製造集成電路的方法

2023-05-25 15:39:31 3

專利名稱：製造集成電路的方法
技術領域：
本發明涉及晶片上的集成電路，還涉及製造集成電路的方法。
背景技術：
通常這樣生產集成電路通過利用歩進器使晶片經中間掩模重 復曝光從而形成布置於晶片表面上多個曝光區域，這樣就在半導體晶 片基板上形成了多個集成電路。掩模圖案的圖像被印刷在塗覆到晶片 表面上的抗蝕劑層上，並且被顯影以形成抗蝕劑圖案，所述抗蝕劑圖 案被用作例如對形成在晶片表面上的層進行蝕刻的掩模。通過重複這 些步驟來形成集成電路。通過用於連續分離步驟的鋸線來將各個集成 電路分開。
除了集成電路之外，還在晶片基板上形成用於測量電特性的測 試器件。通常已知的測試器件是工藝控制模塊(PCM)，測試器件 可包括有源或無源電子器件，諸如電晶體或電阻條，並且測試器件通 常位於鋸線內。
公開 的美國專利申請2003/0017631A1披露了 一種中間掩模，其
包括其中形成了多個半導體器件晶片的掩模圖案的器件圖案區域，還
包括形成在器件圖案區域的一側上的測試元件組(TEG)圖案區域。 提供TEG圖案區域來布置TEG的圖案和曝光設備的對準標記。TEG 圖案區域的橫向尺寸與器件圖案區域的橫向尺寸相同。TEG圖案區 域的寬度，即垂直尺寸，與半導體器件晶片圖案的兩行相對應。

發明內容
本發明的 一個目的是提供晶片上的多個集成電路，使得特別是 在分離或貼片步驟期間能夠簡化進一步處理。
通過晶片上的多個集成電路來實現本發明的目的，所述晶片上的多個集成電路包括晶片基板；在晶片基板上按行列形成的多個格
子狀集成電路；分隔所述多個集成電路的多條第一鋸線和多條第二鋸 線，其中，所述多條第一鋸線在由行限定的第一方向上彼此等距平行，
並且所述多條第二鋸線在由列限定的第二方向上彼此等距平行；以及 多個工藝控制模塊，所述多個工藝控制模塊形成在晶片基板上，從而 由兩條相鄰的第一鋸線和兩條相鄰的第二鋸線形成了所述多個工藝 控制模塊中的一個給定的工藝控制模塊的邊界。
除了集成電路之外，晶片上還形成有工藝控制模塊。工藝控制 模塊(通常縮寫為PCM)本質上是本領域中已知的。工藝控制模塊 是用於測量晶片電特性的測試器件。工藝控制模塊可包括有源電子器 件或無源電子器件，諸如電晶體或電阻條。本發明的晶片上的多個集 成電路的工藝控制模塊的邊界由分別在兩個方向上的兩條相鄰鋸線 形成。因此，各個工藝控制模塊每一個均代替單個集成電路。這允許 在晶片基板上更靈活地布置工藝控制模塊，潛在地允許更經濟地使用 其上形成有集成電路的晶片基板的表面。
當本發明的晶片上的多個集成電路被完成時，晶片上的這些集 成電路必須被分開為單獨的集成電路。該歩驟通常被稱作裸片分離， 其中，諸如雷射器之類的分離裝置沿著鋸線行進。其後，晶片上的多 個集成電路可被放置在柔性箔片上並且被沿著鋸線折下來。本發明的 晶片上的多個集成電路尤其可被根據以下步驟被分開為單獨的集成 電路，所述步驟為
提供本發明的晶片上的多個集成電路；
利用分離裝置的對準檢測器件來檢測晶片基板上的工藝控制模
塊；
響應於檢測到的工藝控制模塊來對準該分離裝置；以及 所述分離裝置沿著所述鋸線行進。
工藝控制模塊的結構的複雜度比集成電路的結構複雜度低。因 此，可將工藝控制模塊與集成電路區分開，並且因此可將工藝控制模 塊用於分離裝置的對準。
分離裝置可沿著晶片基板的底表面行進，即，沿著與其上形成有集成電路的表面相對的表面行進。其後，檢測工藝控制模塊以對準 分離裝置的步驟可包括利用穿過晶片基板的底表面照射出來的光。由 於工藝控制模塊的複雜度低於集成電路的複雜度，因此穿過所述底表 面照射出來的光被工藝控制模塊完全吸收的可能性比被集成電路完 全吸收的可能性低。因此，很可能足夠的光被工藝控制模塊的結構反 射，這允許將工藝控制模塊用作分離裝置的對準標記。
尤其是當使用雷射器時，晶片上的多個集成電路可被放置在薄 膜框架載體的柔性薄膜上。其後，利用例如一個杆件(bar)來彎折 晶片上的多個集成電路。由於這樣的彎折，晶片上的多個集成電路沿 著鋸線斷開。
工藝控制模塊包括用於測量晶片電特性的測試器件，即，工藝 控制模塊包括電子工藝控制器件。這些電子工藝控制器件可通過多個 接觸突塊進行接觸，所述多個接觸突塊例如形成於一覆蓋了集成電路 和工藝控制模塊的鈍化層內的多個凹槽中。其後，工藝控制模塊的接 觸突塊可被用於對準分離裝置。如上所述，工藝控制模塊的複雜度比 集成電路的複雜度低。因此，穿過晶片基板的底表面照射出來的光很 可能被集成電路的內部結構吸收，這防止了利用集成電路來對準分離 裝置。然而，工藝控制模塊的複雜度較低，因此穿過晶片基板的底表 面照射出來的光被工藝控制模塊的內部結構吸收的可能性較低。這使 得足夠的光可被工藝控制模塊的接觸突塊反射，其中反射的光可被用 於對準分離裝置。
在將晶片上的多個集成電路分離為多個單獨的集成電路之前， 這些集成電路可被測試，並被登記為工作集成電路或非工作集成電 路。在分離步驟之後，多個單獨的集成電路可被放置在薄膜框架載體 的箔上。其後，可利用貼片系統來從薄膜框架載體中拾取工作集成電 路，貼片系統可利用工藝控制模塊對準。
工藝控制模塊的結構很可能不同於集成電路的結構，從而工藝 控制模塊可與集成電路區分開。這允許利用工藝控制模塊來對準貼片 系統。
尤其是，被配置為與工藝控制模塊的電子工藝控制器件接觸的
7接觸突塊可被用於對準貼片系統。
可在晶片基板上在至少兩個或者全部工藝控制模塊之間形成至 少一個集成電路。還可能在晶片基板上彼此相鄰地形成至少兩個工藝 控制模塊。
尤其是當利用工藝控制模塊來對準分離裝置和/或貼片系統時，
工藝控制模塊可被有規則地放置在晶片基板上。這可用於提高各個對 準的質量。
尤其可利用中間掩模來在晶片基板上形成集成電路和工藝控制
模塊。當在晶片基板上製造集成電路時，晶片基板上與中間掩模相對 應的區域被曝光，其後利用步進器來將中間掩模移動到晶片基板的另 一區域。利用中間掩模曝光的區域是曝光場。每一曝光場均包括由第 一鋸線和第二鋸線所限定的行和列，並且每一曝光場均包括一些集成 電路和一些工藝控制模塊。由於各個工藝控制模塊取代各個集成電路 而形成於晶片基板上，因此每一第一鋸線和第二鋸線均是未被工藝控 制模塊中斷的連續鋸線。這放鬆了在利用中間掩模和歩進器- 審'J造晶片 上的多個集成電路的過程中的可靠對準的條件。
為了在製造晶片上的多個集成電路期間對準中間掩模，每一曝 光場均可包括至少一個形成在晶片基板上的光學控制模塊。光學控制 模塊本質上是現有技術中公知的，並且在本文中是形成在晶片基板上 的且被用於在製造晶片上的多個集成電路的過程中自動對準中間掩 模的對準標記。光學控制模塊可由正方形、矩形或十字形幹涉場 (interference field)組成，這樣的幹涉場尤其可由被用於中間掩模的 步進器自動檢測到。可通過使低能量雷射束穿過中間掩模上的對準標 記並且使它們從晶片基板上的相應的對準標記(即，光學控制模塊) 反射來完成利用光學控制模塊的自動對準。光學控制模塊尤其可具有 這樣的三維結構，即，其可用於製造晶片上的多個集成電路過程中的 每一曝光步驟。
在本發明的晶片上的多個集成電路的一個實施例中，每一曝光 場均包括多個光學控制模塊，這些光學控制模塊尤其形成在曝光場的 四個角中。這可改善形成晶片上的多個集成電路過程中的中間掩模的對準。
光學控制模塊尤其可取代集成電路而形成於晶片基板上。那麼，
光學控制模塊不會中斷鋸線，這潛在地改善了將集成電路分離為多個 單獨的集成電路的過程。


以下將參照圖中所示的實施例，通過非限制性示例來更詳細地 描述本發明。
圖1是晶片上的多個集成電路的俯視圖2是包括控制模塊的晶片上的集成電路的剖面圖的一部分；
圖3是曝光場；
圖4是流程圖5是貼片系統；以及
圖6是薄膜框架載體的箔上的集成電路1的一部分的俯視圖。
具體實施例方式
圖1示出了半導體晶片上的多個集成電路1的俯視圖。集成電 路1可以形成在晶片基板2上，如下所述。
晶片基板2上的多個集成電路1由在第一方向x上平行的多條 第一鋸線4和在第二方向y上平行的多條第二鋸線5分隔開。多條第 一鋸線4彼此之間和多條第二鋸線5彼此之間隔開一定距離，使兩條 相鄰的第一鋸線4之間等距和兩條相鄰的第二鋸線5之間等距。因此， 多個集成電路1以第一方向x上的行和第二方向y上的列的形式形成 在晶片基板2上。
除了集成電路1之外，工藝控制模塊3和光學控制模塊6也形 成在晶片基板2上。
工藝控制模塊3是用於測量晶片的電特性的測試器件，並且可 包括諸如電晶體或電阻條之類的有源電子器件或無源電子器件。圖2 中示出了工藝控制模塊3之一的橫截面，圖2示意性地示出了與接觸 突塊9連接的電子工藝控制器件8，接觸突塊9例如由金屬(尤其是
9金)製成。對於示例性實施例，集成電路l和工藝控制模塊3由鈍化 層10覆蓋。鈍化層是在製造工藝的末尾添加的密封層，用以防止集 成電路1的電特性由於化學反應、侵蝕、或封裝期間的處理而被破壞。 鈍化層IO可包括二氧化矽或氮化矽，並且可防止潮溼或汙染。接觸 突塊9形成於鈍化層10中。
對於該示例性實施例，光學控制模塊6是對準標記，該對準標 記形成於晶片基板2上，並且被用於在製造晶片上的多個集成電路1 的過程中自動對準中間掩模。光學控制模塊6可由正方形、矩形或十 字形幹涉場組成，這樣的幹涉場尤其可由被用於中間掩模的步進器自 動檢測到。可通過使低能量雷射束穿過中間掩模上的對準標記並且使 它們從晶片表面上的相應的對準標記(即，光學控制模塊6)反射來 完成利用光學控制模塊6的自動對準。光學控制模塊6尤其可具有這 樣的三維結構，即，其可用於製造晶片基板2上的多個集成電路1 過程中的每一曝光步驟。
每一工藝控制模塊3的邊界均由兩條相鄰的第一鋸線4和兩條 相鄰的第二鋸線5形成。因此，各個工藝控制模塊3取代集成電路1 而形成在晶片基板2上。另外，對於該示例性實施例，每一光學控制 模塊6的邊界也由兩條相鄰的第一鋸線4和兩條相鄰的第二鋸線5 形成。因此，每一光學控制模塊6均取代集成電路1而形成在晶片基 板2上。
由於對於該示例性實施例，利用中間掩模和步進器己將集成電 路1形成在晶片基板2上，因此晶片表面由多個曝光場7組成，在該 晶片表面上形成了集成電路1、工藝控制模塊3和光學控制模塊6。 圖3示出了曝光場7之一。在製造晶片基板2上的多個集成電路1 期間，晶片基板2上與中間掩模相對應的區域被曝光，其後，利用步 進器將中間掩模移動到晶片基板2的另 一 區域。利用中間掩模曝光的 區域是曝光場7之一。
對於該示例性實施例，晶片表面由若干曝光場7組成。每一曝 光場7均包括若干集成電路1、若干工藝控制模塊3、和四個光學控 制模塊6。每一曝光場7的光學控制模塊6被布置在相關曝光場7的四個角處。
當完成了晶片上的多個集成電路1的製造時，以本領域中本質 上公知的方式來測試集成電路1的電特性，並且集成電路被登記為工 作集成電路1和非工作集成電路1。可利用與晶片上的集成電路1的 矩陣結構相對應的電子地圖21來執行工作集成電路和非工作集成電 路的登記，其中，可在電子地圖21中對工作集成電路1進行相應地 標註。例如，工作集成電路可標註為"1"，而非工作集成電路可標 注為"0"。
在測試了晶片上的多個集成電路1之後，使它們分離。例如， 可利用適當的鋸或雷射器來執行這樣的分離操作。對於該示例性實施
例，如下所述執行分離步驟，並且通過圖4所示的流程圖來對其概述。
對於示例性實施例，工藝控制模塊3以及尤其是工藝控制模塊3 的接觸突塊9被用於對準分離裝置11，該分離裝置11可包括沿著鋸 線4和5在晶片基板2的晶片底表面14上行進的雷射器12。晶片底 表面14與其上形成有集成電路1、工藝控制模塊3和光學控制模塊6 的晶片基板2的表面相對。
為了精確地沿著鋸線4和5行進，雷射器12關於晶片基板2對 準。為了對準，將光15照射到晶片底表面14，光15被工藝控制模 塊3的接觸突塊9反射。反射的光被分離裝置11的光學傳感器13 檢測，如圖4的流程圖的步驟A所示。因此，光學傳感器13檢測工 藝控制模塊3的接觸突塊9。
響應於檢測到的接觸突塊9，雷射器12可關於晶片基板2對準， 如流程圖的步驟B所示。
其後，對準的雷射器12沿著鋸線4和5在底表面14上行進， 如流程圖的步驟C所示。其後，晶片上的多個集成電路1被布置在 圖5所示的薄膜框架載體17的箔16上。薄膜框架載體17的箔16 是柔性的，因此晶片可被彎折，以通過沿著鋸線4和5斷開晶片基板 2來使得各個集成電路1分離。可利用本領域中已知的杆件來彎折晶 片基板2，如圖4的流程圖的步驟D所示。
在沿著鋸線4和5斷開晶片基板2之後，薄膜框架載體17的箔
1116被稍微拉伸以在相鄰的分離的集成電路1之間產生縫隙18，如流程圖的步驟E所示。圖6示出了附在薄膜框架載體17的箔16上的分離的集成電路1的俯視圖，並且圖5示出了附在薄膜框架載體17的箔16上的分離的集成電路1的剖面圖。
其後，利用圖5所示的貼片系統19從薄膜框架載體17上拾取分離的工作集成電路1。
對於示例性實施例，由計算機20利用電子地圖21來控制貼片系統19，電子地圖21指示哪個集成電路1是工作集成電路1以及哪個集成電路是非工作集成電路1。貼片系統19包括針22，其在拾取工作集成電路1期間在相關的集成電路1之下移動，並且向上移動以稍微舉起相關的集成電路1。貼片系統19還包括檢測工藝控制模塊3的接觸突塊9的光學傳感器23。光學傳感器23可機械地耦接到針22，從而光學傳感器23在將被拾取的集成電路1之上，並且針22在將被拾取的集成電路1之下。
最後，應該注意，上述實施例是說明而非限制本發明，並且本領域技術人員在不脫離由所附權利要求限定的本發明的範圍的情況下能夠設計多個替代實施例。在權利要求中，放置在括號中的任何標號不應被理解為限制權利要求。詞"包括"和"包含"等不排除列在任何作為一個整體的權利要求或說明書中元件或步驟以外的其它元件或歩驟的存在。元件的單數形式不排除這種元件的複數形式，反之亦然。在列出了若干部件的裝置權利要求中，這些部件中的一部分可由一個硬體和同類硬體實現。在互不相同的從屬權利要求中表述某些措施不表示這些措施的組合不能被用於獲得益處。
權利要求
1.晶片上的多個集成電路，包括晶片基板(2)；在晶片基板(2)上按行列形成的多個格子狀集成電路(1)；分隔所述多個集成電路(1)的多條第一鋸線(4)和多條第二鋸線(5)，其中，所述多條第一鋸線(4)在由行限定的第一方向(x)上平行並且彼此之間距離相等，並且所述多條第二鋸線(5)在由列限定的第二方向(y)上平行並且彼此之間距離相等；以及多個工藝控制模塊(3)，所述多個工藝控制模塊(3)形成在晶片基板(2)上，從而由兩條相鄰的第一鋸線(4)和兩條相鄰的第二鋸線(5)形成了所述多個工藝控制模塊(3)中的一個給定的工藝控制模塊(3)的邊界。
2. 如權利要求1所述的晶片上的多個集成電路，其屮，所述多 個工藝控制模塊(3)被有規則地布置在晶片基板(2)」，其中，在 晶片基板(2)上的至少兩個工藝控制模塊(3)之間或者全部工藝控 制模塊(3)之間布置至少一個集成電路(1)，並且/或者其中至少 兩個工藝控制模塊(3)彼此相鄰。
3. 如權利要求1所述的晶片上的多個集成電路，還包括多個矩 形曝光場(7)，每一矩形曝光場(7)均包括由第一鋸線(4)和第 二鋸線(5)所限定的行和列，並且每一矩形曝光場(7)均包括一些 集成電路(1)和一些工藝控制模塊(3)。
4. 如權利要求3所述的晶片上的多個集成電路，其中，每一矩 形曝光場(7)均包括至少一個光學控制模塊(6)、和/或位於矩形 曝光場(7)的四個角處的四個光學控制模塊(6)。
5. 如權利要求4所述的晶片上的多個集成電路，其中，每一光學控制模塊(6)均具有集成電路(1)之一的尺寸並且光學控制模塊(6)取代集成電路(1)而被放置在晶片基板(2)上。
6. —種製造集成電路的方法，包括多個步驟提供根據權利要求1至5之一的晶片上的多個集成電路(1); 利用分離裝置(11)的對準檢測器件(13)來檢測晶片基板(2) 上的工藝控制模塊(3);響應於檢測到的工藝控制模塊(3)來對準該分離裝置(11);以及所述分離裝置(11)沿著所述鋸線(4， 5)行進。
7. 如權利要求6所述的方法，其中，檢測工藝控制模塊(3) 的步驟包括利用穿過晶片基板(2)的底表面(14)照射出來的光(15)， 晶片基板(2)的底表面(14)與晶片基板(2)的其上形成有集成電 路(1)的表面相對，並且其中，分離裝置(11)沿著所述鋸線(4， 5)在晶片基板(2)的底表面(14)上行進。
8. 如權利要求6所述的方法，其中，工藝控制模塊(3)包括 接觸突塊(9)，接觸突塊(9)被布置為與工藝控制模塊(3)的電 子工藝控制器件(8)接觸；接觸突塊(9)被用於對準分離裝置(11)。
9. 一種製造集成電路的方法，包括步驟提供根據權利要求1至5之一的晶片上的多個集成電路(1);晶片上的多個集成電路(1)被測試，並且被登記為工作集成電 路(1)和非工作集成電路(1);分離晶片基板(2)上的多個集成電路(1);多個分離的集成電路被放置在薄膜框架載體(17)上；以及利用貼片系統(19)來從薄膜框架載體(17)上拾取工作集成 電路(1)，貼片系統(19)利用工藝控制模塊(3)對準。
10.如權利要求9所述的方法，其中，工藝控制模塊(3)包括 接觸突塊(9)，接觸突塊(9)被布置為與工藝控制模塊(3)的電 子工藝控制器件(8)接觸；接觸突塊(9)被用於對準貼片系統(19)。
全文摘要
晶片上的多個集成電路(1)，包括晶片基板(2)；在晶片基板(2)上按行列形成的多個格子狀集成電路(1)；分隔所述多個集成電路(1)的多條第一鋸線(4)和多條第二鋸線(5)。所述多條第一鋸線(4)在由行限定的第一方向(x)上彼此等距平行，並且所述多條第二鋸線(5)在由列限定的第二方向(y)上彼此等距平行。晶片上的多個集成電路(1)還包括多個工藝控制模塊(3)，所述多個工藝控制模塊(3)形成在晶片基板(2)上，從而由兩條相鄰的第一鋸線(4)和兩條相鄰的第二鋸線(5)形成了所述多個工藝控制模塊(3)中的一個給定的工藝控制模塊(3)的邊界。
文檔編號H01L23/544GK101689540SQ200880024199
公開日2010年3月31日 申請日期2008年7月10日 優先權日2007年7月12日
發明者吉多·多曼斯, 託尼·坎普赫伊斯, 海莫·朔伊希爾 申請人:Nxp股份有限公司