǎo)體基板的剖面圖；
[0023]圖5例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的，施加于包含多個(gè)IC的基板的頂表面上的水溶性掩模和該基板的表面下薄膜的剖面圖；
[0024]圖6例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用以進(jìn)行基板的激光和等離子體切割的工具布局的框圖，該工具布局具有用于進(jìn)行原位施加多層掩模的集成沉積模塊；以及
[0025]圖7例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制本文中所描述的掩模、激光劃線、等離子體切割方法中的一個(gè)或多個(gè)操作的自動(dòng)化性能的例示性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的框圖。
[0026]詳細(xì)描述
[0027]描述了用以切割基板的方法和裝置。在下述內(nèi)容中，舉出諸多具體細(xì)節(jié)，例如飛秒激光劃線切割條件和深硅等離子體蝕刻條件，藉以說(shuō)明本發(fā)明的例示性實(shí)施例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白無(wú)需此等具體細(xì)節(jié)亦可實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例。在其它例子中，對(duì)于諸如IC制造、基板薄化、膠膜貼合(taping)等已知方面不做詳細(xì)描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明實(shí)施例。參見(jiàn)本案說(shuō)明書(shū)全文中，“實(shí)施例”意指在本發(fā)明至少一實(shí)施例中包含配合實(shí)施例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)、材料或特性。因此，在本案說(shuō)明書(shū)全文各處中出現(xiàn)用詞“在實(shí)施例中”時(shí)，并非一定代表本發(fā)明的同一個(gè)實(shí)施例。再者，可于一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中以任何適當(dāng)方式組合這些特征、結(jié)構(gòu)、材料或特性。又，可理解圖式中所示的各種例示性實(shí)施例僅做例示說(shuō)明的用，且這些圖式無(wú)需按比例繪制。
[0028]術(shù)語(yǔ)“耦合(coupled) ”與“連接(connected) ”連同這些術(shù)語(yǔ)的衍生用詞在本文中可被用來(lái)描述組件之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。應(yīng)了解這些術(shù)語(yǔ)并不欲作為彼此的同義字。反之，在特定實(shí)施例中，“連接”可用于表示兩個(gè)或多個(gè)組件彼此之間直接物理或電接觸。“耦合”可用于表示兩個(gè)或多個(gè)組件彼此之間以直接或間接(在這些組件之間藉由其它中間組件)方式進(jìn)行物理或電接觸，和/或代表兩個(gè)或多個(gè)組件彼此之間以諸如因果關(guān)系般地共同合作或交互作用。
[0029]本文中使用的術(shù)語(yǔ)“之上”、“下”、“之間”及“上”是指材料層與其它材料層的相對(duì)
位置。舉例言之，例如一個(gè)層設(shè)置在另一層上或下可以是與該另一層直接接觸，或可以具有一個(gè)或多個(gè)中間層。此外，一個(gè)層設(shè)置在兩層之間可以是與這兩層直接接觸或可以具有一個(gè)或多個(gè)中間層。相比之下，第一層位于第二層“上”是與第二層接觸。此外，無(wú)需考慮基板的絕對(duì)方位，而是在假定相對(duì)于基板執(zhí)行操作的情況下提供一個(gè)層相對(duì)于其它層的相對(duì)位置。
[0030]大致而言，使用多層掩模進(jìn)行管芯單體化可實(shí)現(xiàn)涉及初始激光劃線和后繼等離子體蝕刻的混合式基板或基板單體化工藝。激光劃線工藝可用以沿著相鄰IC之間的通道干凈地去除含有至少兩個(gè)層，即，鈍化層及表面下的薄膜器件層，的未圖案化掩模(即，空白掩模)。隨后，當(dāng)暴露該基板或部分地消融該基板時(shí)，可終止該激光消融工藝。接著混合式切割工藝的等離子體蝕刻部分蝕刻貫穿該基板主體(例如貫穿主體單晶硅)，以便于芯片的單體化或切割。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，飛秒激光劃線與等離子體蝕刻的組合用以將半導(dǎo)體基板切割成個(gè)體化或單體化1C。在一個(gè)實(shí)施例中，飛秒激光劃線本質(zhì)上(若并非完全的話)是一種不平衡工藝。例如，基于飛秒的激光劃線可能集中在局部處(localized)而具有可忽略的熱損傷區(qū)域。在一實(shí)施例中，使用激光劃線單體化具有超低K膜(即，具有低于3.0的介電常數(shù))的1C。在一個(gè)實(shí)施例中，使用激光直接刻畫(huà)(write)可免去平版印刷術(shù)圖案化操作，從而允許該掩模材料是與用在照相平版印刷術(shù)中的光刻膠不同的某些材料，并允許等離子體蝕刻貫穿該基板主體。在一實(shí)施例中，在等離子體蝕刻腔室內(nèi)使用實(shí)質(zhì)各向異性蝕刻以完成切割工藝；通過(guò)在已蝕刻的溝槽的側(cè)壁上沉積蝕刻聚合物，可使各向異性蝕刻在基板中達(dá)到高方向性。
[0032]圖1是例示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的混合式激光消融-等離子體蝕刻單體化工藝100的流程圖。圖4A至圖4D例示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)應(yīng)于方法100的操作的、包含第一 IC425和第二 IC426的基板406的剖面圖。
[0033]參閱圖1的操作102A且對(duì)應(yīng)圖4A，在基板406上形成多層掩模402的第一掩模材料402A。一般而言，基板406是由適合承受在基板上形成的薄膜器件層的制造工藝的任意材料所組成。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，基板406為IV族材料，例如但不限于，單晶硅、鍺或硅/鍺。在另一實(shí)施例中，基板406為II1-V族材料，諸如，例如在發(fā)光二極管(LED)的制造中使用的II1-V族材料基板。于器件制造期間，基板406的厚度通常為600微米至800微米，但可如圖4A所示般，基板406可薄至100微米或甚至50微米，并且該薄的基板現(xiàn)在由載體來(lái)支撐，該載體是例如張掛在切割框架(圖中未示出)的支撐結(jié)構(gòu)上且使用管芯貼膜(DAF)408附著于該基板的背面的背襯帶(backing tape)410。
[0034]在實(shí)施例中，第一 IC425和第二 IC426包括制造在硅基板406內(nèi)且包裹在介電質(zhì)堆棧層中的存儲(chǔ)器器件或互補(bǔ)金屬-氧化物-半導(dǎo)體(CMOS)晶體管?？捎谠撈骷蚓w管上形成多個(gè)金屬互聯(lián)(metal interconnect),并且這些金屬互聯(lián)周?chē)h(huán)繞著介電層,且這些金屬互聯(lián)可用以電耦合這些器件或晶體管以形成IC425、426。組成通道427的材料可與用以形成IC425、426的材料相似或相同。例如，通道427可包含由介電材料、半導(dǎo)體材料和金屬化的膜層。在一個(gè)實(shí)施例中，通道427包含類(lèi)似于IC425、426的測(cè)試器件。于薄膜器件層堆棧/基板界面處所測(cè)得通道427的寬度可為介于10微米至200微米之間的任意值。
[0035]在實(shí)施例中，多層掩模402為雙層，且在操作102A處形成的第一掩模材料層402A與IC425、426的頂表面接觸。該多層掩模402亦覆蓋位于IC425與426之間的中間通道427。于操作102B，在第一掩模材料層402A上放置第二掩模材料層402B。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，可施加附加掩模層。第一掩模材料層402A提供一種用以從IC425、426的頂表面去除第二掩模材料層402B的工具，而第二掩模材料層402B則在混合式激光消融-等離子體蝕刻單體化工藝100 (見(jiàn)圖1)期間向IC425、426的頂表面(以及向第一掩模材料層402A)提供附加保護(hù)。在激光劃線操作103之前，該多層掩模402未經(jīng)過(guò)圖案化，該激光劃線操作103是使用激光劃線來(lái)通過(guò)將該多層掩模402位于通道427上方的部分消融而執(zhí)行劃線的直接刻畫(huà)。
[0036]圖5例示一個(gè)實(shí)施例的放大剖面圖500，該實(shí)施例含有與IC426和通道427的頂表面接觸的第一掩模材料層402A。如圖5中所示，基板406具有頂表面503，薄膜器件層被放置在該頂表面上，該頂表面與底表面502相對(duì)，該底表面502與管芯貼膜(DAF) 408接觸(圖4A)。通常，薄膜器件層材料可包括，但不限于，有機(jī)材料(例如，聚合物)、金屬或無(wú)機(jī)介電質(zhì)，例如二氧化硅及氮化硅。圖5中例示的例示性薄膜器件層包含二氧化硅層504、氮化硅層505、銅互聯(lián)層508且在這些銅互聯(lián)層之間放置有低K (例如低于3.5)或超低κ (例如低于3.0)層間介電層(ILD) 507，例如摻碳的氧化物(⑶O)。IC426的頂表面包含凸塊512，凸塊512通常是銅且被鈍化層511包圍，該鈍化層通常為聚酰亞胺(PI)或類(lèi)似聚合物。這些凸塊512和鈍化層511從而組成IC的頂表面且薄膜器件層形成表面下方的IC層。凸塊512從鈍化層511的頂表面起延伸出凸塊高度Ηβ，在示例性實(shí)施例中，該凸塊高度Hb的范圍介于10微米至50微米之間。
[0037]在第二掩模材料層402Β覆蓋第一掩模材料層402Α的情況下,第一掩模材料層402Α可進(jìn)一步充當(dāng)對(duì)第二掩模材料層402Β進(jìn)行底切以使得從底層鈍化層511、凸塊512揭除第二掩模材料層402Β的工具，或者充當(dāng)保護(hù)該鈍化層511和/或凸塊512以使該鈍化層511和/或凸塊512免于接受用以剝除該第二掩模材料層402Β的工藝的阻擋層。由于第一掩模材料層402Α覆蓋凸塊412，該揭除將完全去除該多層掩模。第二材料的組成和厚度則可被自由地設(shè)計(jì)成以使該第二材料(甚至是位于極高凸塊512 (銅質(zhì)的凸塊512若暴露于等離子體則可能受損、氧化或以其他方式受污染)上的第二材料)在未受到該掩模剝除的迫使下能在等離子體蝕刻工藝中存留下來(lái)。
[0038]參閱圖5，在通道中，通道427內(nèi)的多層掩模402的最大厚度Tmax通常受限于激光通過(guò)消融來(lái)對(duì)該掩模進(jìn)行圖案化而貫穿該掩模的能力。多層掩模402可能在IC425、426上和或在通道427邊緣沒(méi)有通道圖案要形成的地方是厚得多的。如此，Tmax是激光功率與同激光波長(zhǎng)相關(guān)的光轉(zhuǎn)換效率的函數(shù)。由于Tmax與通道427相關(guān)，因此根據(jù)產(chǎn)量要求，通道特征地形、通道寬度和施加多層掩模402的方法可被設(shè)計(jì)成將Tmax限制在通過(guò)激光掃射一趟或多趟便能將該掩模402連同底層薄膜器件層一同消融的厚度。在特定實(shí)施例中，多層掩模402具有通道掩模厚度Tmax,該通道掩模厚度Tmax小于30微米，且較佳地小于20微米，并且較厚的掩?？梢筮M(jìn)行多趟激光掃射。在特定實(shí)施例中，第一掩模材料層402A比第二掩模材料層402B要薄。對(duì)于不例性實(shí)施例，第一掩模材料層402A的厚度不超過(guò)第二掩模材料層402B的厚度的一半(例如第一掩模材料層402A厚度不超過(guò)該通道掩模厚度Tmax的一半)。
[0039]如圖5中進(jìn)一步圖示般，多層掩模402的最小厚度Tmin出現(xiàn)在凸塊512的頂表面上(最極端地勢(shì)處)，該最小厚度Tmin是在第二掩模材料層402B上方進(jìn)行后續(xù)等離子體蝕刻(例如，圖1中的操作105)所達(dá)成的選擇性的函數(shù)。該等離子體蝕刻選擇性至少取決于第二掩模材料層402B的材料/組成和所采用的蝕刻工藝兩者。
[0040]由于氧化性等離子體清潔劑、酸性蝕刻劑和諸多其它常規(guī)掩模剝除工藝可能與凸塊512和/或鈍化層511不相容，因此在實(shí)施例中，第一掩模材料層402A是可溶于對(duì)底層鈍化層511和/或凸塊512具有選擇性的溶劑中的聚合物。在進(jìn)一步實(shí)施例中，第一掩模材料層402A亦在至少60°C下、較佳在100°C下且理想在120°C下具有熱穩(wěn)定性，以避免在后續(xù)形成第二掩模層或等離子體蝕刻工藝期間當(dāng)(例如通過(guò)施加等離子體功率)使溫度升高時(shí)的過(guò)度交聯(lián)。通常，過(guò)度交聯(lián)會(huì)對(duì)材料溶解度造成不利影響，使得去除該多層掩模402更加困難。
[0041]在一個(gè)實(shí)施例中，第一掩模材料層402A是由可溶于水的材料所形成。在此種實(shí)施例中，該水溶性材料包括水溶性聚合物。因熱穩(wěn)定性的要求、向/從基板施加/去除材料的力學(xué)(mechanics)以及IC污染的考慮，用于本發(fā)明的水溶性材料的選擇是復(fù)雜的。具有足夠熱穩(wěn)定性的示例性水溶性材料包含下述任一者:聚(乙烯醇)、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚(丙烯酰胺)或聚(環(huán)氧乙烷)或諸如此類(lèi)的聚合物。對(duì)于采用PVA的示例性實(shí)施例，已證實(shí)對(duì)于60°C具有熱穩(wěn)定性，且當(dāng)溫度接近150°C時(shí)溶解度降低。如此，對(duì)于PVA實(shí)施例而言，操作102A之后直到去除多層掩模402 (即，通道427的等離子體蝕刻)的處理有利地使第一掩模層402A維持在低于150°C、較佳地低于100°C且理想上低于80°C的溫度。
[0042]在另一實(shí)施例中，第一掩模材料層402A可溶于任何市面上可取得且與鈍化層511和凸塊512所采用的材料兼容的含水或烴濕法清潔劑。示例性掩模材料包括非光敏感有機(jī)聚合性材料，例如以上所列出的已發(fā)生充分交聯(lián)而需要溶劑(例如異丙醇(IPA)、氫氧化四甲銨(TMAH)等等)的那些材料中的任一種。
[0043]取決于實(shí)施例，第一掩模材料層402A被濕法施加到基板406上以覆蓋鈍化層511和凸塊512,經(jīng)氣相沉積,或者作為干膜層壓(dry film laminate)來(lái)施加。在第一實(shí)施例中，第一掩模材料層402A僅被噴涂在基板上。在另一實(shí)施例中，將第一掩模材料層402A旋涂在基板上。
[0044]圖2A是例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于將第一掩模材料層402A旋涂到要切割的基板上的掩模方法200的流程圖。在操作202，將基板裝載到旋涂系統(tǒng)上或移送至集成平臺(tái)的旋涂模塊中。在操作204，將聚合性前驅(qū)物溶液旋涂于鈍化層511和凸塊512上。對(duì)于示例性水溶性第一掩模材料層而言，該聚合性前驅(qū)物溶液為水溶液。使用旋涂PVA溶液進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)展現(xiàn)50微米高度(Hb)的凸塊覆蓋。
[0045]在操作208，例如可在熱板上干燥或烘烤濕涂層，并且基板被卸載以進(jìn)行激光劃線或被真空移送至激光劃線模塊。對(duì)于第一掩模材料層402A是吸濕性材料(hygroscopic)的特定實(shí)施例而言，真空移送是有利的。取決于材料、基板地形和所需的第一掩模材料層厚度選擇該旋涂和分配參數(shù)。烘烤溫度和時(shí)間應(yīng)加以選擇，以避免導(dǎo)致去除困難的過(guò)度交聯(lián)。取決于材料，示例性干燥溫度范圍是60°C至150°C。
[0046]在旋涂第一掩模材料層402A的示例性實(shí)施例中(如第2A圖所示的)，也旋涂第二掩模材料層402B(在操作210)。對(duì)于此種實(shí)施例而言，第二掩模材料層402B可為提供對(duì)等離子體蝕刻的適當(dāng)?shù)挚沟娜魏纬Ｒ?guī)聚合性材料，例如，但不限于，任何已知的光刻膠、聚酰亞胺(PI)、苯并環(huán)丁烯(Benzo-Cyclo-Butene,BCB)或諸如此類(lèi)材料。再次地，取決于材料、基板地形和所需的第二掩模材料層402B的厚度(該厚度為蝕刻抵抗等的函數(shù))選擇旋涂和分配參數(shù)。在操作212，使用將避免第一掩模材料層402A的過(guò)度交聯(lián)的烘烤溫度和烘烤時(shí)間來(lái)干燥該第二掩模材料層402B。取決于材料，示例性干燥溫度范圍是60°C至150°C。操作220接著通過(guò)卸載該基板以進(jìn)行后續(xù)劃線或?qū)⒃摶逭婵找扑椭良善脚_(tái)的激光劃線裝置來(lái)完成該掩模方法200。
[0047]在另一實(shí)施例中，第一掩模材料層402A和第二掩模材料層402B中的至少一個(gè)是通過(guò)氣相沉積來(lái)形成的。圖2B是例示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于施加第二掩模材料層402B的示例性掩模方法2B的流程圖。在操作205，利用本文中的其他地方所描述的任一方法(例如，旋涂、噴涂、氣相沉積、干膜層壓)形成該第一掩模材料層402A。在操作211，利用化學(xué)氣相沉積在第一掩模材料層402A上形成第二掩模材料層402B。在該不例性實(shí)施例中，米用低溫化學(xué)氣相沉積工藝來(lái)形成CVD碳層。由于該CVD碳層可包含各種比例形式的多個(gè)鍵態(tài)，因此該碳層缺乏長(zhǎng)程有序(long rang order)且因此一般被稱(chēng)為“無(wú)定形碳”。無(wú)定形碳材料可購(gòu)自美國(guó)加州應(yīng)用材料公司旗下商品名為高級(jí)圖案化膜?(Advanced PatterningFi lm?:APF)的商品。在某些實(shí)施例中，利用PECVD工藝使用烴前驅(qū)物(hydrocarbonprecursors)形成該無(wú)定形碳層,該烴前驅(qū)物例如,但不限于，甲燒(CH4)、丙烯(C3H6)、丙炔(C3H4)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4Hltl)、丁烯(C4H8)、丁二烯(C4H6)、乙炔(C2H2)及上述前驅(qū)物的混合物。該CVD碳層亦可包含氮或其它添加物。CVD工藝具有使第一掩模材料層402A交聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)，故以低溫CVD工藝為較佳。例如取決于第一掩模材料，在沉積CVD碳層期間，晶圓溫度可維持在150°C以下，或如有需要的話，甚至可維持在100°C以下。在適度等離子體離子密度的情況下，提供小幅的基板加熱是必要的，以達(dá)成足夠質(zhì)量的CVD膜而增強(qiáng)(augment)第一掩模材料層402A并于后續(xù)等離子體通道蝕刻期間提供介于1: 20至1: 30之間的蝕刻抵抗(etch resistance)。在第一掩模材料402A是水溶性材料(例如,PVA)的示例性實(shí)施例中，第二掩模材料402B是利用含碳前驅(qū)物氣體在低于100°C的溫度下沉積而成的無(wú)定形碳。操作220隨后通過(guò)卸載該基板以進(jìn)行后續(xù)劃線或?qū)⒃摶逭婵找扑椭良善脚_(tái)的激光劃線裝置來(lái)完成該掩模方法200。
[0048]取決于實(shí)施例，可在背面研磨(BSG)工藝之前或之后執(zhí)行掩模方法200或掩模方法250的任一者。由于旋涂法對(duì)于具有750微米的常規(guī)厚度的基板而言大致上是一種成熟技術(shù)，因此可在背面研磨工藝之前有利地執(zhí)行掩模方法200。然而，在替換方案中，于該背面研磨工藝之后，例如通過(guò)在可旋轉(zhuǎn)卡盤(pán)上支承已薄化的基板和貼有膠膜的框架(tapedframe)兩者來(lái)執(zhí)行掩模方法200。
[0049]圖3A是例示在晶圓薄化之前將多層掩模402施加到要切割的基板上的方法300的流程圖。方法300始于在操作355接收已進(jìn)行凸塊化(bumped)且經(jīng)鈍化的基板。在操作304，至少形成第一掩模材料層402A。在進(jìn)一步實(shí)施例中，形成第一掩模材料層402A和第二掩模材料層402B兩者。因此，操作304可能需要如本文中其它地方所述的針對(duì)第一掩模材料層和/或第二掩模材料層描述的形成方法中的任一種方法。在操作360,在該多層掩模402的至少第一層上施加正面膠膜(frontside tape)。任何常規(guī)正面膠膜(例如但不限于，UV-膠膜)皆可被施加到多層掩模402的第一層上。在操作370，例如通過(guò)研磨基板406的底表面502 (圖5)從背面薄化該基板。在操作375，將背面支撐件411添加到已薄化的基板。例如，可施加背膠膜410，且隨后從基板上去除該正面膠膜，而剩余該多層掩模402的至少第一層。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，方法300隨后回到操作103(圖1)以完成多層掩模工藝或繼續(xù)進(jìn)行混合式激光消融-等離子體蝕刻單體化方法300。
[0050]圖3B是例示用于在晶圓薄化之后將多層掩模402施加到要切割的基板上的方法350的流程圖。方法350始于在操作355接收已進(jìn)行凸塊化且經(jīng)鈍化的基板。在操作360，將任何常規(guī)正面膠膜(例如，但不限于UV-膠膜)施加到IC上。在操作370，例如通過(guò)圖5中例示的研磨基板406的底表面502來(lái)從背面薄化該基板。在操作375，將背面支撐件411施加到已薄化的基板。例如，可施加背膠膜410，且隨后從水溶性掩模層去除該正面膠膜。在操作304，接著(例如使用旋涂、CVD、干膜層壓等)形成至少第二掩模材料層402B。在進(jìn)一步實(shí)施例中，形成第一掩模材料層402A和第二掩模材料層402B兩者。操作304可能再次需要如本文中其它地方處所述的針對(duì)第一掩模材料層和/或第二掩模材料層描述的形成方法中的任一種方法。方法350接著回到圖1繼續(xù)進(jìn)行混合式激光消融-等離子體蝕刻單體化方法300。
[0051]在進(jìn)一步實(shí)施例中，實(shí)施方法300和方法350兩者是通過(guò)在BSG之前形成第一掩模材料層402A (如圖3A所示)，且在BSG之后形成第二掩模材料層402B (如圖3A所示)來(lái)實(shí)行的。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，使用旋涂技術(shù)施加第一掩模材料層402A，同時(shí)基板為完全厚度，并通過(guò)使用非旋涂技術(shù)(例如氣相沉積)將第二掩模材料層402B施加到已薄化的基板。例如，參閱圖3A，在操作360貼上正面膠膜之前，可在操作304處施加PVA第一掩模材料層402A，而在操作375處去除正面膠膜之后，可在操作304處施加CVD碳的第二掩模材料層 402B。
[0052]現(xiàn)回到方法100的操作103，并對(duì)照第4B圖，通過(guò)使用激光劃線工藝藉由消融來(lái)對(duì)多層掩模402進(jìn)行圖案化，從而形成溝槽412，這些溝槽延伸至表面下的薄膜器件層，并且暴露出該基板406介于IC425和IC426之間的區(qū)域。如此，使用激光劃線工藝來(lái)消融最初形成在IC425和IC426之間的通道427的薄膜材料。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使用激光劃線工藝對(duì)多層掩模402進(jìn)行圖案化包括形成如圖4B所示的部分深入基板406介于IC425和IC426之間的區(qū)域中的溝槽414。
[0053]在圖5所示的例示性實(shí)施例中，取決于鈍化511和表面下薄膜器件層的厚度Tf及多層掩模402的厚度Tmax,激光劃線深度^大致在5微米至50微米深的范圍內(nèi)，有利的在10微米至20微米深的范圍內(nèi)。
[0054]在實(shí)施例中，使用具有飛秒范圍內(nèi)(即，10_15秒)內(nèi)的脈沖寬度(持續(xù)時(shí)間)的激光(在本文中稱(chēng)為飛秒激光(femtosecond laser))對(duì)該多層掩模402進(jìn)行圖案化。為了達(dá)成干凈的激光劃線切割，激光參數(shù)選擇(例如脈沖寬度)對(duì)于展開(kāi)使碎裂、微裂紋和分層最小化的成功激光劃線和單體化而言可能是關(guān)鍵的。飛秒范圍內(nèi)的激光頻率有利地減輕與較長(zhǎng)脈沖寬度(例如，皮秒或奈秒)相關(guān)的熱損害問(wèn)題。雖然不受理論約制，就目前所了解，飛秒能量源避免發(fā)生在皮秒能量源中所存在的低能量重稱(chēng)合機(jī)制(low energy recouplingmechanism)能提供比奈秒 能量源更大的熱不平衡。在奈秒或皮秒激光源的情況下，存在于通道427內(nèi)的各種薄膜器件層材料在光吸收和消融機(jī)制方面表現(xiàn)地非常不同。例如，在一般正常條件下，介電層(例如，二氧化硅)實(shí)質(zhì)上可讓所有市面上可取得的激光波長(zhǎng)穿透。相比之下，金屬、有機(jī)物(例如，低K材料)和硅可非常容易耦合光子，特別是容易與基于奈秒或基于皮秒的激光輻射耦合。若選擇非最佳激光參數(shù)，則在涉及無(wú)機(jī)介電質(zhì)、有機(jī)介電質(zhì)、半導(dǎo)體或金屬中的兩種或更多種材料的堆棧結(jié)構(gòu)中，通道427的激光輻射可能不利地造成分層。例如，在底層金屬層或硅層中可能吸收能穿透不具有可測(cè)量吸收的高帶隙能介電質(zhì)(例如帶隙約9eV的二氧化硅)的激光，從而造成金屬層或硅層的顯著蒸發(fā)。該蒸發(fā)可能產(chǎn)生高壓，從而潛在可能造成嚴(yán)重的層間分層和微裂紋。已證實(shí)飛秒級(jí)激光輻射工藝避免或減輕此種材料堆棧的微裂紋或分層。
[0055]基于飛秒激光的工藝的參數(shù)可被選擇成使該激光對(duì)于無(wú)機(jī)和有機(jī)介電質(zhì)、金屬及半導(dǎo)體具有實(shí)質(zhì)相同的消融特性。例如，二氧化硅的吸收性/吸收率是非線性的，并且可使該二氧化硅的吸收性/吸收率與有機(jī)介電質(zhì)、半導(dǎo)體和金屬的吸收性/吸收率更一致。在一實(shí)施例中，使用基于高強(qiáng)度和短脈沖寬度的飛秒的激光工藝消融包含二氧化硅層以及有機(jī)介電層、半導(dǎo)體層或金屬層中的一或多個(gè)的薄膜層堆棧。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，合適的基于飛秒的激光工藝由通常導(dǎo)致各種材料中的非線性交互作用的高峰值強(qiáng)度(輻照度)來(lái)表征。在一個(gè)此種實(shí)施例中，飛秒激光源具有大致在10飛秒至450飛秒的范圍內(nèi)的脈沖寬度，但較佳地具有在50飛秒至400飛秒的范圍內(nèi)的脈沖寬度。
[0056]在某些實(shí)施例中，該激光放射光擴(kuò)及可見(jiàn)光譜、紫外光譜(UV)和/或紅外線(IR)光譜的任意組合，以獲得寬帶或窄帶光輻射光譜。即使對(duì)于飛秒激光消融法而言，某些波長(zhǎng)可能提供比其它波長(zhǎng)更好的性能。例如在一個(gè)實(shí)施例中，波長(zhǎng)接近或位于UV范圍內(nèi)的基于飛秒的激光工藝可提供比波長(zhǎng)接近或位于IR范圍內(nèi)的基于飛秒的激光工藝更干凈的消融工藝。在特定實(shí)施例中，適用于半導(dǎo)體基板或基板劃線的飛秒激光是以波長(zhǎng)大致小于或等于540納米的激光為基礎(chǔ)，但較佳以波長(zhǎng)范圍在540納米至250納米的范圍內(nèi)的激光為基礎(chǔ)。在特定實(shí)施例中，對(duì)于波長(zhǎng)小于或等于540奈秒的激光而言，脈沖寬度小于或等于400飛秒。然而，在替代實(shí)施例中，使用雙激光波長(zhǎng)(例如IR激光和UV激光的組合)。
[0057]在一個(gè)實(shí)施例中，激光及相關(guān)光學(xué)路徑在工作表面上提供范圍約3微米至15微米的焦斑，然而提供范圍約5微米至10微米的焦斑是有利的。位于工作表面處的空間光束輪廓(spatial beam profile)可為單模(高斯)或具有禮帽狀輪廓的光束。在實(shí)施例中，激光源具有大致在300kHz至IOMHz的范圍內(nèi)的脈沖重復(fù)率(pulse repetition rate),然而較佳地具有大致在500kHz至5MHz的范圍內(nèi)的脈沖重復(fù)率。在實(shí)施例中，激光源在工作表面處遞送大致在0.5微焦耳(yj)至100微焦耳的范圍內(nèi)的脈沖能量，然而較佳地為大致在I微焦耳至5微焦耳范圍內(nèi)的脈沖能量。在實(shí)施例中，該激光劃線工藝以大致在500毫米/秒至5米/秒的范圍內(nèi)的速度沿著工件表面運(yùn)行，然而較佳地以大致在600毫米/秒至2米/秒的范圍內(nèi)的速度運(yùn)行。
[0058]劃線工藝可僅運(yùn)行單趟或多趟，但有利地不超過(guò)兩趟?？梢砸越o定脈沖重復(fù)率下的一系列單脈沖或者以一系列脈沖突發(fā)的形式來(lái)應(yīng)用激光。在實(shí)施例中，所產(chǎn)生的激光束的切口寬度大致在2微米至15微米的范圍內(nèi)，然而在硅基板劃線/切割中，較佳地大致在6微米至10微米的范圍內(nèi)，如在器件/硅界面處所測(cè)量的。
[0059]回到圖1和圖4C，蝕刻基板406而貫穿經(jīng)圖案化的多層掩模402中的溝槽412，以單體化IC425、426。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，蝕刻基板406包含蝕刻通過(guò)基于飛秒的激光劃線工藝所形成的溝槽412，以最終完全蝕刻貫穿基板406，如圖4C所示。
[0060]在實(shí)施例中，蝕刻基板406包含使用各向異性等離子體蝕刻工藝416。在實(shí)施例中，貫穿基板蝕刻工藝與第二掩模材料層402B聯(lián)用，從而保護(hù)第一掩模材料層402A免于在等離子體蝕刻的整個(gè)期間暴露于等離子體下。在替代實(shí)施例中，在完成蝕刻之前，在等離子體蝕刻期間消耗第二掩模材料層402B至第一掩模材402A被暴露于等離子體的點(diǎn)?？墒褂迷诟吖β氏虏僮鞯母呙芏鹊入x子體源來(lái)進(jìn)行等離子體蝕刻操作105。示例性功率范圍在3千瓦(kW)至6千瓦之間或更高，以達(dá)到大于每分鐘25微米的基板406的蝕刻速率。
[0061]在示例性實(shí)施例中，使用深度各向異性硅蝕刻(例如，經(jīng)由蝕刻貫穿硅)以比常規(guī)硅蝕刻速率高出約40%的蝕刻速率來(lái)蝕刻單晶硅基板或基板406，同時(shí)保持實(shí)質(zhì)精確的輪廓控制和實(shí)質(zhì)上無(wú)扇形扭曲(scallop-free)的側(cè)壁。在全程等離子體蝕刻工藝期間，經(jīng)由冷卻至-10°C到-15°C的靜電卡盤(pán)(ESC)通過(guò)施加冷卻功率來(lái)控制高功率對(duì)于多層掩模(特別是第一掩模材料層402A)的影響,藉以使第一掩模材料層402A維持在低于100°C的溫度，且較佳地維持在70°C與80°C之間的溫度。在此等溫度下，可有利地保持第一掩模材料層402A的溶解度。[0062]在特定實(shí)施例中，等離子體蝕刻需要隨時(shí)間與多個(gè)蝕刻周期交錯(cuò)的多個(gè)保護(hù)性聚合物沉積周期。該沉積:蝕刻工作周期(duty cycle)可改變，且示例性工作周期約為1:1。例如，蝕刻工藝可具有持續(xù)時(shí)間為250毫秒(ms)至750毫秒的沉積周期及持續(xù)時(shí)間為250毫秒至750毫秒的蝕刻周期。在沉積周期與蝕刻周期之間，蝕刻工藝化學(xué)藥劑(對(duì)于示例性硅蝕刻實(shí)施例，采用例如SF6)與沉積工藝化學(xué)藥劑(采用CxFy氣體，例如但不限于C4F6或C4F8)交替進(jìn)行。如所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中已知的，可在蝕刻和沉積周期之間進(jìn)一步交替工藝壓力，以利于特定周期的每一個(gè)工藝的進(jìn)行。
[0063]隨后于操作107去除掩模層402，而完成該混合式激光消融-等離子體蝕刻單體化方法300。在圖4D所示的示例性實(shí)施例中，掩模去除操作107需要對(duì)IC425、426選擇性地(例如，對(duì)鈍化層511、凸塊512選擇性地)及對(duì)第二掩模材料層402B選擇性地溶解第一掩模材料層402A。由此揭除第二掩模材料層402B。在第一掩模材料層402A為水溶性的實(shí)施例中，使用加壓噴射的去離子水或?qū)⒒褰氤?ambient)或加熱水浴中以洗去水溶性掩模層。在替代實(shí)施例中，可使用所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中已知的水性溶液或烴溶劑溶液溶解第一掩模材料層402A所使用的特殊材料，來(lái)揭除多層掩模402。如圖4D中進(jìn)一步所示的，單體化或掩模去除工藝中的任一者可進(jìn)一步包含對(duì)管芯貼膜908進(jìn)行圖案化，從而暴露出背膠膜910的頂部。
[0064]單個(gè)集成平臺(tái)600可被配置成執(zhí)行混合式激光消融-等離子體蝕刻單體化工藝100中的許多操作或所有操作。例如，圖6例示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的與用于基板的激光和等離子體切割的激光劃線裝置610耦合的群集工具606的框圖。參閱圖6，群集工具606耦合至工廠接口 602 (FI)，該工廠接口 602具有多個(gè)負(fù)載鎖(load lock) 604。工廠接口 602可以是至具有激光劃線裝置610的外部制造設(shè)施與群集工具606之間的接口的適當(dāng)大氣端口(atmospheric port)。工廠接口 602可包含機(jī)器人，這些機(jī)器人具有手臂或刀片，該手臂或刀片用以將基板(或該基板的載體)從儲(chǔ)存單元(例如，前開(kāi)式統(tǒng)一容器)移送至群集工具606或激光劃線裝置610中的任一者或兩者。
[0065]激光劃線裝置610亦耦合至FI602。在實(shí)施例中，激光劃線裝置610包含飛秒激光。該飛秒激光用于執(zhí)行混合式激光與蝕刻單體化工藝100的激光消融部分。在一實(shí)施例中，激光劃線設(shè)備610中也包含可移動(dòng)臺(tái)(moveable stage)，該可移動(dòng)被配置成用于相對(duì)于基于飛秒的激光移動(dòng)襯底或基板(或基板的載體)。在特定實(shí)施例中，該飛秒激光也是可移動(dòng)的。
[0066]群集工具606包含一個(gè)或多個(gè)等離子體蝕刻腔室608，該一個(gè)或多個(gè)等離子體蝕刻腔室608通過(guò)機(jī)器人移送室650耦合至FI，該機(jī)器人移送室650容納用以真空移送基板的機(jī)器人手。等離子體蝕刻腔室608適合執(zhí)行混合式激光與蝕刻單體化工藝100的等離子體蝕刻部分。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，等離子體蝕刻腔室608進(jìn)一步耦合至SF6氣源以及C4F8和C4F6源中的至少一者。在特定實(shí)施例中，該一個(gè)或多個(gè)等離子休蝕刻腔室608是購(gòu)自美國(guó)加利福尼亞州桑尼維爾的應(yīng)用材料公司的Applied Centura? bilvia?系統(tǒng),然而亦可從市面上取得其它適當(dāng)?shù)奈g刻系統(tǒng)。在實(shí)施例中，集成平臺(tái)600的群集工具606部分中包含一個(gè)以上的蝕刻腔室608，用以實(shí)現(xiàn)單體化或切割工藝的高制造產(chǎn)量。
[0067]群集工具606可包含適合執(zhí)行該混合式激光消融-等離子體蝕刻單體化工藝100中的功能的其它腔室。在圖6所示的示例性實(shí)施例中，群集工具606包含掩模形成模塊612和溶劑濕法處理站614兩者，但該群集工具606可包含這兩者中的任一者而不含另一者。取決于實(shí)施例，掩模形成模塊612可為旋涂模塊或化學(xué)氣相沉積(CVD)腔室。作為旋涂模塊，可旋轉(zhuǎn)式卡盤(pán)可被配置成藉由真空或其他方式夾住安置在載體(諸如安裝在框架上的背膠膜)上的薄化基板。在進(jìn)一步實(shí)施例中，旋涂模塊流體耦合至水溶液源。對(duì)于CVD腔室實(shí)施例，掩模形成模塊612被配置成沉積CVD碳層。任一種配置成用于進(jìn)行低溫膜沉積的市售CVD腔室可耦合至碳源氣體。
[0068]濕法處理站614的實(shí)施例用于在等離子體蝕刻基板之后至少溶解第一掩模材料層(例如，402A)。該濕法處理站614可包含例如加壓噴射器，用于噴灑水與其它溶劑。
[0069]圖7例示了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)用于導(dǎo)致機(jī)器執(zhí)行本文中所討論的一個(gè)或多個(gè)劃線方法的一組指令可被執(zhí)行，例如以分析從用于標(biāo)識(shí)至少一個(gè)微電機(jī)制品的標(biāo)簽反射的光。示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700包括處理器702、主存儲(chǔ)器704(例如，只讀存儲(chǔ)器(ROM)、閃存、諸如同步DRAM(SDRAM)或Ram總線DRAM(RDRAM)之類(lèi)的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)等)、靜態(tài)存儲(chǔ)器706 (例如，閃存、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)等)，以及輔助存儲(chǔ)器718 (例如，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備)，這些存儲(chǔ)器經(jīng)由總線730彼此通信。
[0070]處理器702代表一個(gè)或多個(gè)通用處理設(shè)備，例如微處理器、中央處理單元等等。更具體地，處理器702可以是復(fù)雜指令集運(yùn)算(CISC)微處理器、精簡(jiǎn)指令集運(yùn)算(RISC)微處理器、超長(zhǎng)指令字(VLIW)微處理器，等等。處理器702也可以是一個(gè)或多個(gè)專(zhuān)用處理設(shè)備，諸如專(zhuān)用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可程序編輯門(mén)陣列(FPGA)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、網(wǎng)絡(luò)處理器或諸如此類(lèi)。處理器702被配置成用于執(zhí)行處理邏輯726以便執(zhí)行本文中所討論的操作和步驟。
[0071]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700可進(jìn)一步包括網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備708。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700也可包括視頻顯示單元710(例如，液晶顯示器(LCD)或陰極射線管(CRT))、字母數(shù)字輸入設(shè)備712(例如，鍵盤(pán))、光標(biāo)控制設(shè)備714 (例如，鼠標(biāo))、以及信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備716 (例如,揚(yáng)聲器)。
[0072]輔助存儲(chǔ)器718可包括機(jī)械可訪問(wèn)存儲(chǔ)介質(zhì)(或更具體地，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì))731，該存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有一組或多組指令(例如，軟件722)，這些指令組體現(xiàn)本文中所描述的方法或功能中的任一個(gè)或多個(gè)。使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700執(zhí)行軟件722期間，軟件722也可完全或至少部分駐留在主存儲(chǔ)器704和/或處理器702內(nèi)，主存儲(chǔ)器704和處理器702也組成機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。軟件722還可在網(wǎng)絡(luò)720上經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備708傳送或接收。
[0073]機(jī)器可訪問(wèn)存儲(chǔ)介質(zhì)731也可用于存儲(chǔ)圖案識(shí)別算法、制品形狀數(shù)據(jù)、制品位置數(shù)據(jù)或粒子閃光數(shù)據(jù)(particle sparkle data)。雖然機(jī)器可訪問(wèn)存儲(chǔ)介質(zhì)731在示例性實(shí)施例中被示為單個(gè)介質(zhì)，然而術(shù)語(yǔ)“機(jī)器可訪問(wèn)存儲(chǔ)介質(zhì)”應(yīng)解讀為包括存儲(chǔ)一組或多組指令的單個(gè)介質(zhì)或或多個(gè)介質(zhì)(例如，集中式數(shù)據(jù)庫(kù)或分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，和/或相關(guān)高速緩存或服務(wù)器)。術(shù)語(yǔ)“機(jī)器可訪問(wèn)存儲(chǔ)介質(zhì)”也應(yīng)解讀成包含能夠存儲(chǔ)或編碼一組指令以供機(jī)器執(zhí)行并導(dǎo)致機(jī)器執(zhí)行本發(fā)明的任一種或多種方法的任何介質(zhì)。術(shù)語(yǔ)“機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)”因此應(yīng)當(dāng)被解讀為包括，但不僅限于，固態(tài)存儲(chǔ)器、光盤(pán)和磁盤(pán)。
[0074]因此，已公開(kāi)切割半導(dǎo)體基板(每個(gè)基板具有多個(gè)IC)的方法。本發(fā)明所示實(shí)施例的前面說(shuō)明——包括在摘要中描述的內(nèi)容——不旨在是窮盡性的或?qū)⒈景l(fā)明限定在所公開(kāi)的準(zhǔn)確方式。盡管在本文中出于說(shuō)明性目的描述了本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)和示例，但在本發(fā)明的范圍內(nèi)可作出各種等效修改，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的那樣。因此，本發(fā)明的范圍是由下面權(quán)利要求書(shū)整體確定的，它應(yīng)當(dāng)根據(jù)權(quán)利要求書(shū)解釋的建立教條予以解釋。
【權(quán)利要求】
1.一種切割包含多個(gè)IC的基板的方法，所述方法包括: 在所述基板上形成多層掩模，所述多層掩模覆蓋所述1C，所述多層掩模包含位于所述IC的頂表面上的第一掩模材料層以及位于所述第一掩模材料層上的第二掩模材料層； 使用激光劃線工藝對(duì)所述掩模進(jìn)行圖案化，以提供具有間隙的圖案化掩模，而暴露所述基板介于所述IC之間的區(qū)域； 等離子體蝕刻所述基板至貫穿所述圖案化掩模中的所述間隙以單體化所述1C， 其中所述第二掩模材料層保護(hù)所述第一掩模材料層在蝕刻工藝的至少一部分內(nèi)免于暴露至所述等離子體；以及 針對(duì)所述IC的所述頂表面選擇性地去除所述第二掩模材料層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，針對(duì)所述IC的所述頂表面選擇性地去除所述第二掩模材料層進(jìn)一步包括溶解所述第一掩模材料層以及從所述IC的所述頂表面揭起所述第二掩模材料層。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，溶解所述第一掩模材料層進(jìn)一步包括將所述多層掩模暴露于溶劑，所述第一掩模材料層可溶于所述溶劑中，且所述第二掩模材料層實(shí)質(zhì)上不溶于所述溶劑中。
4.如權(quán)利要求3所述的 方法，其特征在于，所述溶劑為水溶液。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述溶劑為水。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一掩模材料層包含水溶性聚合物，并且其中蝕刻所述半導(dǎo)體基板包括通過(guò)深溝槽蝕刻工藝來(lái)蝕刻所述溝槽，且在所述深溝槽蝕刻工藝期間，所述第一掩模材料層保持低于100°C。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，形成所述多層掩模包括施加以下各項(xiàng)中的至少一個(gè):聚(乙烯醇)、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚(丙烯酰胺)或聚(環(huán)氧乙烷)，作為與所述IC的所述頂表面接觸的所述第一掩模材料層。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述多層掩模包括在所述第一掩模材料層上施加非水溶性聚合物。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，施加所述非水溶性聚合物進(jìn)一步包括施加光刻膠和聚酰亞胺中的至少一個(gè)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述掩模進(jìn)一步包括形成所述多層掩模以使所述多層掩模在所述IC之間的所述通道上的厚度不超過(guò)20微米且使所述多層掩模在IC的頂部凸塊表面上的厚度為至少10微米。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)所述掩模進(jìn)行圖案化進(jìn)一步包括使用飛秒激光直接刻畫(huà)所述圖案，所述飛秒激光具有小于或等于540納米的波長(zhǎng)以及少于或等于400飛秒的激光脈沖寬度。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述多層掩模包括: 將所述第一掩模材料層的溶液旋涂到所述IC的所述頂表面上；以及 在所述第一掩模材料層上旋涂所述第二掩模材料層的溶液或氣相沉積所述第二掩模材料層。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括使用背面研磨工藝來(lái)使所述基板薄化，其中在所述背面研磨操作之后執(zhí)行對(duì)所述第一掩模材料層的旋涂。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在所述第一掩模材料層上旋涂所述第二掩模材料層的溶 液或氣相沉積所述第二掩模材料層進(jìn)一步包括在所述第一材料上化學(xué)氣相沉積無(wú)定形碳層。
【文檔編號(hào)】H01L21/301GK103582935SQ201280027188
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月15日
【發(fā)明者】J·M·霍爾登, W-S·類(lèi), B·伊頓, T·伊根, S·辛格 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料公司