本發(fā)明涉及分段式邊緣保護屏蔽件，具體地，涉及用于等離子體切割晶圓的分段式邊緣保護屏蔽件。

背景技術：

在半導體晶圓處理期間，集成電路或裸片形成在由硅或其他材料制成的薄晶圓襯底上。在完成晶圓處理之后，裸片在被封裝之前必須被分割或分離成各個裸片。這種分割工藝被稱為晶圓切割。用于晶圓切割的一種技術是機械鋸切。利用該方法，高速旋轉鋸用于沿著切線(也稱為切割通道或街道)分離相鄰的裸片。用于晶圓切割的另一種技術是基于激光的方法，其被稱為隱形切割。這些方法都是順序技術，當在晶圓上存在需要分割的大量裸片時，會變得耗時。機械切割進一步具有的缺點在于會發(fā)生碎屑和/或斷裂形成，這會降低裸片強度，從而導致裸片可靠性和晶圓產量降低。

等離子體切割是用于晶圓切割的另一種技術。等離子體切割是干蝕刻工藝，其不要求與晶圓物理接觸，由此趨于避免諸如裸片碎屑和斷裂之類的機械切割的固有問題。利用等離子體切割，完成切割操作的時間不會隨著需要被蝕刻的更大量切線和更小裸片而增加，因為等離子體切割利用單個等離子體蝕刻工藝步驟進行晶圓上的所有裸片的同時分離。等離子體切割基于多路復用的深反應離子蝕刻(DRIE)技術，并且可以對安裝在標準類型的框架或載體中的晶圓執(zhí)行。為了準備晶圓用于等離子體切割，使用光刻工藝來露出晶圓上的切線。露出的切線通常延伸到晶圓的邊緣，因此可以包括邊緣附近的相鄰部分裸片。該光刻工藝能夠在蝕刻步驟期間實現通過等離子體的直接接入以沿著切線蝕刻穿過晶圓。利用研磨之后的 等離子體切割(PDAG)(也稱為研磨后切割(DPG))，晶圓被減薄并在經受等離子體分割工藝之前安裝在晶圓載體內的粘合底層或膠上。

如果相對較大的裸片將在晶圓上進行等離子體切割，則切割之前執(zhí)行的光刻工藝將露出延伸到晶圓邊緣的切線。由于它們的尺寸和與晶圓載體中的粘合底層的對應大接觸面積，在使用拾取和放置帶的釋放技術從粘合底層移除裸片用于封裝之前，這些裸片(包括位于晶圓邊緣附近的部分裸片)在等離子分割之后以及在隨后的處理步驟(例如，層壓、卸裝等)期間臨時保持與粘合底層的良好接合。

較小的裸片將具有與粘合底層的較小接觸面積。由于在等離子體切割之前執(zhí)行的光刻工藝將露出延伸到晶圓邊緣的切線，所以這些裸片(尤其是位于晶圓邊緣附近的部分裸片)在完成等離子體分割之后更顯著地易于破碎和斷裂并隨后與粘合底層的分層。

用于防止這種分層的一種技術是在等離子體切割期間在等離子體蝕刻處理工具的等離子體反應室內使用保護環(huán)。保護環(huán)被放置在等離子體源和晶圓的表面之間并防止等離子體蝕刻晶圓的包括部分裸片的外圍邊緣。然而，保護環(huán)的使用在晶圓的邊緣周圍留下未被蝕刻的材料環(huán)，這在拾取和放置技術可用于封裝裸片之前要求用于去除的附加工藝步驟。

技術實現要素：

根據用于等離子體切割晶圓的分段式邊緣保護屏蔽件的實施例，該分段式邊緣保護屏蔽件包括外結構和多個等離子體屏蔽邊緣區(qū)段。外結構限定被配置為對應于晶圓的圓周邊緣的內環(huán)形邊緣。多個等離子體屏蔽邊緣區(qū)段中的每一個都通過內邊緣和側邊緣來限定。內邊緣在外結構的環(huán)形邊緣內部且與外結構的環(huán)形邊緣同心。側邊緣在內邊緣和環(huán)形邊緣之間延伸。

根據等離子體切割晶圓的方法的實施例，該方法包括：提供晶 圓，該晶圓被圖案化為露出晶圓表面上的切線；在晶圓的表面上方提供分段式邊緣保護屏蔽件；以及穿過分段式邊緣保護屏蔽件等離子體蝕刻晶圓的表面以分割切線內的裸片并分割多個晶圓邊緣區(qū)域。多個晶圓邊緣區(qū)域在晶圓的圓周邊緣周圍被分隔開。

根據晶圓的實施例，該晶圓包括多個分割的裸片和多個分割的晶圓邊緣區(qū)域。分割的晶圓邊緣區(qū)域在晶圓的圓周邊緣周圍被分隔開。

本領域技術人員在閱讀以下詳細描述并結合附圖的基礎上將意識到附加的特征和優(yōu)勢。

附圖說明

附圖的元件沒有必要相互成比例。類似的參考標號表示對應的類似部分。各個所示實施例的特征可以組合，除非它們相互排除。在附圖中示出并在隨附的描述中詳細描述實施例。

圖1示出了分段式邊緣保護屏蔽件的實施例的頂視圖。

圖2A和圖2B分別示出了在等離子體切割之前安裝在晶圓載體中的晶圓的實施例的頂視圖和截面圖。

圖3示出了等離子體反應室內的分段式邊緣保護屏蔽件的實施例的側視圖。

圖4示出了在穿過分段式邊緣保護屏蔽件等離子體切割晶圓之后的晶圓的實施例的頂視圖。

圖5A和圖5B分別示出了晶圓的圓周邊緣以示出分割的晶圓邊緣區(qū)域和分割的裸片的實施例的頂視圖。

圖6示出了分段式邊緣保護屏蔽件的實施例的頂視圖。

圖7示出了用于等離子體切割晶圓的方法的實施例的流程圖。

具體實施方式

圖1示出了分段式邊緣保護屏蔽件100的實施例的頂視圖。分段式邊緣保護屏蔽件100用于等離子體切割晶圓，并包括外結構102 和多個等離子體屏蔽邊緣區(qū)段104。在各個實施例中，分段式邊緣保護屏蔽件100由適當的材料制成，諸如鋁、氮化鋁或陶瓷材料。材料選擇可以基于用于切割晶圓的具體等離子體工藝。示例性工藝包括基于氯的工藝和基于氟的工藝。

在所示實施例中，外結構102包括由106處的虛線表示的內環(huán)形邊緣。內環(huán)形邊緣106具有對應于將被等離子體切割的晶圓的圓周邊緣的圓周。實例包括但不限于200mm晶圓和300mm晶圓。在所示實施例中，分段式邊緣保護屏蔽件100包括由環(huán)形邊緣106周圍的槽114分隔開的八個等離子體屏蔽區(qū)段104。在其它實施例中，可以使用其它合適數目的等離子體屏蔽邊緣區(qū)段104。在所示實施例中，每個等離子體屏蔽邊緣區(qū)段104通過內邊緣110來限定，其中內邊緣110在環(huán)形邊緣106內并與環(huán)形邊緣106同心。內邊緣110具有在122處表示的長度。在圖1所示實施例中，外結構102和等離子體屏蔽邊緣區(qū)段104在環(huán)形邊緣106處接合。每個等離子體屏蔽邊緣區(qū)段104都包括在內邊緣110和環(huán)形邊緣106之間延伸的側邊緣112。在所示實施例中，相鄰的等離子體屏蔽邊緣區(qū)段104的側邊緣112近似平行。相鄰的側邊緣112之間的距離在116處示出。在所示實施例中，距離116在1mm至10mm的范圍內。在其他實施例中，距離116可以具有其他適當的值。內邊緣110和環(huán)形邊緣106之間的距離在118處示出。在所示實施例中，距離118在1mm至10mm的范圍內。在其他實施例中，距離118可具有其他適當的值。

在所示實施例中，分段式邊緣保護屏蔽件100被適配為在等離子體蝕刻處理工具的等離子體反應室內使用。外結構102包括被配置為屏蔽環(huán)形邊緣106外的等離子體的一個或多個等離子體屏蔽元件，其中相鄰等離子體屏蔽邊緣區(qū)段104的側邊緣112與環(huán)形邊緣106相交。這被示為內屏蔽邊緣120。圖1將外結構102示為單個屏蔽環(huán)，其在邊緣120處提供等離子體屏蔽。

圖6以600示出了分段式邊緣保護屏蔽件的另一實施例，其中，外結構102包括在602處示出的八個單獨的等離子體屏蔽元件，其 在邊緣120處提供等離子體屏蔽。等離子體屏蔽元件602中的每一個都包括在120處表示的內屏蔽邊緣，其鄰接環(huán)形邊緣106。邊緣120位于相鄰的等離子體屏蔽邊緣區(qū)段104的側邊緣112之間，其中側邊緣112與環(huán)形邊緣106相交。在其他實施例中，外結構102或外結構602可以具有其他適當形狀或尺寸以在邊緣120處屏蔽等離子體。

圖2A和圖2B分別示出了在等離子體切割之前安裝在晶圓載體204中的晶圓202的實施例的頂視圖和截面圖。晶圓載體204包括框架206和粘合帶或底層208。晶圓202包括對齊凹口210。晶圓202包括頂表面212和圓周邊緣214。在所示實施例中，晶圓202在安裝在粘合底層208上之前通過研磨工藝減薄。對于等離子體切割，具有晶圓202的晶圓載體204在等離子體蝕刻工具的等離子體反應室內放置在分段式邊緣保護屏蔽件100下方(還參見圖3)。為了準備晶圓202用于等離子體切割，使用光刻工藝露出晶圓上的切線216-218。垂直切線216和水平切線218環(huán)繞將被分割的每個裸片(也參見圖5B)。露出的切線216-218延伸到晶圓202的邊緣214。

圖3以300示出了位于等離子體反應室內部的分段式邊緣保護屏蔽件100的實施例的側視圖。用于分段式邊緣保護屏蔽件100的截面圖在圖1中被示為參考圖3的虛線。在晶圓202被圖案化以露出切線216-218并安裝至粘合底層208之后，晶圓載體204被轉送至等離子體反應室。分段式邊緣保護屏蔽件100被放置在晶圓202的表面212上方，它們之間相距適當的距離(以312示出)。分段式邊緣保護屏蔽件100的環(huán)形邊緣106具有在參考線106的端部處示出的圓周，其與晶圓202的圓周邊緣214對齊(參見參考線304和310)。分段式邊緣保護屏蔽件100的內邊緣110與晶圓202的表面212對齊，如參考線306和308所示。一旦分段式邊緣保護屏蔽件100和晶圓載體204被放置到位，晶圓202的表面212就可以暴露給等離子體302以蝕刻穿過露出的切線來完成等離子體切割工藝。

圖4示出了在如圖3所示穿過分段式邊緣保護屏蔽件100等離 子體切割晶圓202之后與晶圓202對應的晶圓402的實施例的頂視圖。圖5A和圖5B分別示出了在等離子體切割之后對應于晶圓402的圓周邊緣414的實施例的晶圓502的圓周邊緣514的頂視圖，并示出了分割的晶圓邊緣區(qū)域502和分割的裸片506-508。圖4以及圖5A和圖5B一起示出了晶圓402和502包括多個分割的裸片506-508以及在晶圓402和502的圓周邊緣414和514周圍分別分隔開的多個分割的晶圓邊緣區(qū)域502的實施例。如圖5A所示，每個分割的晶圓邊緣區(qū)域502都包括對應的邊緣區(qū)段504。為了分割晶圓邊緣區(qū)域502和裸片506-508，穿過分段式邊緣保護屏蔽件100的等離子體302蝕刻晶圓202的表面212。如圖3所示，分段式邊緣保護屏蔽件100的環(huán)形邊緣106與晶圓202的圓周邊緣214對齊。分段式邊緣保護屏蔽件100為每個等離子體屏蔽邊緣區(qū)段104在內邊緣110處和側邊緣112處提供了等離子體屏蔽，并且進一步在相鄰的等離子體屏蔽邊緣區(qū)段104之間的邊緣120處提供等離子體屏蔽。由等離子體屏蔽邊緣區(qū)段104提供的屏蔽在圖4中由對應的邊緣區(qū)段404示出以及在圖5中由對應的邊緣區(qū)段504示出。邊緣區(qū)段404包括與晶圓402的圓周邊緣414同心的內邊緣410。內邊緣410具有在422處表示的長度。邊緣區(qū)段404包括在晶圓402的圓周邊緣414和內邊緣410之間延伸的側邊緣412。在所示實施例中，相鄰邊緣區(qū)段404的側邊緣412近似平行。相鄰邊緣區(qū)段404的相鄰側邊緣412之間的距離在416處表示。在所示實施例中，距離416在1mm至10mm的范圍內。在其他實施例中，距離116可具有其他適當的值。在424處表示在用于邊緣區(qū)段404的內邊緣410與晶圓402的圓周邊緣414之間的距離或長度。在所示實施例中，所有邊緣區(qū)段404的側邊緣412都具有相同的長度或距離424。在所示實施例中，距離424在1mm至10mm的范圍內。在其他實施例中，距離424可以具有其他適當的值。

參照圖3以及圖5A和圖5B，穿過分段式邊緣保護屏蔽件100等離子體蝕刻晶圓202的表面212在垂直切線516和水平切線518 之間分割裸片506-508，并且分割在晶圓502的圓周邊緣514周圍分隔開的多個晶圓邊緣區(qū)域502。為了說明的目的，在圖5A和圖5B中，垂直切線516之間的間距和水平切線518之間的間距是不同的。針對以508a示出的分割的裸片，以516a和518a示出了這種間距。分割晶圓邊緣區(qū)域502包括蝕刻與邊緣區(qū)段504相鄰且在邊緣區(qū)段504外的部分裸片的互連切線516-518。這些部分裸片在圖5A中示為位于邊緣區(qū)段504邊界與晶圓邊緣區(qū)域502邊界之間。邊緣區(qū)段504邊界與晶圓邊緣區(qū)域502邊界之間的切線516-518示出了在等離子體蝕刻工藝期間被分割的部分裸片的互連切線。因為邊緣區(qū)域504內的裸片(未示出)由于被等離子體屏蔽邊緣區(qū)段104屏蔽免受等離子體302而不被切割，所以晶圓邊緣區(qū)域502包括這些裸片。這使得拾取和放置帶的釋放技術在同一工藝步驟期間從粘合底層208去除晶圓邊緣區(qū)域502和裸片506-508。

在所示實施例中，垂直切線之間的間距(參見516a)可以大于、等于或小于水平切線之間的間距(參見518a)。相鄰切線之間的最大距離被限定為間距516a或518a中的較大者。如果間距516a等于間距518a，則相鄰切線之間的最大距離為間距516a或間距518a。在圖4以及圖5A和圖5B所示的實施例中，邊緣區(qū)段404的內邊緣410具有長度422，長度422大于相鄰切線之間的最大距離。參照圖5A，間距518a(例如，裸片508a的高度)大于間距516a(例如，裸片508a的寬度)，并且是用于晶圓502的相鄰切線之間的最大間距或距離。在所示實施例中，邊緣區(qū)段404的內邊緣410具有長度422，長度422大于相鄰切線之間的最大距離。在圖5中，以518a示出該最大距離。

圖5B示出了其中分割的裸片506位于相鄰邊緣區(qū)段504的側邊緣之間的實施例。相鄰邊緣區(qū)段404(如圖4所示)的側邊緣412之間的距離416大于圖5B所示的相鄰切線516或518之間的最大距離，使得裸片506足夠小來適應在相鄰的邊緣區(qū)段504之間。裸片518位于相鄰邊緣區(qū)段504之間的區(qū)域之外。

圖7示出了用于等離子體切割晶圓的方法的實施例的流程圖。以700示出了該方法。在702中，提供晶圓202。晶圓202被圖案化來露出晶圓202的表面212上的切線216-218。在704中，在晶圓202的表面212上方設置分段式邊緣保護屏蔽件100。在706中，穿過分段式邊緣保護屏蔽件100等離子體蝕刻晶圓202的表面212，以分割切線516-518內的裸片506-508并分割在晶圓502的圓周邊緣514周圍分隔開的多個晶圓邊緣區(qū)域502。

諸如“下方”、“之下”、“下部”、“上方”、“上部”等的空間相對術語用于易于描述以解釋一個元件相對于第二元件的定位。這些術語旨在涵蓋除與圖中所示不同的定向之外的器件的不同定向。此外，諸如“第一”、“第二”等的術語也用于描述各個元件、區(qū)域、部分等，并且也不用于限制。類似的術語在說明書中表示類似的元件。

如本文所使用的，術語“具有”、“包含”、“包括”、“含”等是開放性術語，其表示所提元件或特征的存在，但是不排除附加的元件或特征。冠詞“一個”、“一”和“該”旨在包括多個和單個，除非另有明確指示。

當考慮上述范圍的變化和應用時，應該理解，本發(fā)明不限于上面的描述，也不限于附圖。相反，本發(fā)明僅通過以下權利要求及其合法等效來限制。