有效晶圓布局的偏移場網(wǎng)格制造技術(shù)

提供了用于有效晶圓布局的技術(shù)，其包含使用偏移網(wǎng)格來優(yōu)化對可用晶圓空間的使用。這樣，相對于標(biāo)準(zhǔn)垂直網(wǎng)格，在晶圓上可制造的相同裸芯片數(shù)量可增大。通過添加附加的配準(zhǔn)標(biāo)記，實(shí)現(xiàn)了可在何處印刷場的每行/列的靈活性的增大。這個(gè)增大的自由度等級又允許優(yōu)化每行/列可含有的裸芯片數(shù)量，并直接轉(zhuǎn)化成每個(gè)晶圓的產(chǎn)出裸芯片數(shù)量的增大。此外，提供了允許以非笛卡爾坐標(biāo)方式將單獨(dú)裸芯片切片的技術(shù)。然而，在對偏移網(wǎng)格線給予關(guān)注的情況下，也可使用常規(guī)分割技術(shù)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】有效晶圓布局的偏移場網(wǎng)格
技術(shù)介紹
半導(dǎo)體晶圓(諸如硅、鍺和III-V材料晶圓)被用在集成電路的制造中，其中晶圓有效地充當(dāng)襯底，在其上可使用各種半導(dǎo)體工藝(諸如光線光刻(例如圖案形成、蝕刻、沉積等)、外延生長、摻雜、拋光和其它此類已知工藝)形成微電子裝置。通常，在單個(gè)晶圓上形成若干相同的電子裝置，范圍從每個(gè)晶圓數(shù)十到每個(gè)晶圓數(shù)百甚至到每個(gè)晶圓數(shù)千個(gè)裝置，取決于裝置裸芯片的尺寸。一旦在晶圓上形成了，就可使用各種晶圓探測技術(shù)以電的方式測試這些裝置并且然后將它們分類成合格裸芯片和不合格裸芯片。晶圓然后可被分割成單獨(dú)裸芯片。可使用 已知技術(shù)(諸如劃片和斷開、切片或線狀鋸或激光切割)來執(zhí)行分割工藝。垂直笛卡爾網(wǎng)格用于劃出單獨(dú)裸芯片，使得在分割工藝期間在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格上能以線性方式切割裸芯片。在分割工藝之后，單獨(dú)裸芯片然后可被封裝到適當(dāng)?shù)男酒庋b中，以提供分立集成電路。附圖說明圖Ia例證了由于需要在線性笛卡爾系中對齊每個(gè)場而在印刷晶圓上浪費(fèi)的空間。圖Ib例證了根據(jù)本專利技術(shù)一實(shí)施例配置有場的行和列的非笛卡爾網(wǎng)格的晶圓。圖2a例證了角配準(zhǔn)標(biāo)記，并且圖2b例證了由四個(gè)角配準(zhǔn)標(biāo)記在一起形成的配準(zhǔn)圖案。圖3例證了根據(jù)本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例配置有角配準(zhǔn)標(biāo)記和中間配準(zhǔn)標(biāo)記的示例裝置場。圖4a和4b例證了根據(jù)本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例彼此偏移但使用多個(gè)配準(zhǔn)標(biāo)記對齊的示例相鄰頂部場和底部場。圖5a至5f例證了根據(jù)本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例用于從非笛卡爾網(wǎng)格分割裸芯片的方法。具體實(shí)施例方式提供了用于有效晶圓布局的技術(shù)，該技術(shù)包含使用偏移網(wǎng)格來優(yōu)化對可用晶圓空間的使用。這樣，相對于標(biāo)準(zhǔn)垂直網(wǎng)格，在該晶圓上可制造的相同裸芯片的數(shù)量增大了。根據(jù)晶圓尺寸和裸芯片占用面積，該增大可在1%到5%的范圍內(nèi)，當(dāng)投射在數(shù)千個(gè)晶圓上時(shí)，這是相當(dāng)大的。一般概述 如前面所說明的，正常情況下，在標(biāo)準(zhǔn)垂直網(wǎng)格上以線性方式分割晶圓上制造的相同的集成電路裸芯片。可以相同方式制造數(shù)千個(gè)晶圓以生產(chǎn)數(shù)十萬個(gè)單獨(dú)裸芯片。然而，當(dāng)印刷每個(gè)晶圓時(shí)，沿外直徑邊緣浪費(fèi)了每個(gè)晶圓的相當(dāng)大的部分，這是因?yàn)槎▓龅拇笮『徒故褂媒o定區(qū)域的晶圓切片需要的折中限制了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)笛卡爾布局。可在這個(gè)區(qū)域中印刷部分裸芯片，并且有時(shí)甚至可在這個(gè)區(qū)域中印刷整個(gè)裸芯片，以便維持統(tǒng)一的制造操作，但這個(gè)邊緣排除區(qū)內(nèi)的整個(gè)裸芯片正常情況下不產(chǎn)出，并且部分裸芯片在切片操作期間被作為無用的廢棄了。有時(shí)，這個(gè)邊緣區(qū)只被留下作為在切片后廢棄的空硅。盡管浪費(fèi)的晶圓量對于單個(gè)晶圓或非商業(yè)操作而言比較小，但是該浪費(fèi)在全規(guī)模商業(yè)生產(chǎn)期間變得相當(dāng)大。由此，并且根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，提供了偏移光刻場布局，保守地講，偏移光刻場布局將可安在單個(gè)晶圓上的裸芯片數(shù)量增大了近似1%到2%，或更多。通過例如向場劃痕位置添加附加的配準(zhǔn)標(biāo)記，實(shí)現(xiàn)了可在何處印刷場的每行的靈活性的增大。這個(gè)增大的自由度等級又允許對每行可含有的裸芯片數(shù)量進(jìn)行優(yōu)化，并直接轉(zhuǎn)化成每個(gè)晶圓的產(chǎn)出裸芯片數(shù)量的增大。此外，提供了允許以非笛卡爾坐標(biāo)方式將單獨(dú)裸芯片切片的技術(shù)。然而，在對偏移網(wǎng)格線給予關(guān)注的情況下，也可使用常規(guī)分割技術(shù)。這些技術(shù)例如可實(shí)施在配置用于執(zhí)行光刻場布局和那些場內(nèi)的隨后印刷(裝置形成)的半導(dǎo)體加工設(shè)備中。除了它們是相同的之外，在晶圓上形成的裝置的實(shí)際類型不是特別重要。正在形成的裝置例如可以是處理器、存儲器裝置、晶體管或邏輯電路。在晶圓上可形成的許多其它微電子裝置將是顯然的，而無論該裝置是分立元件還是包含許多元件的電路。公開的方法論適合于在其中基于大規(guī)模生產(chǎn)制造微電子器件的工廠或甚至在較小 規(guī)模生產(chǎn)環(huán)境(例如客戶構(gòu)建的娃)中實(shí)踐。簡言之，本文提供的偏移網(wǎng)格技術(shù)可用于優(yōu)化或否則改進(jìn)任何生產(chǎn)環(huán)境中的晶圓使用率。例如，因?yàn)榧偃缈蓪?yōu)化可產(chǎn)出輸出的場行居中(經(jīng)由本文所描述的偏移網(wǎng)格)，則在每個(gè)晶圓表面上單獨(dú)的裸芯片更均衡了，所以得到增大的產(chǎn)出。此外，場對齊工藝可實(shí)現(xiàn)得更快。具體地說，當(dāng)?shù)湫偷墓饪坦ぞ咴诰A上印刷裸芯片時(shí)，該工具將每個(gè)場預(yù)先對齊在適當(dāng)位置，這可使用機(jī)器視覺定位目標(biāo)晶圓的配準(zhǔn)標(biāo)記實(shí)現(xiàn)。因?yàn)槌Ｒ?guī)場網(wǎng)格不偏移，所以其中一些配準(zhǔn)標(biāo)記落在晶圓外部，這通過需要附加處理使對齊工藝復(fù)雜了。然而，用本文所描述的偏移網(wǎng)格，在晶圓內(nèi)部可印刷更多場，并且因此更少的配準(zhǔn)標(biāo)記在晶圓外部是可能的。這樣，對齊工藝可更快。注意，甚至工具速度的1%的改進(jìn)可轉(zhuǎn)化成長期數(shù)百萬美元的節(jié)省，這取決于采用的工具數(shù)量和吞吐量。由此，光刻場布局的當(dāng)前解決方案在裸芯片生產(chǎn)期間未優(yōu)化地利用可用晶圓表面，由于需要在圓形襯底的頂部表面上將方形或長方形裸芯片安在垂直網(wǎng)格或笛卡爾網(wǎng)格中，因此留下了浪費(fèi)的空間。這導(dǎo)致沿襯底邊緣的區(qū)域浪費(fèi)了。本文提供的技術(shù)可用于優(yōu)化單獨(dú)的場行(或列)放置，由此最大化在每個(gè)晶圓上實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)出裸芯片。這種產(chǎn)出增大例如可以是每個(gè)晶圓中多近似I. 5%的裸芯片(或更多，取決于正在形成的裝置的具體細(xì)節(jié))，并且能以對工廠處理操作沒有或最小改變并且對于實(shí)際上相同的成本實(shí)現(xiàn)。偏移光刻場布局 圖Ia例證了由于需要在線性笛卡爾系中對齊每個(gè)場而在印刷晶圓上浪費(fèi)的空間。已知的是，笛卡爾網(wǎng)格包含多行和多列相等尺寸的正方形，其中一行或一列與下一行或下一列沒有偏移(如圖Ia中最佳例證的)。在這個(gè)示例情況下，期望的場是I個(gè)裸芯片寬2個(gè)裸芯片聞。所得到的布局提供116場每晶圓(FPW),以及228裸芯片每晶圓(DPW)。注意，在頂部位置和底部位置都有浪費(fèi)的空間。為了這個(gè)示例的目的，假設(shè)裸芯片尺寸是大約0.130mm2，并且晶圓是12英寸晶圓，不過本文提供的技術(shù)可應(yīng)用于任何晶圓尺寸，并且不管正在形成的裸芯片的尺寸如何。可在圖Ib中看到，根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)示例實(shí)施例，通過向上或向下移位各個(gè)場列，大量相同的裸芯片可被添加到同一尺寸的晶圓。一般而言，得到場的列中的每列都在該列的頂部用“+I”標(biāo)出。更詳細(xì)地說，所得到的布局提供了 120 FPW(增大4個(gè)場，或3. 45%)和234 DPW(增大6個(gè)裸芯片，或2.6%)。常規(guī)的光刻工具可用于以這種偏移圖案印刷。注意，盡管通常廢棄的部分裸芯片(從4到6)有增大，但仍實(shí)現(xiàn)了這些增大。另外注意，在晶圓的頂部位置和底部位置浪費(fèi)的空間都大大減少了。另外注意，在其它實(shí)施例中，這些行可能移位了(向左或向右)。由此，在此示例情況下，當(dāng)僅在Y軸上應(yīng)用優(yōu)化時(shí)，12英寸晶圓的場布局改進(jìn)允許大約2. 6%的DPW增大。根據(jù)本公開將會認(rèn)識到，在其它實(shí)施例中，該優(yōu)化可應(yīng)用在X軸中，取決于諸如晶圓尺寸和裸芯片尺寸等因素。一般而言，裸芯片尺寸以及場尺寸在整個(gè)網(wǎng)格上能保持恒定。注意，場可以是一個(gè)裸芯片或多個(gè)裸芯片。 盡管圖Ib中未具體示出，但當(dāng)創(chuàng)建配準(zhǔn)圖案時(shí)，可沿場的X軸或Y軸使用偏移網(wǎng)格的配準(zhǔn)標(biāo)記方案(其包含場角之間的中間配準(zhǔn)標(biāo)記)。一般而言，當(dāng)各個(gè)相鄰場在印刷在偏移坐標(biāo)系中時(shí)聚集在一起以創(chuàng)建一個(gè)完整配準(zhǔn)標(biāo)記時(shí)，可形成配準(zhǔn)圖案。將相對于圖2a_b、3和4a_b更詳細(xì)討論用中間標(biāo)記的配準(zhǔn)標(biāo)記方案。例如可用任何數(shù)量的適當(dāng)半導(dǎo)體材料(諸如硅、鍺或III-V材料)實(shí)現(xiàn)晶圓。襯底可以是以塊體形式，或以絕緣體上半導(dǎo)體配置，諸如絕緣體上硅(SOI)或絕緣體上硅鍺(SiGeOI)。襯底的頂部表面可以應(yīng)變或不應(yīng)變。根據(jù)本公開將認(rèn)識到，這里可使用本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2009.12.23 US 12/646,4591.一種方法，包括 接收其上形成有多個(gè)相同裸芯片的晶圓，所述晶圓具有場的偏移網(wǎng)格，每個(gè)場由一個(gè)或多個(gè)裸芯片構(gòu)成； 將所述晶圓粘附到切片帶；以及 將所述晶圓切成單獨(dú)裸芯片。2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中將所述晶圓切成單獨(dú)裸芯片包括 對所述晶圓進(jìn)行激光劃片以提供劃線用于隨后切片。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中完成為了提供劃線而對所述晶圓進(jìn)行的激光劃片，同時(shí)保持所述晶圓每個(gè)單位面積一致的激光脈沖，所述晶圓每個(gè)單位面積的所述激光脈沖變化20%或更少。4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中將所述晶圓切成單獨(dú)裸芯片包括 沿X軸或Y軸中的一個(gè)軸中的劃線進(jìn)行切片，以致切穿所述晶圓并部分地進(jìn)入所述切片帶，由此產(chǎn)生多個(gè)晶圓條。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中將所述晶圓切成單獨(dú)裸芯片包括 暫時(shí)從所述切片帶搬走晶圓條，并將它向下放置回到所述切片帶上，但與其相鄰條對齊； 重復(fù)所述暫時(shí)搬走和放置，直到場的所述偏移網(wǎng)格被有效地轉(zhuǎn)換成笛卡爾網(wǎng)格。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中將所述晶圓切成單獨(dú)裸芯片包括 沿X軸或Y軸中的另一個(gè)軸中的劃線進(jìn)行切片，以致切穿所述晶圓并部分地進(jìn)入所述切片帶，由此產(chǎn)生多個(gè)分割的裸芯片。7.—種半導(dǎo)體晶圓,包括 場的行和列的非笛卡爾網(wǎng)格，其中，或者多個(gè)所述行彼此偏移，或者多個(gè)所述列彼此偏移；以及 在所述晶圓上形成的多個(gè)相同的裸芯片，每個(gè)場包含一個(gè)或多個(gè)所述裸芯片。8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體晶圓，還包括 圍繞每個(gè)場的場劃痕，其中每個(gè)場劃痕的至少一側(cè)包含角配準(zhǔn)標(biāo)記和所述角配準(zhǔn)標(biāo)記之間的中間配準(zhǔn)標(biāo)記，其中，一個(gè)場的所述角...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：A瓦雷拉，TL哈林，DE文萊爾，
申請(專利權(quán))人：A瓦雷拉，TL哈林，DE文萊爾，
類型：發(fā)明
國別省市：