(57)【要約】  ＵＶ反応性接着フィルムを用いたレーザ・プラズマエッチングによるウェハのダイシング。ウェハ上に形成されたＩＣ、並びにＩＣにインタフェースを提供する任意のバンプを覆うマスクが形成される。半導体ウェハは、両面ＵＶ反応性接着フィルムによってキャリア基板に結合される。マスクは、ギャップを有するパターニングされたマスクを提供するために、レーザスクライビングによってパターニングされる。パターニングは、そこからＩＣが形成される薄膜層の下の半導体ウェハの領域を露出させる。その後、半導体ウェハは、パターニングされたマスクのギャップを貫通してエッチングされ、これによってＩＣを個片化する。ＵＶ反応性接着フィルムは、キャリアを通してＵＶ照射により部分的に反応する。その後、個片化されたＩＣは、まだキャリア基板に付けられている部分的に反応した接着フィルムから、例えば、個別にピックアンドプレース機によって分離される。その後、ＵＶ反応性接着フィルムは、キャリア基板からのフィルムの完全な除去のために更に反応させることができる。
2015523731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の集積回路を含む半導体ウェハをダイシングする方法であって、
両面紫外線（ＵＶ）反応性接着フィルムでキャリア基板に半導体ウェハを結合する工程と、
集積回路を覆い保護するマスクを半導体ウェハの上方に形成する工程と、
集積回路間の半導体ウェハの領域を露出させるギャップを有するパターニングされたマスクを提供するために、レーザスクライブプロセスでマスクをパターニングする工程と、
個片化された集積回路を形成するために、パターニングされたマスク内のギャップを貫通して半導体ウェハをエッチングする工程を含み、
ＵＶ光への暴露によってＵＶ反応性接着フィルムの第１面を反応させることによって、ＵＶ反応性接着フィルムの反応した面から個片化された集積回路を分離することができる方法。
【請求項２】
両面ＵＶ反応性接着フィルムは、第１及び第２接着層間に配置されたキャリアフィルムを含み、第１接着層は、第１面上に配置され、第２接着層よりも短い反応時間を有し、
キャリア基板にウェハを結合する工程は、第１接着層をウェハに接触させ、第２接着層をキャリア基板に接触させる工程を更に含み、
ＵＶ光でＵＶ反応性接着フィルムを部分的に反応させる工程は、第１接着層を第２接着層よりもより完全に反応させる工程を含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
個片化された集積回路を分離する工程は、第２接着層を反応させる前に実行され、前記方法は、
第２接着層の反応を完了させるために、ＵＶ光をＵＶ反応性接着フィルムに再照射する工程と、
反応したＵＶ反応性接着フィルムをキャリア基板から分離する工程を含む請求項２記載の方法。
【請求項４】
キャリアフィルムは、ポリ塩化ビニルを含み、２つの接着層は、アクリル系接着層である請求項２記載の方法。
【請求項５】
第１接着層をウェハに接触させ、第２接着層をキャリア基板に接触させる工程は、
第１接着層をマスクされた半導体ウェハに接触させる工程と、
マスクされた半導体ウェハをキャリア基板に位置合わせする工程と、
第２接着層をキャリア基板に接触させる工程を含む請求項２記載の方法。
【請求項６】
ＵＶ反応性接着フィルムとキャリア基板は、ＵＶ光に対して透明であり、
ＵＶ光でＵＶ反応性接着フィルムを部分的に反応させる工程は、キャリア基板を通して、ＵＶ反応性接着フィルムを通して照射する工程を含む請求項１記載の方法。
【請求項７】
レーザスクライビングプロセスでマスクをパターニングする工程は、フェムト秒ベースのレーザスクライビングプロセスでパターニングする工程を含み、パターニングされたマスク内のギャップを貫通して半導体ウェハをエッチングする工程は、高密度プラズマエッチングプロセスを使用する工程を含む請求項１記載の方法。
【請求項８】
高密度プラズマエッチングプロセスを使用する工程は、
キャリア基板をチャッキング温度まで加熱する工程と、
チャッキング温度に到達したとき、静電チャック（ＥＳＣ）にキャリア基板をクランプする工程と、
キャリア基板をチャッキング温度から処理温度まで冷却する工程と、
処理温度のままで、パターニングされたマスク内のギャップを貫通して半導体ウェハをプラズマエッチングする工程と、
キャリア基板を処理温度からデチャッキング温度まで加熱する工程と、
デチャッキング温度に到達したとき、ＥＳＣからキャリア基板のクランプを解除する工程を含む請求項７記載の方法。
【請求項９】
ＵＶ光でＵＶ反応性接着フィルムを部分的に反応させる工程は、第１面の接着性を少なくとも９０％低減させ、フィルムの第２面の接着性を９０％未満低減させる工程を含む請求項１記載の方法。
【請求項１０】
複数の集積回路を含む半導体ウェハをダイシングするためのシステムであって、
シリコン基板層上に配置された集積回路を覆い保護するマスクを半導体ウェハの上方に形成するための堆積チャンバであって、半導体ウェハは、両面紫外線（ＵＶ）反応性接着フィルムによってキャリア基板に結合される堆積チャンバと、
半導体ウェハと、二酸化ケイ素の層、低Ｋ材料の層、及び銅の層の上に配置されたマスクをパターニングし、これによって集積回路間のシリコン基板の領域を露出させるためのレーザスクライブ装置と、
露出された領域を貫通してシリコン基板をエッチングし、これによって個片化された集積回路を形成するためのプラズマエッチングチャンバを含み、
紫外（ＵＶ）光は、ＵＶ反応性接着フィルムの第１接着面を第２接着面よりも完全に反応させるためにＵＶ反応性接着フィルムに照射し、これによって部分的に反応したＵＶ反応性接着フィルムから個片化された集積回路を分離することができるシステム。
【請求項１１】
ＵＶ反応性接着フィルムにＵＶ光を照射し、これによってＵＶ反応性接着フィルムの第１接着面を第２接着面よりも完全に反応させるための紫外（ＵＶ）光源と、
部分的に反応したＵＶ反応性接着フィルムから個片化された集積回路を分離するダイハーベスタを含む請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
両面ＵＶ反応性接着フィルムは、第１及び第２接着層間に配置されたキャリアフィルムを含み、第１接着層は、第１面に配置され、第２接着層よりも短い反応時間を有し、前記システムは、
両面ＵＶ反応性接着フィルムの第１接着層を半導体ウェハに、両面ＵＶ反応性接着フィルムの第２接着層をキャリア基板に接触させるための接着フィルムアプリケータを含み、
ＵＶ光でＵＶ反応性接着フィルムを部分的に反応させることは、第１接着層を第２接着層よりも完全に反応させることを含むシステム。
【請求項１３】
ダイハーベスタは、第２接着層が反応する前に個片化された集積回路を分離することができ、ＵＶ光源は、ＵＶ光をＵＶ反応性接着フィルムに再照射し、これによって第２接着層の反応を完了させることができる請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
キャリアフィルムは、ポリ塩化ビニルを含み、２つの接着層は、アクリル系接着層である請求項１２記載のシステム。
【請求項１５】
接着フィルムアプリケータは、
第１接着層をマスクされた半導体ウェハに接触させ、
マスクされた半導体ウェハをキャリア基板に位置合わせし、
第２接着層をキャリア基板に接触させることができる請求項１２記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
本出願は、２０１２年６月２９日に出願された米国仮特許出願第６１／６６６，５６６号の非仮出願であり、その優先権を主張し、全目的のためにその全体が参照により組み込まれる。
【背景】
【０００２】
１）分野
本発明の実施形態は、半導体処理の分野に関し、特に、各ウェハが複数の集積回路を上に有する半導体ウェハをダイシングする方法に関する。
【０００３】
２）関連技術の説明
半導体ウェハ処理では、集積回路は、シリコン又は他の半導体材料からなるウェハ（基板ともいう）上に形成されている。一般に、半導体、導電体又は絶縁体のいずれかである様々な材料の層が、集積回路を形成するために利用される。これらの材料は、様々な周知のプロセスを用いてドープされ、堆積され、エッチングされ、これによって集積回路を形成する。各ウェハは、ダイス又はダイとして知られる集積回路を含む多数の個々の領域を形成するように処理される。
【０００４】
集積回路形成プロセスに続いて、ウェハは「ダイシング」され、これによってパッケージ化するために、又はより大規模な回路内でパッケージ化されていない形態で使用するために、互いに個々のダイに分離される。ウェハダイシング用に使用される２つの主要な技術は、スクライビングとソーイングである。スクライビングでは、ダイヤモンドを先端に付けたスクライブが、予め形成されたスクライブラインに沿ってウェハ表面を横切って移動する。これらのスクライブラインは、ダイ間の空間に沿って延びている。これらの空間は、一般に「ストリート」と呼ばれている。ダイヤモンドスクライブは、ストリートに沿って、ウェハ表面に浅い傷を形成する。ローラなどによる圧力の印加時に、ウェハは、スクライブラインに沿って分離する。ウェハ内での破断は、ウェハ基板の結晶格子構造に従う。スクライビングは、約１０ミル（１インチの１０００分の１）又はそれ以下の厚さであるウェハに対して使用することができる。より厚いウェハに対しては、ソーイングが、現在のところ、ダイシングするのに好適な方法である。
【０００５】
ソーイングでは、１分当たり高回転数で回転するダイヤモンドが先端に付いた鋸（ソー）が、ウェハ表面に接触し、ストリートに沿ってウェハを切断（ソーイング）する。ウェハは、支持部材（例えば、フィルムフレーム全域に亘って伸ばされた接着フィルム）上に取り付けられ、鋸が垂直及び水平の両方のストリートに繰り返し印加される。スクライビング又はソーイングのいずれにおいても１つの問題は、チップ（欠け）及びゴージ（削り溝）が切断されたダイ端部に沿って形成される可能性があることである。また、亀裂が形成され、ダイの端部から基板内へと伝播し、集積回路を動作不能にする可能性がある。正方形又は長方形のダイの片側のみが結晶構造の方向にスクライブ可能であるので、チッピング（欠け）及びクラッキング（割れ）は、スクライビングにおいて特に問題である。その結果、ダイのもう一方の側の劈開は、ギザギザの分離ラインをもたらす。チッピング及びクラッキングのために、集積回路への損傷を防止するための追加の間隔がしばしばウェハ上のダイ間に必要となる。このような追加の間隔は、チップ及びクラックを実際の集積回路からある距離に維持することができる。間隔要件の結果として、標準サイズのウェハ上にはそれほど多くのダイを形成することはできず、もしもそうでないならば回路用に使用可能であったウェハの実質的な領域が無駄になる。鋸の使用は、半導体ウェハ上の実質的な領域の無駄を悪化させる。鋸の刃は、約１５ミクロンの厚さである。このように、鋸によって作られた切り口を取り巻く割れ及びその他の損傷が、集積回路に悪影響を及ぼさないことを保証するために、３００〜５００ミクロンはしばしばダイのそれぞれの回路を分離しなければならない。更に、切断後、各ダイは、ソーイングプロセスから生じる粒子及び他の汚染物質を除去するために実質的なクリーニングを必要とする。
【０００６】
プラズマダイシングもまた使用されてきたが、同様に制限を有するかもしれない。例えば、プラズマダイシングの実施を妨げる１つの制限は、コストであるかもしれない。レジストをパターニングするための標準的なリソグラフィ操作は、実行コストが桁違いに高くなる可能性がある。プラズマダイシングの実施を妨げる可能性のあるもう一つの制限は、一般的に遭遇する金属（例えば、銅）のプラズマ処理は、ストリートに沿ってダイシングする際に、製造の問題又はスループットの限界を作る可能性があることである。
【概要】
【０００７】
本発明の実施形態は、ＵＶ反応性接着フィルムを用いたレーザ・プラズマエッチングウェハダイシングに向けられている。一実施形態では、複数の集積回路を含むウェハのダイシング方法は、半導体ウェハの上方にマスクを形成する工程を含む。マスクは、集積回路を覆い保護する。マスクは、集積回路から突出するすべてのバンプも覆い保護することができる。本方法は、両面紫外線（ＵＶ）反応接着フィルムによってマスクされたウェハをキャリア基板に結合（固定）する工程を含む。本方法は、ギャップを有するパターニングされたマスクを提供するために、レーザスクライビングプロセスによってマスクをパターニングする工程を更に含む。ギャップは、集積回路間の半導体ウェハの領域を露出させる。本方法は、個片化された集積回路を形成するためにパターニングされたマスク内のギャップを貫通してレーザスクライブされた半導体ウェハをエッチングする工程を含む。本方法は、ＵＶ反応性接着フィルムの第１面を反応させ、個片化された集積回路をＵＶ反応性接着フィルムから分離可能にするのに十分なＵＶ光をＵＶ反応性接着フィルムに照射する工程を更に含む。
【０００８】
一実施形態では、複数の集積回路を含む半導体ウェハのダイシング方法は、両面ＵＶ反応性接着フィルムによってマスクされた結晶シリコン基板をキャリア基板に結合する工程を含む。レーザスクライビングプロセスは、マスクをパターニングし、少なくとも二酸化ケイ素の層、低Ｋ材料の層、及び銅の層をパターニングし、これによって集積回路間のシリコン基板の領域を露出させる。本方法は、個片化された集積回路を形成するために露出した領域を貫通してシリコン基板をエッチングする工程を含む。本方法は、第２接着面を反応させる前に第１接着面を反応させるために紫外（ＵＶ）光をＵＶ反応性接着フィルムに照射する工程を更に含む。本方法は、ＵＶ反応性接着フィルムの反応した面から個片化された集積回路を分離する工程を含む。
【０００９】
一実施形態では、複数の集積回路を有する半導体ウェハをダイシングするためのシステムは、半導体ウェハ上に配置されたマスクをパターニングするためのレーザスクライブ装置を含む。レーザスクライブ装置は、少なくとも二酸化ケイ素の層、低Ｋ材料の層、及び銅の層を更にパターニングし、これによって集積回路間のシリコン基板の領域を露出させることができる。システムは、露出された領域を貫通してシリコン基板をエッチングし、これによって個片化された集積回路を形成するためのプラズマエッチングチャンバを更に含む。紫外（ＵＶ）光源は、ＵＶ反応性接着フィルムに照射し、ＵＶ反応性接着フィルムの第１接着面を第２接着面よりも完全に反応させることができる。ダイハーベスタは、部分的に反応したＵＶ反応性接着フィルムから個片化された集積回路を分離することができる。システムは、ファクトリインタフェースを更に含む。レーザスクライブ装置は、ファクトリインタフェースと結合することができる。プラズマエッチングチャンバもまた、ファクトリインタフェースに結合することができる。レーザスクライブ装置及びプラズマエッチングチャンバは、例えば、静電吸着によって、基板キャリアをクランプするように用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の実施形態は、例として示され、限定するものではなく、図面に関連して考慮されるとき、以下の詳細な説明を参照して、より完全に理解することができる。
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係る、複数の集積回路を含む半導体ウェハをダイシングする方法における操作を示すフローチャートである。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態に係る、複数の集積回路を含む半導体ウェハをダイシングする方法における操作を示すフローチャートである。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係る、図１Ａの操作１０１に対応する、半導体ウェハをダイシングする方法を実施する間の、複数の集積回路を含む半導体ウェハの断面図を示す。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に係る、図１Ａ及び図１Ｂの操作１０４に対応する、半導体ウェハをダイシングする方法を実施する間の、複数の集積回路を含む半導体ウェハの断面図を示す。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態に係る、図１Ａ及び図１Ｂの操作１０６に対応する、半導体ウェハをダイシングする方法を実施する間の、複数の集積回路を含む半導体ウェハの断面図を示す。
【図３】本発明の一実施形態に係る、半導体ウェハ又は基板のストリート領域内に存在することができる材料のスタックの断面図を示す。
【図４Ａ】〜
【図４Ｉ】本発明の一実施形態に係る、操作１０１、１０２、１０４、１０６、１０７、１０８、１１０、１１２に対応する、半導体ウェハをダイシングする方法の様々な操作の断面図を示す。
【図５】本発明の一実施形態に係る、ウェハ又は基板のレーザ・プラズマダイシング用のツールレイアウトのブロック図を示す。
【詳細な説明】
【００１１】
各ウェハが複数の集積回路を上に有する半導体ウェハのダイシング方法が記載される。以下の説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細（例えば、ＵＶ反応性接着フィルムによるレーザ・プラズマエッチングウェハダイシングのアプローチ）が記載される。本発明の実施形態は、これらの特定の詳細なしに実施できることが、当業者には明らかであろう。他の例では、周知の態様（例えば、集積回路の製造）は、本発明の実施形態を不必要に曖昧にしないために、詳細には説明されない。更に、図に示される様々な実施形態は、例示であり、必ずしも縮尺通りに描かれていないことを理解すべきである。
【００１２】
初期のレーザスクライブとその後のプラズマエッチングを含むハイブリッドウェハ又は基板のダイシング工程は、ダイ個片化のために実施することができる。レーザスクライブプロセスはきれいにマスク層、有機及び無機誘電体層と、デバイス層を除去することができる。レーザエッチングプロセスは、その後の暴露、又はウェハ又は基板の部分エッチング時に終了することができる。ダイシング工程のプラズマエッチング部分は、次に、ダイ又はチップ個片化又はダイシングを得、バルク単結晶シリコンを介して、ウェハ又は基板のバルクをエッチングするために使用することができる。
【００１３】
ハイブリッドのウェハ又は基板のダイシングプロセスでは、ウェハは、具体的には、ダイシングと、分離されたダイの採取の両方のためにハンドリングされる。ダイシングされるウェハは、概して、ＵＶ反応性接着フィルム（例えば、ＵＶ除去ダイシングテープ）によってキャリア基板上に取り付けられる。キャリア基板は、ＵＶ反応性接着フィルムのその後の制御された反応を可能にするためにＵＶ照射に透過し、またウェハ温度を制御するためのプラズマエッチングチャンバ内部でのロボットによるハンドリング及びクランピングにも適している。キャリアはまた、その後のダイの採取のために分離されたダイの清浄度を確保すべきである。特殊なロボットハンドリングをプラズマエッチングチャンバにインタフェース接続することを伴う可能性のある、ダイシングテープ及びテープフレーム上へのウェハの載置とは対照的に、本発明の実施形態は、半導体ウェハと同様の機械的及び電気的特性を有するガラスが挙げられるが、これに限定されない硬質のＵＶ透過ウェハの使用を含む。
【００１４】
一実施形態では、半導体ウェハは、両面ＵＶ反応性接着フィルムの第１接着面に取り付けられ、第２接着面はキャリア基板上に取り付けられる。このように、テープフレームは、プラズマエッチングフェーズに関与しておらず、更に、同様にプラズマエッチングの前に実行されるレーザスクライビングプロセスを回避することができる。プラズマエッチングに続いて、ダイが取り付けられたＵＶ反応性接着フィルムの第１接着層は、ＵＶ放射への曝露によって反応される。その後、個々のダイは、ＵＶ反応性接着フィルムから採取することができるか、あるいはフレームを備えた第２ダイシングテープが、ＵＶ反応性接着フィルムから除去された半導体ウェハ及びダイの前面にまとめて貼り付けられることができ、個々のダイは、その後、後続の操作（例えば、パッケージング及び組立操作）のためにテープ付けされたフレームから採取される。
【００１５】
一実施形態では、上記のアプローチに適したウェハの厚さは、約１２０ミクロン以上である。ＩＣメモリチップに対しては、メモリ容量が増加するのに伴い、マルチチップ機能及び連続パッケージングの小型化が、超薄型ウェハダイシングを必要とする可能性がある。ロジックデバイスチップ／プロセッサに対しては、主要な課題は、ＩＣの性能向上、低ｋ材料及び他の材料の採用にある。約１００ミクロン〜７６０ミクロンの範囲内のウェハの厚さは、十分なチップの完全性を確保するためにそのような用途に使用することができる。プロセッサチップの設計者／製造者は、テストエレメントグループ（ＴＥＧ又はテストパターン）並びにアライメントパターンをウェハストリート内に配置することができる。このため、少なくともウェハの上面で約５０ミクロン〜１００ミクロンの範囲内のカーフ幅が、隣接するチップを分離し、テストパターンのみを除去するために必要とされる場合がある。主要な焦点は、層間剥離のない、効率的なダイシングプロセスを達成することである。
【００１６】
ダイヤモンドソー切断ベースの純粋に機械的なアプローチにおいて、更に、大幅な速度の低減（例えば、通常４０〜１００ｍｍ／秒から２〜３ｍｍ／秒へと低下）を伴った低ｋウェハのダイシング用に使用された場合、機械的な応力に起因するチッピング及び層間剥離／亀裂の形成が、典型的には多くの低ｋウェハのダイシングで不可避となる。純粋なレーザアブレーションベースのダイシング技術は、スループットの向上、要求されるダイ強度及び側壁の表面粗さの維持、並びに要求されるスループットに対処するために高出力が使用されたときの層間剥離及びチッピングの可能性の低減において大きな課題に直面する。
【００１７】
いくつかのハイブリッド技術は、レーザと従来のダイシングソーを組み合わせて、これによって低ｋウェハに対処する。まず、レーザが、ストリート内の最上部のパッシベーション及び金属構造物を貫通してスクライブするが、これを機械的なダイシングソーで貫通して切断するのは難しい。次に、実際のシリコン（Ｓｉ）基板を切断するためにソー（鋸）が使用される。このようなハイブリッドプロセスは非常に遅い可能性があり、典型的な機械的切断の問題が残っている。例えば、ダイヤモンドソーダイシングからの機械的応力に固有のウェハ裏面のチッピングが、依然として残っている。
【００１８】
更に、低ｋ誘電体スタックに関連したレーザ誘発の前面チッピング及び層間剥離の緩和が試みられてきた。例えば、１つのアプローチにおいて、シールリングが、層間絶縁層及び金属層の剥離／層間剥離の伝播に対するバリアとして各ダイを取り囲む。また、ダミー又はタイリングと呼ばれる正方形の形状で一定の銅の密度（例えば、典型的には２０〜８０％）の銅グリッドが、アライメントパターン又はテストパターンが存在しないどこにでも、ストリート内のパッシベーション層の下に追加される。このようなアプローチは、層間剥離及びチッピングを抑制するのを助けてきた。１００ミクロン以上の厚さのウェハに対しては、ダイシングされるときに、剛性が、ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）無しに取り付けテープ上にウェハを直接配置するのに十分であり、これによってＤＡＦ切断プロセスは含まれない可能性がある。
【００１９】
本明細書内に記載される実施形態は、特に、約１００ミクロン〜８００ミクロンの範囲内の厚さ、より具体的には、約１００ミクロン〜６００ミクロンの範囲内の厚さを有するプロセッサチップを備えたＩＣウェハのダイシング用途に対処することができる。更に、実施形態は、約５０ミクロン〜２００ミクロンの範囲内、より具体的には、約５０ミクロン〜１００ミクロンの範囲内のウェハ前面で測定された許容できるダイシングカーフ幅を備えたＩＣウェハのダイシング用途に対処することができる。ウェハ前面で測定された５０ミクロン〜１００ミクロンの範囲は、レーザ／ソーハイブリッドプロセスにおいて、ウェハの裏側から測定された約３０〜５０ミクロンの典型的なカーフ幅に対応する。１以上の実施形態は、上述のようなウェハをダイシングするためのハイブリッドレーザスクライビング＋プラズマエッチングのアプローチに向けられる。
【００２０】
図１Ａは、本発明の一実施形態に係る、複数の集積回路を含む半導体ウェハをダイシングする方法１００の操作を示す。図１Ｂは、本発明の一実施形態に係る、複数の集積回路を含む半導体ウェハをダイシングする方法１４０の操作を示す。図１Ｂの方法１４０は、図１Ａのより一般的な方法１００の１つの例示的な実施形態である。図２Ａ〜２Ｃは、方法１００及び１４０の実行中における複数の集積回路を含む半導体ウェハの断面図を示し、一方、図４Ａ〜４Ｉは、方法１００及び１４０の実行中における半導体ウェハのキャリア基板への着脱の断面図を示す。
【００２１】
フローチャート１００の操作１０１及び対応する図２Ａを参照すると、方法は、半導体ウェハ又は基板２０４の上方にマスク２０２を形成する工程を含む。ウェハ又は基板２０４は、両面ＵＶ反応性接着フィルム２１４の上に配置される。両面ＵＶ反応性接着フィルム２１４は、図４Ａ〜４Ｉに関連してより詳細に説明されるように、基板上に更に配置されてもよい（図２Ａ〜２Ｃには図示せず）。図４Ａに示されるように、マスク２０２用に記載された材料のいずれであってもよいマスク４１０が、半導体ウェハ４００のアクティブ面４０２上に配置される。半導体ウェハの上に図４Ａのマスク４１０及び図２Ａのマスク２０２を形成する工程は、レジスト又は他の材料のスピンコーティング、炭素蒸着（ＣＶＤ）、又はマスク層を形成することができる当技術分野で公知の任意の他のプロセスを含むことができる。図４Ａには、コンフォーマルでない平坦化されたマスクとして図示されている（例えば、バンプの上方のマスク４１０の厚さは、谷部におけるマスク４１０の厚さよりも小さい）が、代替の一実施形態では、マスク４１０は、コンフォーマルマスクである。コンフォーマルマスクの実施形態は、有利なことに、トポグラフィー（例えば、２０μｍのバンプ）の上方にマスク４１０の十分な厚さを確保し、これによってプラズマエッチングダイシング操作の期間を存続する。コンフォーマルマスクの形成は、上述のように、スピンコート法又はＣＶＤ法によってすることができる。非コンフォーマルマスクの形成は、コンフォーマルマスクを平坦化（すなわち、研磨）する追加の工程を含むことができる。
【００２２】
半導体ウェハ４００の材料特性の厚さに応じて、ウェハ４００をキャリア基板に取り付ける前又は後にマスク４１０を貼り付けることができる。図１Ａ及び図４Ａに示される例示的な実施形態では、マスクは、半導体ウェハ４００をキャリア基板に取り付ける前に貼り付けられる。このような特定の実施形態では、ウェハ４００は、３５０μｍを超える厚さを有する。一実施形態では、マスクは、半導体ウェハ４００をキャリア基板に取り付けた後に貼り付けられる。このような特定の実施形態では、ウェハ４００は、３５０μｍ未満の厚さを有する。
【００２３】
図２Ｂに示されるように、マスク２０２は、半導体ウェハ２０４の表面上に形成された集積回路（ＩＣ）２０６を覆い保護し、また、半導体ウェハ２０４の表面から１０〜２０μｍ上へ突出するバンプも保護する。マスク２０２はまた、隣接する集積回路２０６間に形成された介在ストリート２０７も覆う。
【００２４】
本発明の一実施形態によると、マスク２０２及び４１０を形成する工程は、例えば、フォトレジスト層又はＩ線パターニング層が挙げられるが、これらに限定されない層を形成する工程を含む。例えば、ポリマー層（例えば、フォトレジスト層）は、リソグラフィプロセスで使用するのに適したそれ以外の材料で構成されてもよい。一実施形態では、フォトレジスト層は、例えば、２４８ナノメートル（ｎｍ）レジスト、１９３ｎｍレジスト、１５７ｎｍレジスト、極紫外（ＥＵＶ）レジスト、又はジアゾナフトキノン増感剤を加えたフェノール樹脂マトリックスが挙げられるが、これらに限定されないポジ型フォトレジスト材料で構成される。別の一実施形態では、フォトレジスト層は、例えば、ポリ−シス−イソプレン及びポリ−ビニル−シンナメートが挙げられるが、これらに限定されないネガ型フォトレジスト材料で構成される。
【００２５】
一実施形態では、図２Ａ〜２Ｃの半導体ウェハ又は基板２０４及び図４Ａ〜４Ｉの半導体ウェハ又は基板４００は、製造プロセスに耐えるのに適しており、その上に半導体処理層を好適に配置することができる材料で構成される。例えば、一実施形態では、半導体ウェハ又は基板２０４は、ＩＶ族系材料（例えば、結晶シリコン、ゲルマニウム又はシリコン／ゲルマニウムが挙げられるが、これらに限定されない）で構成される。特定の一実施形態では、半導体ウェハ２０４を提供する工程は、単結晶シリコン基板を提供する工程を含む。特定の一実施形態では、単結晶シリコン基板は、不純物原子によってドープされる。別の一実施形態では、半導体ウェハ又は基板２０４は、ＩＩＩ−Ｖ族材料（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）の製造に使用されるＧａＮなど）から構成される。
【００２６】
図２Ａを参照すると、半導体ウェハ又は基板２０４は、半導体デバイスのアレイが集積回路２０６の一部として、その上又は中に配置される。このような半導体デバイスの例としては、シリコン基板内に製造され、誘電体層に囲まれたメモリデバイス又は相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）トランジスタを含むが、これらに限定されない。複数の金属相互接続が、誘電体層を取り囲んで、デバイス又はトランジスタの上方に形成され、集積回路２０６を形成するようにデバイス又はトランジスタを電気的に結合するのに使用することができる。導電性バンプ層及びパッシベーション層が相互接続層の上方に形成されてもよい。ストリート２０７を構成する材料は、集積回路２０６を形成するために使用される材料と類似又は同じであることができる。例えば、ストリート２０７は、誘電体材料、半導体材料、及び／又はメタライゼーションの層から構成することができる。一実施形態では、１以上のストリート２０７は、集積回路２０６の実際のデバイスと類似のテストデバイスを含む。
【００２７】
図１Ａに戻って、方法１００は、操作１０２で、両面ＵＶ反応性接着フィルムによって半導体ウェハをキャリア基板に結合する工程によって進む。一実施形態では、図２Ａ〜２Ｃ中のＵＶ反応性接着フィルム２１４及び図４Ａ〜Ｉ中のＵＶ反応性接着フィルム４０６は、第１及び第２の接着層の間に配置されたキャリアフィルムを含む両面ダイシングテープである。このような一実施形態では、キャリアフィルムは、ポリ塩化ビニルで構成され、２つの接着層は、アクリル系接着層である。一実施形態では、第１及び第２の接着層の各々は、ＵＶ光への曝露の際に弱化（すなわち、解放）する接着性を有する１以上の材料から構成される。例示的な実施形態では、第１接着層は、第２接着層よりも短い反応時間を有する。反応時間又は反応速度におけるこのような差別化は、（例えば、第１面を第２面よりも小さい厚さにして）第１及び第２面間の接着剤の厚さを異ならせること、又は（例えば、第１面をＵＶ照射に対してより敏感にして）第１及び第２面間の接着剤の化学的性質を異ならせて粘度及び固形分を変化させることのいずれかによって達成することができる。
【００２８】
一実施形態では、図２Ｂに示されるように、ウェハをキャリア基板に結合する工程は、１つの接着層４０４Ａをキャリア基板４０８に接触させることによって実行される。両面の膜の接着剤間の反応時間が異なる実施形態では、最も長い反応時間又は最も遅い反応速度を有する接着剤（例えば、最も厚い接着層）が、キャリア基板４０８上に接触される。図示の実施形態では、両面ＵＶ反応接着フィルムは、例えば、従来のウェハテープアプリケータによって、（図４Ｃに図示されるように）第２接着面を半導体ウェハ４００に接触させる前に、（図４Ｂに図示されるように）まずキャリア基板４０８に貼り付けられる。キャリア基板４０８は、プラズマエッチング装置内で、従来の寸法のロボットハンドリングを可能にするために、ウェハ（例えば、３００ｍｍ）とおよそ同じ直径であるので、ウェハ４００は、露出した接着剤と接触する前に、テープ付けされたキャリア基板４０８に位置合わせすることができる。代替実施形態では、両面ＵＶ反応性接着フィルムは、例えば、従来のウェハテープアプリケータによって、第２接着面をキャリア基板４０８に接触させる前に、まず半導体ウェハ４００に貼り付けられる。このような実施形態では、両面ＵＶ反応性テープの第１面が、（前面４０２とは反対の）ウェハ裏面に貼り付けられる。その後、テープ付けされたウェハは、テープ付けされていないキャリア基板と位置合わせされ、キャリア基板と接触する。
【００２９】
実施形態では、キャリア基板４０８は、ＵＶ透過性であり、少なくとも幾分かの量のＵＶエネルギーがキャリア基板４０８を通過することができることを意味する。実施形態では、キャリア４０８は、ＵＶエネルギーを吸収するために必要とされるバンドギャップよりも大きなバンドギャップを有する材料であり、例えば、ガラス（例えば、ソーダ石灰ガラス、フロートガラス、又は他のシリカガラス（例えば、ホウケイ酸ガラス（コーニング７７４０））、溶融石英、サファイア、及びセラミックス（例えば、ＡｌＮ及びＳｉＣ）が挙げられるが、これらに限定されない。これらの材料の中で、シリコンの熱膨張係数（ＣＴＥ）とよく一致した熱膨張係数と、比較的広いＵＶ透過窓の両方を提供する材料が、ＵＶ反応性接着剤による、薄化された半導体基板のキャリア基板への機械的結合を促進し、これによって図４Ｃに図示される多層のワークピースを形成し、例示的なガラスキャリアの実施形態ではシリコン・オン・ガラス（ＳｉＯＧ）基板と呼ばれる。
【００３０】
光の特定の波長に対する吸光係数に応じて、キャリア４０８は、ＵＶを伝えるのに十分薄い厚さを有することができる。このように、キャリアの厚さは、３００μｍから８００μｍ又はそれ以上に広範囲に変化する可能性がある。一般的に、キャリア基板の直径は、半導体ウェハの直径の１０ｍｍ以内とすることができ、これによって、例えば、ダイシングプロセスのプラズマエッチングフェーズの間、ＳｉＯＧ基板のロボットハンドリングを可能にする。したがって、本発明の実施形態によれば、キャリア基板は、３００ｍｍの半導体ウェハ用には少なくとも３００ｍｍ（±１０ｍｍ）、４５０ｍｍの半導体ウェハ用には４５０ｍｍ（±１０ｍｍ）等となるだろう。厚さは、直径でスケーリングすることができ、コーニング７７４０のキャリア基板の一例では、３００ｍｍの直径及び７００μｍの厚さを有する。
【００３１】
更なる実施形態では、キャリア基板４０８は、２０℃で１０８オーム・ｃｍを超えない、好ましくは２０℃で５００メガオーム／平方未満の抵抗率を有するように、（例えば、ナトリウムで）ドープされる。このような導電率の範囲は、特に、キャリア基板を最初に５０℃以上に加熱する場合、ジョンソン・レイベック型のチャックを用いたプラズマエッチングシステム内でキャリア基板４０８の静電吸着を可能にするのに十分であることが分かっている。もちろん、機械式クランプを採用した場合、キャリア基板の抵抗率は、実用上重要でない。
【００３２】
図４Ｃに示されるように、接着剤４０４Ａを手段としてキャリア基板４０８の一方の面に貼り付けられた両面接着フィルム４０６によって、半導体ウェハ４００は、マスク４１０を露出して他方の接着層４０４Ｂに固定される。半導体ウェハ４００は非常に脆い場合、まずキャリア基板に接着剤を塗布することが有利であるが、代替の実施形態では、両面接着フィルム４０６（例えば、接着層４０４Ｂ）が、まずウェハ４００に貼り付けられ、その後、接着フィルムの他方の面（例えば、接着層４０４Ａ）がキャリア基板４０８に貼り付けられてもよい。
【００３３】
図１Ａに戻ると、キャリア上に取り付けられた半導体ウェハを用いて、図１Ａの方法１００は、マスクされた半導体ウェハが両面ＵＶ反応性接着フィルムによってキャリア基板に結合される操作１０２へと進む。同様に、図１Ｂの方法１４０は、例えば、ここまで方法１００によって調製されてきたアセンブリを入力出発物質とする操作１０３から始まる。その後、方法１００及び１４０の両方は、レーザスクライブ操作１０４及びプラズマエッチング操作１０６に移る。図２Ｂは、パターニングされたマスク２０８にギャップ２１０を提供するためにレーザスクライビングプロセスによってパターニングされたマスク２０２の近位断面図を提供する。ギャップ２１０を有するパターニングされたマスク２０８は、集積回路２０６間に半導体ウェハ又は基板２０４の領域を露出させる。図４Ｄは、基板４００が接着フィルム４０６によってキャリア基板４０８に固定されながら、ギャップ４１２を形成するレーザスクライブプロセスの遠位断面図を提供する。
【００３４】
図２Ｂを参照すると、レーザスクライビングプロセスは、概して、集積回路２０６間に存在するストリート２０７の材料を除去することである。本発明の一実施形態によれば、レーザスクライビングプロセスでマスク２０２をパターニングする工程は、集積回路２０６間の半導体ウェハ２０４の領域内にトレンチ２１２を部分的に形成する工程を含む。一実施形態では、レーザスクライビングプロセスによってマスク２０２をパターニングする工程は、フェムト秒範囲内のパルス幅をもつレーザを使用する工程を含む。具体的には、可視スペクトル又は紫外線（ＵＶ）又は赤外線（ＩＲ）の波長（これら３つを合わせて、広帯域光スペクトル）を有するレーザが使用され、これによってフェムト秒ベースのレーザ（すなわち、フェムト秒（１０−１５秒）オーダーのパルス幅を有するレーザ）を提供することができる。一実施形態では、アブレーションは、波長に依存しない、又は本質的には波長に依存しないので、複雑な膜（例えば、マスク２０２、ストリート２０７、及びひょっとすると半導体ウェハ又は基板２０４の一部の膜）に適している。
【００３５】
レーザパラメータの選択（例えば、パルス幅）は、クリーンなレーザスクライブ切断を実現するために、チッピング、マイクロクラック、層間剥離を最小化する、成功したレーザスクライビング・ダイシングプロセスを開発するのに重要である可能性がある。レーザスクライブ切断がクリーンであればあるほど、最終的なダイ個片化のために実行することができるエッチングプロセスはよりスムーズになる。半導体デバイスウェハにおいては、異なる材料の種類（例えば、導体、絶縁体、半導体）及び厚さの多くの機能層が、典型的には、その上に配置される。このような材料は、有機材料（例えば、ポリマー）、金属、又は無機誘電体（例えば、二酸化ケイ素及び窒化ケイ素）を含むことができるが、これらに限定されない。
【００３６】
ウェハ又は基板上に配置された個々の集積回路の間のストリートは、集積回路自身と類似又は同じ層を含むことができる。例えば、図３は、本発明の一実施形態に係る、半導体ウェハ又は基板のストリート領域内で使用することができる材料のスタックの断面図を示す。図３を参照すると、ストリート領域３００は、シリコン基板（例えば、半導体ウェハ又は基板２０４の一部）の上部３０２、第１二酸化ケイ素層３０４、第１エッチストップ層３０６、（例えば、二酸化ケイ素の誘電率４．０よりも低い誘電率を有する）第１低Ｋ誘電体層３０８、第２エッチストップ層３１０、第２低Ｋ誘電体層３１２、第３エッチストップ層３１４、非ドープシリカガラス（ＵＳＧ）層３１６、第２二酸化ケイ素層３１８、及びフォトレジスト３２０の層を、図示の相対的な厚さで含む。銅メタライゼーション３２２は、第１及び第３のエッチストップ層３０６及び３１４の間に、第２エッチストップ層３１０を貫通して配置される。特定の一実施形態では、第１、第２、第３エッチストップ層３０６、３１０、３１４は、窒化シリコンで構成され、一方、低Ｋ誘電体層３０８及び３１２は、炭素ドープ酸化シリコン材料で構成される。
【００３７】
従来のレーザ照射（例えば、ナノ秒ベース又はピコ秒ベースのレーザ照射）の下では、ストリート３００の材料は、光吸収及びアブレーションメカニズムの面で、かなり異なって振る舞う。例えば、誘電体層（例えば、二酸化ケイ素）は、通常の条件下では市販されているレーザの波長に対して基本的に透明である。対照的に、金属、有機物（例えば、低Ｋ材料）及びシリコンは、（特に、ナノ秒ベース又はピコ秒ベースのレーザ照射に応答して）非常に容易に光子に結合可能である。しかしながら、一実施形態では、フェムト秒ベースのレーザプロセスは、低Ｋ材料の層及び銅の層をアブレーション加工する前に、二酸化ケイ素の層をアブレーション加工することによって、二酸化ケイ素の層、低Ｋ材料の層、及び銅の層をパターニングするために使用される。特定の一実施形態では、約４００フェムト秒以下のパルスが、マスク、ストリート、及びシリコン基板の一部を除去するフェムト秒ベースのレーザ照射プロセスで使用される。
【００３８】
本発明の一実施形態によると、好適なフェムト秒ベースのレーザプロセスは、通常、様々な材料内で非線形相互作用をもたらす高いピーク強度（照度）によって特徴付けられる。このような一実施形態では、フェムト秒レーザ光源は、約１０フェムト秒〜５００フェムト秒の範囲内のパルス幅を有するが、好ましくは１００フェムト秒〜４００フェムト秒の範囲内である。一実施形態では、フェムト秒レーザ光源は、約２００ナノメートル〜１５７０ナノメートルの範囲内の波長を有するが、好ましくは２５０ナノメートル〜５４０ナノメートルの範囲内である。一実施形態では、レーザ及び対応する光学系は、作業面で約３ミクロン〜１５ミクロンの範囲内の焦点を提供するが、好ましくは、約５ミクロン〜１０ミクロンの範囲内である。
【００３９】
作業面での空間ビームプロファイルは、シングルモード（ガウシアン）であるか、又は整形されたトップハットプロファイルを有していてもよい。一実施形態では、レーザ光源は、約２００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの範囲内のパルス繰り返しレートを有するが、好ましくは、約５００ｋＨｚ〜５ＭＨｚの範囲内である。一実施形態では、レーザ光源は、作業面で約０．５μＪ〜１００μＪの範囲内のパルスエネルギーを送出するが、好ましくは約１μＪ〜５μＪの範囲内である。一実施形態では、レーザスクライビングプロセスは、ワークピース表面に沿って約５００ｍｍ／秒〜５ｍ／秒の範囲内の速度で走るが、好ましくは、約６００ｍｍ／秒〜２ｍ／秒の範囲内である。
【００４０】
スクライビングプロセスは、単一のパスのみ、又は複数のパスで実行可能であるが、一実施形態では、好ましくは１〜２パスである。一実施形態では、ワークピース内のスクライビング深さは、約５ミクロン〜５０ミクロンの深さの範囲内であるが、好ましくは、約１０ミクロン〜２０ミクロンの深さの範囲内である。レーザは、特定のパルス繰り返しレートの単一パルス列又はパルスバーストの列のいずれかで印加することができる。一実施形態では、生成されたレーザ光のカーフ幅は、約２ミクロン〜１５ミクロンの範囲内であるが、シリコンウェハのスクライビング／ダイシングでは、デバイス／シリコン界面で測定されたときに、好ましくは約６ミクロン〜１０ミクロンの範囲内である。
【００４１】
無機誘電体（例えば二酸化ケイ素）のイオン化を達成し、無機誘電体の直接的なアブレーションの前に下地の損傷によって引き起こされる層間剥離及び欠けを最小限に抑えるのに十分に高いレーザ強度を提供するなどの利益及び利点によって、レーザパラメータを選択することができる。また、パラメータは、正確に制御されたアブレーション幅（例えば、カーフ幅）及び深さと共に、産業用途に意味のあるプロセススループットを提供するように選択することができる。上述したように、ピコ秒ベース及びナノ秒ベースのレーザアブレーションプロセスと比較して、フェムト秒ベースのレーザは、このような利点を提供するのにはるかにより適している。しかしながら、フェムト秒ベースのレーザアブレーションのスペクトル内においてさえ、特定の波長が他よりも優れたパフォーマンスを提供する場合がある。例えば、一実施形態では、近紫外又は紫外範囲内の波長を有するフェムト秒レーザベースのプロセスは、近赤外又は赤外範囲内の波長を有するフェムト秒ベースのレーザプロセスよりもクリーンなアブレーションプロセスを提供する。このような特定の一実施形態では、半導体ウェハ又は基板のスクライビングに適したフェムト秒ベースのレーザプロセスは、約５４０ナノメートル以下の波長を有するレーザに基づく。このような特定の一実施形態では、約５４０ナノメートル以下の波長を有するレーザの、パルスは約４００フェムト秒以下が使用される。しかしながら、代替の一実施形態では、デュアルレーザ波長（例えば、赤外線レーザと紫外線レーザの組み合わせ）が使用される。
【００４２】
図１Ａ及び図１Ｂに戻ると、操作１０６では、半導体ウェハは、ＩＣを個片化するためにプラズマエッチングされる。図２Ｃに示されるように、プラズマエッチングの前面は、パターニングされたマスク２０８内でギャップ２１０を貫通して進み、これによって個片化された集積回路２０６を形成する。本発明の一実施形態によれば、半導体ウェハをエッチングする工程は、レーザスクライビングプロセスで形成されたトレンチをエッチングして、これによって最終的に半導体ウェハを貫通して完全にエッチングする工程を含む。これは、基板２０４に対しては図２Ｃ、基板４００に対しては（貫通トレンチ４１６の形態で）図４Ｅの両方に図示される。図４Ｅに図示される例示的な実施形態では、プラズマエッチングプロセスは、ギャップ４１６によって分離された半導体ウェハ４００の個別化された部分４１４Ａ及び４１４Ｂによって接着フィルム４０６上で停止される。
【００４３】
一実施形態では、プラズマエッチング操作は、スルーシリコンビア型のエッチングプロセスを採用する。静電チャッキングがエッチングプロセスによって使用される場合、キャリア基板は、チャッキング温度まで加熱される。チャッキング温度までキャリア基板の温度を上昇させる工程は、静電クランプ力が発現される速度を加速させ、これによってプラズマプロセス中におけるＥＳＣの温度で可能な速度よりも大きくなる。半導体ウェハがフォトレジストでマスクされた一実施形態では、チャッキング温度は、約１１０℃未満であり、これによってフォトレジストマスクの網状化を避ける。ホウケイ酸ガラスのキャリア基板を使用する実施形態では、チャッキング温度は５０℃を超え、好ましくは６０℃〜９０℃であり、理想的には７０℃〜９０℃である。キャリア基板は、任意の方法で加熱することができ、例えば、プラズマ加熱、放射（ランプ）加熱、又はＥＳＣからの伝導加熱が挙げられるが、これらに限定されない。チャッキング温度に到達すると、キャリア基板は、その後、ＥＳＣにクランプされる。キャリア基板はその後、チャッキング温度から処理温度まで冷却され、半導体ウェハは、処理温度のままパターニングされたマスク内のギャップを貫通してエッチングされる。プラズマエッチングに続いて、キャリア基板は、その後処理温度からデチャッキング温度まで再び加熱することができ、デチャッキング温度に達するとＥＳＣからクランプ解除される。
【００４４】
特定の一実施形態では、半導体ウェハ２０４の材料のエッチング速度は、毎分２５ミクロンよりも大きい。超高密度プラズマ源を、ダイの個片化プロセスのプラズマエッチング部分用に使用してもよい。このようなプラズマエッチングプロセスを行うのに適したプロセスチャンバの一例は、米国カリフォルニア州サニーベールのアプライドマテリアルズ（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）から入手可能なＡｐｐｌｉｅｄ  Ｃｅｎｔｕｒａ（商標名）  Ｓｉｌｖｉａ（商標名）Ｅｔｃｈシステムである。Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｃｅｎｔｕｒａ（商標名）  Ｓｉｌｖｉａ（商標名）Ｅｔｃｈシステムは、容量性及び誘導性ＲＦ結合を組み合わせ、これによって容量結合のみで可能なものよりも、イオン密度及びイオンエネルギーをはるかに独立して制御し、更に磁気強化による改善も提供される。この組み合わせは、イオン密度をイオンエネルギーから効果的に分離することを可能にし、これによって非常に低い圧力でさえ、高く、潜在的に損傷を与えるＤＣバイアスレベル無しで、相対的に高い密度のプラズマを達成することができる。複数のＲＦ源による構成はまた、非常に広いプロセスウィンドウをもたらす。しかしながら、シリコンをエッチングすることができる任意のプラズマエッチングチャンバを用いることができる。例示的な一実施形態では、基本的に正確なプロファイル制御と事実上スカラップの無い側壁を維持しながら、従来のシリコンのエッチング速度を約４０％上回るエッチング速度で単結晶シリコン基板又はウェハ２０４をエッチングするのに、ディープシリコンエッチングが使用される。特定の一実施形態では、スルーシリコンビア型のエッチングプロセスが使用される。エッチングプロセスは、一般的にフッ素系ガス（例えば、ＳＦ６、Ｃ４Ｆ８、ＣＨＦ３、ＸｅＦ２）である反応ガス又は比較的速いエッチング速度でシリコンをエッチングすることができる任意の他の反応ガスから生成されたプラズマに基づく。
【００４５】
図１Ａ及び１Ｂのプラズマエッチング操作１０６に続いて、個片化された集積回路は、ＵＶ反応性接着フィルムに結合されたままである。図１Ａを参照すると、操作１０８において、そして図４Ｆ−４Ｈに関連してより詳細に後述されるが、ＵＶ反応性接着フィルムは、ＵＶ（光）エネルギーの照射によって反応し、ＵＶ反応性接着フィルムの少なくとも一方の面の接着性を弱める。図４Ｆによって図示される例示的な実施形態では、パターニングされたマスクは、個片化プロセスのレーザスクライブ・プラズマエッチング部分の後、接着フィルム４０６の除去の前に除去される。これはまた、図２Ｃによって示される。しかしながら、代替の実施形態では、パターニングされたマスクは、ＵＶ反応性接着フィルムのＵＶ照射中又はＵＶ照射後に除去することができる。
【００４６】
実施形態では、ＵＶ反応性接着フィルムを部分的に反応させる工程は、両面ＵＶ反応性接着フィルムの第１面を第２面よりも完全に反応させる工程を伴う。図４Ｇに示されるように、ＵＶ反応性接着フィルムは、ＵＶ光４２０を用いたＵＶ反応装置によって照射されるＵＶ光波長の少なくとも一部に透過性がある又は更に透明であるキャリア基板４０８を通してＵＶ光を照射される。ＵＶ光はまた、ＵＶ反応性接着フィルムの基板フィルムを通って伝わり、半導体ウェハに接触する接着層４０４Ｂがキャリア基板に接触する接着層４０４Ａよりも迅速に反応する有利な実施形態においては、部分的な反応は、個別化されたＩＣ４１４Ａ及び４１４Ｂの接着テープからの分離をもたらす。例えば、図１Ｂの方法１４０内の操作１０７にあるように、ウェハと接触している接着面の完全な反応があるが、キャリアと接触している接着面は不完全に反応する。ＵＶ分離接着剤を反応させる工程が、ＵＶ反応性接着フィルムの一面の接着性を少なくとも９０％低減させる工程を伴う特定の一実施形態では、完全には反応されない他方の面は、９０％未満低減された接着性を有する。
【００４７】
更に、図４Ｈに示されるように、これによって接着フィルムは、個別化されたＩＣ４１４Ａ及び４１４Ｂが、接着フィルム及び／又はキャリア基板４０８から分離されるとき、キャリア基板４０８上に優先的に保持される。特に、図１Ａの操作１０８は、例えば、ダイシングされたウェハがＩＣ製造施設からキャリア上で輸送された後、パッケージアセンブリハウスで実行することができる。これによって、パッケージアセンブリハウスは、キャリア基板４０８を従来のピックアンドプレースパッケージングプロセス内でのテープフレームのように用いることができる。このような一実施形態では、例えば、図１Ｂの方法１４０内の操作１１１によって図示されるように、ダイの分離は、従来のピックアンドプレース機によって個々のダイ毎に行われる。
【００４８】
あるいはまた、保護層（例えば、従来の保護ダイシングテープ）が、例えば、従来のダイシングテープ／テープフレームアプリケーション内でダイシングの前に半導体の面に対して行われるように、両面ＵＶ接着フィルム４０６の反対面に貼り付けられてもよい。前面のダイシングテープが貼り付けられた後、ＵＶ反応性接着フィルム４０６は、部分的に反応し、これによって前面のテープはテープフレーム上で膨張するので、ＵＶ反応性接着フィルム４０６のウェハ面を解放する。このような実施形態では、個別化されたダイ４１４Ａ及び４１４Ｂは、ひとまとめにＵＶ反応性接着フィルム４０６から分離される。
【００４９】
実施形態では、接着フィルムから個別化されたダイを除去した後、フィルムの完全な反応が、例えば、キャリア基板４０８にＵＶ光を再度照射することにより、実行される。図４Ｉに示されるように、追加のＵＶ反応が実行され、完全に反応したＵＶ反応性接着フィルム４０６は、キャリア基板４０８から除去される。キャリア基板４０８は、その後、別のダイシング操作のために再利用することができる。
【００５０】
したがって、本発明の一実施形態によれば、ＵＶ反応性接着フィルムは、個片化用のデバイスウェハに貼り付けられる。ＵＶ反応性接着フィルムは、キャリアテープ又はキャリアウェハ上に貼り付けられる。レーザスクライビングとその後のシリコンエッチングプロセスの後、ウェハストリートに沿ったＵＶ反応性接着フィルムの一部を露出しながら、ダイは個片化される。その後、個片化されたデバイスウェハは、一実施形態では、ＵＶ光をＵＶ反応性接着フィルムに照射するとすぐに、ＵＶ反応性接着フィルムから解放される。
【００５１】
図２Ａ〜図２Ｃを再び参照すると、複数の集積回路２０６は、約１０ミクロン以下の幅を有するストリート２０７によって分離することができる。フェムト秒ベースのレーザスクライビングのアプローチの使用は、少なくとも部分的にレーザの厳しいプロファイル制御のため、集積回路のレイアウト内にこのような圧縮を可能にすることができる。しかしながら、たとえフェムト秒ベースのレーザスクライビングプロセスによって別なやり方で可能であるにしても、ストリート幅を１０ミクロン未満に減らすことが必ずしも常に望ましくはないかもしれないことを理解すべきである。例えば、いくつかのアプリケーションでは、集積回路を分離するストリート内に、ダミー又はテストデバイスを製造するために、少なくとも４０ミクロンのストリート幅を必要とする場合がある。一実施形態では、複数の集積回路２０６は、半導体ウェハ又は基板２０４上に制約の無い又は自由形式のレイアウトで配置することができる。
【００５２】
単一のプロセスツールは、ＵＶ反応性接着フィルムの使用を含むハイブリッドレーザアブレーション・プラズマエッチング個片化プロセス内の多くの又はすべての操作を実行するように構成することができる。例えば、図５は、本発明の一実施形態に係る、ウェハ又は基板のレーザ・プラズマダイシング用のツールレイアウトのブロック図を示す。
【００５３】
図５を参照すると、プロセスツール５００は、複数のロードロック５０４が結合されたファクトリインタフェース５０２（ＦＩ）を含む。クラスタツール５０６は、ファクトリインタフェース５０２に結合される。クラスタツール５０６は、プラズマエッチングチャンバ５０８を含む。レーザスクライブ装置５１０も又はクトリインタフェース５０２に結合される。プロセスツール５００全体の設置面積は、一実施形態では、図５に示されるように、約３５００ミリメートル（３．５メートル）×約３８００ミリメートル（３．８メートル）であることができる。
【００５４】
一実施形態では、レーザスクライブ装置５１０は、レーザを収容する。このような一実施形態では、レーザは、フェムト秒ベースのレーザである。レーザは、マスクの利用を含むハイブリッドレーザ・エッチング個片化プロセスのレーザアブレーション部分（例えば、上述したレーザアブレーションプロセス）を実行するのに適している。一実施形態では、レーザに対してウェハ又は基板（又はそのキャリア）を移動させるために構成された可動ステージもまた、レーザスクライブ装置５００に含まれる。特定の一実施形態では、レーザもまた、移動可能である。レーザスクライブ装置５１０全体の設置面積は、一実施形態では、図５に示されるように、約２２４０ミリメートル×約１２７０ミリメートルであることができる。
【００５５】
一実施形態では、プラズマエッチングチャンバ５０８は、パターニングされたマスク内のギャップを貫通してウェハ又は基板をエッチングして、これによって複数の集積回路を個片化するように構成される。このような一実施形態では、プラズマエッチングチャンバ５０８は、ディープシリコンエッチングプロセスを行うように構成される。特定の一実施形態では、プラズマエッチングチャンバ５０８は、米国カリフォルニア州サニーベールのアプライドマテリアルズから入手可能なＡｐｐｌｉｅｄ  Ｃｅｎｔｕｒａ（商標名）  Ｓｉｌｖｉａ（商標名）Ｅｔｃｈシステムである。プラズマエッチングチャンバ５０８は、単結晶シリコン基板又はウェハの上又は中に収容された個別の集積回路を作成するために使用されるディープシリコンエッチング用に具体的に設計されてもよい。一実施形態では、高密度プラズマ源が、プラズマエッチングチャンバ５０８に含まれ、これによって高いシリコンエッチング速度を促進する。一実施形態では、複数のプラズマエッチングチャンバが、プロセスツール５００のクラスタツール５０６の部分に含まれ、これによって個片化又はダイシングプロセスの高い製造スループットを可能にする。
【００５６】
一実施形態では、プラズマエッチングチャンバ５０８は、プラズマ処理中にキャリア基板をクランプするためにチャンバと共に配置された静電チャック（ＥＳＣ）を含む。第１熱交換器を更に、ＥＳＣに結合してもよく、プラズマエッチングチャンバ５０８は、例えば、ワークピースチャッキングシーケンスの完了まで、第１熱交換器の設定値よりも大きい第１温度までキャリア基板を加熱するための熱源を更に含むことができる。その後、第１熱交換器は、キャリア基板チャッキングシーケンスの完了後に第２温度までＥＳＣを冷却することができる。実施形態では、熱源は、第２熱交換器、ランプ、ＲＦプラズマバイアス電力発生器のうちの少なくとも１つである。更なる実施形態では、１以上の切換バルブが使用され、これによって例えば、キャリア基板チャッキングシーケンスの完了に応答して、ＥＳＣから第１熱交換器を分離し、ＥＳＣに第２熱交換器を結合し、これによってＥＳＣを第１温度から第２温度まで冷却する。実施形態では、第１熱交換器の設定値は、第２の熱交換器の設定値よりも少なくとも３５℃高い。更なる実施形態では、コントローラが使用され、これによってＲＦプラズマバイアス電力がワークピースを加熱している間に、裏面ヘリウム圧力を低減させる。
【００５７】
ファクトリインタフェース５０２は、レーザスクライブ装置５１０を有する外部の製造施設とクラスタツール５０６との間をインタフェース接続するのに適した大気ポートであってもよい。ファクトリインタフェース５０２は、ウェハ（又はそのキャリア）を格納ユニット（例えば、正面開口式カセット一体型搬送・保管箱（ＦＯＵＰ））からクラスタツール５０６又はレーザスクライブ装置５１０のいずれか又はその両方へ搬送するためのアーム又はブレードを備えたロボットを含むことができる。
【００５８】
クラスタツール５０６は、個片化の方法において機能を実行するのに適した追加のエッチングチャンバ５１２及び／又は他のチャンバを含むことができる。例えば、一実施形態では、堆積チャンバ５１２が含まれる。堆積チャンバ５１２は、ウェハ又は基板のレーザスクライビングの前に、ウェハ又は基板のデバイス層の上又は上方へのマスク堆積用に構成することができる。このような一実施形態では、堆積チャンバ５１２は、フォトレジスト層を堆積するのに適している。
【００５９】
このように、ＵＶ反応性接着フィルムを用いてダイシングする方法及びシステムが本明細書に記載される。本明細書中に記載されているもの以外にも、本発明の開示された実施形態及び実施に対して、それらの範囲から逸脱することなく、種々の変更を行うことができる。したがって、本明細書の図と例は、例示的な意味であり、限定的な意味ではないように解釈されるべきである。本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲への参照のみによって評価されるべきである。
【図１Ａ】
2015523731.tif 000003
【図１Ｂ】
2015523731.tif 000004
【図２Ａ】
2015523731.tif 000005
【図２Ｂ】
2015523731.tif 000006
【図２Ｃ】
2015523731.tif 000007
【図３】
2015523731.tif 000008
【図４Ａ】
2015523731.tif 000009
【図４Ｂ】
2015523731.tif 000010
【図４Ｃ】
2015523731.tif 000011
【図４Ｄ】
2015523731.tif 000012
【図４Ｅ】
2015523731.tif 000013
【図４Ｆ】
2015523731.tif 000014
【図４Ｇ】
2015523731.tif 000015
【図４Ｈ】
2015523731.tif 000016
【図４Ｉ】
2015523731.tif 000017
【図５】
2015523731.tif 000018
【国際調査報告】
2015523731.tif 000019
2015523731.tif 000020