CN105702602A - 晶片材料去除 - Google Patents

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Abstract

一个示例公开了用于晶片材料去除的***，该***包括：晶片结构图，识别具有第一位置的第一器件结构和具有第二位置的第二器件结构；材料去除控制器，耦接至所述结构图，并且具有材料去除波束功率电平输出信号和材料去除波束接通/关断状态输出信号；其中，材料去除控制器被配置为选择与第一位置相对应的第一材料去除波束功率电平和第一材料去除波束接通/关断状态；并且其中，材料去除控制器被配置为选择与第二位置相对应的第二材料去除波束功率电平和第二材料去除波束接通/关断状态。另一个示例公开了一种物品，包括至少一个非瞬时性有形机器可读存储介质，该非瞬时性有形机器可读存储介质包含用于晶片材料去除可执行机器指令。

Description

晶片材料去除
技术领域
现在讨论用于晶片材料去除的***、方法、装置、设备、物品物品和计算机可读介质的各种示例实施例。
背景技术
特定晶片材料(例如硅)的机械锯切(例如刀片切割)可以是在晶片上分离设备的有效方式。然而，其它材料(例如相对易碎的低K材料)的机械锯切可以导致对晶片器件和结构的附带损害，由此影响晶片产量。这样的损害可能甚至对超低K电介质材料造成更大的损害。
制备的晶片还可以包括在芯片切割时需要被切断的各种结构。例如，锯切线(sawlane)的空的部分可以散布有充满过程控制模块(PCM)或金属瓦结构的锯切线。制造PCM以便监测技术专用参数，例如CMO中的Vth和双极型中的Vbe。这些结构可以与生产的芯片一起设置在晶片上的具***置，使得可以实现更接近的查看过程变化。
在另一个示例中，需要切断多凸起晶片中的整个集成电路结构。这样的MPW需要一次切断空的锯切线和全高的金属密度器件结构二者。
机械锯切的材料(例如金属)还可能堵塞锯的刀片，并因此需要更频繁的刀片清洁和/或替换。
发明内容
根据示例实施例，一种用于晶片材料去除的***包括：晶片结构图，识别具有第一位置的第一器件结构和具有第二位置的第二器件结构；材料去除控制器，耦接至所述结构图，并且具有材料去除波束功率电平输出信号和材料去除波束接通/关断状态输出信号；其中，所述材料去除控制器被配置为选择与第一位置相对应的第一材料去除波束功率电平和第一材料去除波束接通/关断状态；并且所述材料去除控制器被配置为选择与第二位置相对应的第二材料去除波束功率电平和第二材料去除波束接通/关断状态。
在另一个示例实施例中，该***是以下中的至少一个：用于晶片开槽的***或用于晶片切割的***。
在另一个示例实施例中，晶片结构图基于来自以下中的至少一个的信息来识别器件结构和位置：晶片刻线(reticle)的集合或晶片表面的扫描。
在另一个示例实施例中，晶片结构图与第一器件结构相关联：器件结构属性；器件结构起始位置；以及器件结构停止位置。
在另一个示例实施例中，器件结构属性是以下中的至少一个：器件结构厚度、器件结构密度、器件结构材料、器件结构深度或器件结构层的数量。
在另一个示例实施例中，第一器件结构是以下中的至少一个：锯切线、锯切线交叉点、过程控制设备、低K电介质材料、材料结构、多层结构、集成电路、氧化层或聚合物层。
另一个示例实施例还包括晶片材料去除图，该晶片材料去除图识别与第一位置的一部分相对应的先前材料去除位置；其中，该材料去除控制器被配置为选择与先前材料去除位置相对应的第三材料去除波束功率电平和第三材料去除波束接通/关断状态；并且其中，第三材料去除波束功率电平小于第一材料去除波束功率电平。
在另一个示例实施例中，与第一位置的一部分相对应的先前材料去除位置是锯切线交叉点。
在另一个示例实施例中，材料去除控制器被配置为选择与在先前材料去除位置处的器件结构深度相对应的第三材料去除波束功率电平和第三材料去除波束接通/关断状态。
另一个示例实施例还包括材料去除设备，被配置为生成材料去除波束；其中材料去除设备包括材料去除波束功率电平调制器，耦接用于接收材料去除波束功率电平输出信号，并且对其进行响应来改变材料去除波束功率电平；并且其中，材料去除设备包括材料去除波束接通/关断状态调制器，耦接用于接收材料去除波束接通/关断状态输出信号，并对其进行响应来接通或关断材料去除波束。
在另一个示例实施例中，材料去除设备是以下中的至少一个：切割设备或开槽设备。
在另一个示例实施例中，材料去除波束是以下中的至少一个：激光束、离子束、等离子束、水波束、普通粒子束或两种或两种以上波束的组合。
一种示例物品包括至少一个非瞬时性有形机器可读存储介质，该存储介质包含用于晶片材料去除的可执行机器指令：其中，该指令包括：识别具有第一位置的晶片上的第一器件结构和具有第二位置的晶片上的第二器件结构；选择与第一位置相对应的第一材料去除波束功率电平和第一材料去除波束接通/关断状态；以及选择与第二位置相对应的第二材料去除波束功率电平和第二材料去除波束接通/关断状态。
在另一个示例实施例中，该指令还包括：识别与第一位置的部分相对应的先前材料去除位置；以及，选择与先前材料去除位置相对应的第三材料去除波束功率电平和第三材料去除波束接通/关断状态；其中所述第三材料去除波束功率电平小于所述第一材料去除波束功率电平。
在另一个示例实施例中，指令还包括：生成材料去除波束；响应于材料去除波束功率电平的选择，改变材料去除波束功率；以及响应于材料去除波束接通/关断状态的选择，接通或关断材料去除波束。
在另一个示例实施例中，指令还包括：使用材料去除波束来切割晶片。
在另一个示例实施例中，指令还包括：使用材料去除波束来对晶片进行开槽；以及，使用切割刀片来切割晶片。
在另一个示例实施例中，指令还包括：使用材料去除波束来切割以下中的至少一个：锯切线、锯切线交叉点、过程控制设备、低K电介质材料、金属结构、多层结构、集成电路、氧化层或聚合物层。
上述讨论并非意欲表现当前或未来权利要求集合范围内的每个示例实施例或每个实现。下文的附图和具体实施方式部分也是对各种示例实施例的举例说明。
附图说明
结合以下关于附图的具体实施方式，可以更加完整地理解各种示例实施例，其中：
图1A、图1B和图1C示出了示例激光开槽-切割过程。
图2是示例晶片材料去除***。
图3示出了使用和不使用材料去除***切割的多凸起晶片的示例。
图4示出了使用和不使用材料去除***产生的交叉锯切线的示例。
图5示出了在锯切线中包括器件结构的各种集合的示例晶片布局，以及用于切割示例晶片的材料去除***的示例应用。
图6是用于实现晶片材料去除***的指令集合的示例。
图7是用于实现晶片材料去除***的主机指令的***示例。
虽然本公开适合于各种修改和备选形式，在附图中以示例的方式示出了其细节并将详细描述。然而，应当理解的是，在除描述的具体实施例以外，其它实施例也是可能的。同时覆盖了所有的落入附加实施例的精神和范围的修改、等通体和备选实施例。
具体实施方式
在机械锯切之前进行的激光开槽可以去除一些低K、金属和电路结构，但是因为金属和其它器件结构具有变化的厚度和密度，经常导致可变化的槽的深度。这些不一致的激光开槽会留下还能够导致附带损害和/或堵塞切割刀片的少量材料。
图1A、图1B和图1C示出了示例100激光开槽-切割过程。在图1A中，在硅晶片110上制造结构102、104、106、108。在两个结构102与104之间限定锯切线112。
为了开始切割过程，在锯切线112处向结构106、108施加激光114。然后将结构106、108去除，由此产生槽116。将切割刀片118施加到槽116处以完成切断晶片110。
如果锯切线112只包含结构106、108，则槽116的深度将相当统一。然而，由于锯切线(例如PCM、金属瓦、集成电路或空的锯切线)中的结构能够发生变化，槽116的深度也能够发生变化，除非在第一个激光通过期间在没有完全切割的锯切线中的结构上执行多个激光切割，或者除非在第一激光材料去除(例如切割、开槽、烧蚀、磨蚀、磨损)通过期间使激光的功率发生变化，使得产生统一的深度。
图2是晶片材料去除***200的示例。材料去除***200包括用于产生材料去除波束204的材料去除设备202，该波束204从各种晶片218结构上去除材料，导致开槽的或切割的晶片。在各种实施例中，材料去除波束204可以是：激光束、离子束、等离子束、水波束、普通粒子束或两种或两种以上波束的组合(例如水引导的激光束)。
材料去除设备202使用材料去除波束功率电平调制器206和材料去除波束接通/关断状态调制器208来控制材料去除波束204。
材料去除波束功率电平调制器206接收材料去除波束功率电平输入信号，并对其进行响应来改变材料去除波束204的功率电平。这样的功率变化可以是数字步长的或本质上模拟的。在一个示例实施例中，在材料去除波束204接通时功率电平发生变化，然而在另一个实施例中，在材料去除波束204关断时，功率电平可以存储在数据寄存器中，并且将功率电平预设为新的功率电平。
材料去除波束接通/关断状态调制器208接收材料去除波束接通/关断状态输入信号，并且对其进行相应来接通或关断材料去除波束。在一个示例实施例中，关断状态是不会引起对晶片218结构进行材料去除的休眠或待机状态。
晶片材料去除***200包括耦合到材料去除设备202的材料去除控制器210。材料去除控制器210向材料去除设备202输出材料去除波束功率电平信号和材料去除波束接通/关断状态信号，用于控制材料去除波束204。
在一个示例中，材料去除控制器210通过从存储器212中检索晶片器件结构属性的集合来设置材料去除波束204功率电平和接通/关断状态。存储器212包括晶片结构图214和晶片材料去除图216。
在一个示例实施例中，晶片结构图214包括晶片218器件结构的集合以及该器件结构在晶片218的位置的信息。可以从用于制造晶片218的刻线的集合或晶片218的表面的扫描中获取该信息。晶片结构图214存储器件结构的属性的集合，在一个示例中所述属性包括：器件结构类型、器件结构起始位置、器件结构停止位置和其它器件结构属性。
器件结构类型的示例包括：锯切线、锯切线交叉点、过程控制设备、低K电介质材料、金属结构、多层结构、集成电路、氧化层或聚合物层。其它器件结构属性的示例包括：器件结构厚度、器件结构密度、器件结构材料、器件结构深度或器件结构层的数量。
在示例实施例中，晶片材料去除图216包括与之前已经去除了材料的晶片218器件结构的集合以及之前去除材料的位置有关的信息。在一些示例中，如果之前已经在器件结构上去除了材料，则当从先前结构上去除材料时，材料去除控制器210将针对之前(完全或部分)去除的结构，选择比材料控制器210之前选择的更低的材料去除波束功率电平，或选择与材料控制器210之前选择的不同的材料去除波束接通/关断状态。
因此，在晶片218上的具体数据结构的材料去除期间，材料去除控制器210选择与具体数据结构的属性相对应的材料去除波束功率电平和材料去除波束接通/关断状态，并且选择之前是否已经去除的器件结构的全部或一部分。
例如，当材料去除波束204只切割锯切线中的低K电介质时，材料去除控制器210选择低的材料去除波束功率电平。然而，当材料去除波束204切割多金属层的集成电路时，材料去除控制器210选择高的材料去除波束功率电平。
或者，例如，当材料去除波束204到达已经由材料去除波束204切割过一次的锯切线交叉点时，材料去除控制器210将材料去除波束状态设置为关断。然后，当材料去除波束204到达锯切线交叉点的另一侧时，材料去除控制器210将材料去除波束状态设置为接通。
因此，在一个示例实施例中，材料去除控制器210确保每个锯切线得到切割空的锯切线并去除可变的厚度和密度的锯切线结构所恰好需要的功率的量。这产生了沿整个锯切线的均匀槽深度。
在使用材料去除***200的各种实施例中，材料去除波束204只需要穿过各种晶片218结构一次。这是因为存储器212中的晶片结构214和晶片材料去除图216能够使材料去除控制器210预测合适的材料去除波束204功率电平和时机，以实现一致的开槽或切割深度，在此之后如果需要的话进行刀片切割。
图3示出了使用和不使用材料去除***200来切割多凸起晶片302的示例300。图3A示出了多凸起晶片302，其中包括由边缘器件结构304(例如锯切线)描绘的电路器件结构A、B、C、D、E、F、G、H、J、K的集合。在该示例300中，器件结构A和F可以牺牲掉以切割其它器件结构中的一个或多个。
图3B示出了在空的锯切线上的到达晶片218中的第一深度的材料去除波束204，在一个示例中，该锯切线位于器件结构B和C紧挨着的下方的边缘器件结构304，但不包括器件A材料去除线306，或者备选地，该锯切线位于器件结构J和K的紧挨着的上方，但不包括器件F材料去除线308。材料去除控制器210已经将材料去除波束204设置为第一材料去除波束功率电平，已达到该第一深度。
图3C示出了当材料去除波束204设置为第一材料去除波束功率电平时，在器件结构A或F上达到第二深度的材料去除波束204。如图3C所示，第二深度比图3B中的第一深度浅，并且不会切断穿过器件结构A或F整个通路。
图3D示出了：如果在起始点310处并直到停止点312处材料去除波束204`的功率电平反而提高到第二材料去除波束功率电平，在器件结构A或F上达到第一深度的去除波束204。如图3D所示，材料去除波束204已经切断穿过器件结构A或F的整个通路。
因此，如果在起始点310处材料去除波束204功率没有增加，则器件A和F中的高的金属密度或其它结构差别导致较浅的开槽深度。然而，通过在器件A和F上提高材料去除波束204功率电平，导致与图3B中示出的空的锯切线相同的开槽深度。
图4示出了使用和不使用材料去除***200产生的交叉切割通道的示例400。图4A示出了第一切割通道402、第二切割通道404和第一切割通道交叉点406。当材料去除波束204使用相同的材料去除波束功率电平来切割第一切割通道402和第二切割通道404二者时，第一切割通道交叉点406被切割了两遍，因此深度翻倍。这导致不均匀的恒定的功率电平横截面414，如图所示。
然而，图4B示出了第一切割通道402、第二切割通道404和第二切割通道交叉点408。当材料去除波束204在第二切割通道交叉点408之前停止410切割第二切割通道404，并且在第二切割通道交叉点408之后开始412切割第二切割信道404时，第二切割信道交叉点408只切割了一次，并且因此具有与第一切割通道402和第二切割通道404相同的深度，如图所示。
图5示出了在锯切线中包括器件结构的各种集合的示例500晶片布局以及用于切割示例晶片的材料去除***200的示例应用。
图5A示出了具有第一类型器件结构502、第二类型器件结构504、第三类型器件结构506和空的锯切线结构508的晶片。在图5A中，50％以上的垂直锯切线填充有例如过程控制模块(PCM)的器件结构。这些PCM可以具有变化的厚度和密度。如果将恒定的功率材料去除波束204施加到这些不同的器件结构502、504、506、508上，则由于这些结构差别导致锯切线将具有不同的高度。
图5B示出了通过材料去除***200的材料去除波束204的可变功率垂直锯切线切割510的集合，使得切割每个垂直锯切线只需要一个材料去除波束204的示例。
图5C示出了设置为更高的材料去除波束切割功率电平512、并且与更密集或更厚的器件结构502、504、506相对应的垂直锯切线切割510的那些部分。
图6是能够实现晶片材料去除***的指令集合的示例。讨论的指令的顺序并不限制其它示例实施例实现该指令的顺序。此外，在一些实施例中，这些指令同时实现。
第一示例指令集开始于602，识别具有第一位置的晶片上的第一器件结构以及具有第二位置的晶片上的第二器件结构。接下来，在604中，选择与第一位置相对应的第一材料去除波束功率电平和第一材料去除波束接通/关断状态。然后，在606中，选择与第二位置相对应的第二材料去除波束功率电平和第二材料去除波束接通/关断状态。
该指令可以通过并不按具体顺序呈现的、以下附加指令集合中的一个或多个来增强。
附加指令的第一集合包括：608-识别与第一位置的一部分相对应的先前材料去除位置；610-选择与先前材料去除位置相对应的第三材料去除波束功率电平和第三材料去除波束接通/关断状态；以及，612-其中，第三材料去除波束功率电平小于第一材料去除波束功率电平。
附加指令的第二集合包括：614-生成材料去除波束；616-响应于材料去除波束功率电平的选择来改变材料去除波束功率；以及，618-响应于材料去除波束接通/关断状态的选择来接通或关断材料去除波束。
附加指令的第三集合包括：620-使用材料去除波束对晶片进行开槽，以及622-使用切割刀片对晶片进行切割。
图7是能够实现晶片材料去除***的主机指令的另一个示例***700。***700示出了与电子装置704的输入/输出数据702接口。电子装置704包括处理器706、存储设备708以及机器可读存储介质710。机器可读存储介质710包括指令712，所述指令使用存储设备708中的数据来控制处理器706如何接收输入数据702以及如何将输入数据转换成输出数据702。在本说明书的其它位置讨论存储在机器可读存储介质710中的示例指令712。备选示例实施例中的机器可读存储介质是计算机可读存储介质。在一个示例中，存储在机器可读存储介质710中的指令712包括图6中示出的指令。
处理器(例如中央处理单元、CPU、微处理器、专用集成电路(ASIC)等等)控制存储设备(例如用于暂时数据存储的随机存取存储器(RAM)、固件、闪存、外部和内部硬盘驱动等等)总的操作。处理器设备使用总线与存储设备和非瞬时性机器可读存储介质通信，并且执行实现存储在机器可读存储介质中的一个或多个块的操作和任务。在备选示例实施例中的机器可读存储介质是计算机可读存储介质。
除非明确说明了具体顺序，上述附图中的指令和/或流程步骤可以以任何顺序执行。同样，本领域技术人员将会认识到，虽然已经讨论了指令/方法的一个示例集合，说明书中的素材也能以各种方式组合以产生其它示例，并且要将其理解为在该具体实施方式提供的上下文中。
在其它示例中，本文中示出的指令/方法的集合以及与其相关联的数据和指令存储在相应的存储设备中，该存储设备实现为一个或多个非瞬时性及其或计算机可读或计算机可使用存储媒介或介质中。这样的计算机可读或计算机可使用存储介质或媒介被看做是装置(或物品)的一部分。装置或物品可以指任何制造的单个组件或多个组件。本文中定义的非瞬时性及其或计算机可使用媒介或介质排除信号，但是这样的媒介或介质能够接收并处理来自信号和/或其它瞬时性介质的信息。存储介质包括不同形式的存储器，其中包括半导体存储器设备，例如DRAM、或SRAM、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和闪存；磁盘，例如固定的、软的和可拆卸的磁盘；其它磁性媒介，包括磁带；以及光学介质，例如高密度盘(CD)或数字多功能盘(DVD)。
在一个示例中，本文中讨论的一个或多个指令或步骤是自动操作的。术语“自动操作的”或“自动地”(及其类似变化)的意思是在不需要人为干涉、观察、工作和/或决定的情况下使用计算机和/或机器/电子设备的装置、***和/或过程的控制的操作。
在本说明书中，已经根据选择地细节的集合呈现了示例实施例。然而，本领域技术人员将会理解的是，可以实现其它示例实施例，这些实施例中包括不同的这些细节的选择的集合。其目的是以下权利要求覆盖所有可能的实施例。

Claims (18)

1.一种用于晶片材料去除的***，包括：
晶片结构图，识别具有第一位置的第一器件结构和具有第二位置的第二器件结构；
材料去除控制器，耦接至所述结构图，并且具有材料去除波束功率电平输出信号和材料去除波束接通/关断状态输出信号；
其中，所述材料去除控制器被配置为选择与所述第一位置相对应的第一材料去除波束功率电平和第一材料去除波束接通/关断状态；并且
其中，所述材料去除控制器被配置为选择与所述第二位置相对应的第二材料去除波束功率电平和第二材料去除波束接通/关断状态。
2.根据权利要求1所述的***：
其中，所述***是以下中的至少一个：用于晶片开槽的***或用于晶片切割的***。
3.根据权利要求1所述的***：
其中，所述晶片结构图基于来自以下中的至少一个的信息来识别所述器件结构和位置：晶片刻线的集合或晶片表面的扫描。
4.根据权利要求1所述的***，其中，所述晶片结构图与第一器件结构相关联：器件结构属性；器件结构起始位置；以及器件结构停止位置。
5.根据权利要求4所述的***：
其中，所述器件结构属性是以下中的至少一个：器件结构厚度、器件结构密度、器件结构材料、器件结构深度或器件结构层的数量。
6.根据权利要求1所述的***：
其中，所述第一器件结构是以下中的至少一个：锯切线、锯切线交叉点、过程控制设备、低k电介质材料、材料结构、多层结构、集成电路、氧化层或聚合物层。
7.根据权利要求1所述的***：
还包括晶片材料去除图，该晶片材料去除图识别与所述第一位置的一部分相对应的先前材料去除位置；
其中，所述材料去除控制器被配置为选择与所述先前材料去除位置相对应的第三材料去除波束功率电平和第三材料去除波束接通/关断状态；并且
其中，所述第三材料去除波束功率电平小于所述第一材料去除波束功率电平。
8.根据权利要求7所述的***：
其中，与所述第一位置的一部分相对应的所述先前材料去除位置是锯切线交叉点。
9.根据权利要求7所述的***：
其中，所述材料去除控制器被配置为选择与在所述先前材料去除位置处的器件结构深度相对应的所述第三材料去除波束功率电平和所述第三材料去除波束接通/关断状态。
10.根据权利要求1所述的***：
还包括材料去除设备，被配置为生成材料去除波束；
其中所述材料去除设备包括材料去除波束功率电平调制器，耦接用于接收所述材料去除波束功率电平输出信号，并且对其进行响应来改变所述材料去除波束功率电平；并且
其中，所述材料去除设备包括材料去除波束接通/关断状态调制器，耦接用于接收所述材料去除波束接通/关断状态输出信号，并对其进行响应来接通或关断所述材料去除波束。
11.根据权利要求10所述的***：
其中，所述材料去除设备是以下中的至少一个：切割设备或开槽设备。
12.根据权利要求10所述的***：
其中，所述材料去除波束是以下中的至少一个：激光束、离子束、等离子束、水波束、普通粒子束或两种或两种以上波束的组合。
13.一种物品，包括至少一个非瞬时性有形机器可读存储介质，所述存储介质包含用于晶片材料去除的可执行机器指令：其中，所述指令包括：
识别具有第一位置的晶片上的第一器件结构和具有第二位置的晶片上的第二器件结构；
选择与所述第一位置相对应的第一材料去除波束功率电平和第一材料去除波束接通/关断状态；以及
选择与所述第二位置相对应的第二材料去除波束功率电平和第二材料去除波束接通/关断状态。
14.根据权利要求13所述的物品，其中，所述指令还包括：
识别与所述第一位置的部分相对应的先前材料去除位置；以及，
选择与所述先前材料去除位置相对应的第三材料去除波束功率电平和第三材料去除波束接通/关断状态；
其中，所述第三材料去除波束功率电平小于所述第一材料去除波束功率电平。
15.根据权利要求13所述的物品，其中，所述指令还包括：
生成材料去除波束；
响应于所述材料去除波束功率电平的选择，改变所述材料去除波束功率；以及
响应于所述材料去除波束接通/关断状态的选择，接通或关断所述材料去除波束。
16.根据权利要求15所述的物品，其中，所述指令还包括：
使用所述材料去除波束来切割晶片。
17.根据权利要求15所述的物品，其中，所述指令还包括：
使用所述材料去除波束对晶片进行开槽；以及，
使用切割刀片来切割所述晶片。
18.根据权利要求15所述的物品，其中，所述指令还包括：
使用所述材料去除波束来切割以下中的至少一个：锯切线、锯切线交叉点、过程控制设备、低k电介质材料、金属结构、多层结构、集成电路、氧化层或聚合物层。
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