[发明专利]等离子蚀刻和隐形切片激光工艺

说明书

与示例实施例一致，一种用于从具有正面和背面的晶圆衬底制备集成电路(IC)器件管芯的方法，其中，所述正面具有有源器件所述方法包括：将晶圆的正面安装在保护膜上。以第一聚焦深度将激光施加到晶圆的背面的锯道区域以限定改性区；所述改性区被限定在有源器件边界内预定深度处，并且所述有源器件具有由锯道限定的边界。拉伸保护膜以将IC器件管芯彼此分离并暴露出有源器件侧壁。对有源器件侧壁进行干法蚀刻，使得改性区被基本移除。

技术领域

本公开的实施例涉及制备具有有源器件管芯的半导体晶圆以增加这些器件管芯(尤其是封装在射频识别装置(RFID)标签中的器件管芯)在被封装时的产量。具体地说，本公开涉及用于减少器件管芯上发生的侧壁龟裂的蚀刻工艺。

背景技术

通常通过在半导体衬底(诸如硅)上形成多个集成电路(IC)来产生IC。IC包括形成在衬底上的一个或多个层(例如，半导体层、绝缘层和金属化层)。单个IC被锯道(lane)分离。在晶圆上完成的IC随后例如通过沿锯道锯晶圆而被分离为单个IC。将晶圆分离为单个IC可被称为切片。可使用各种机械切割和激光切割方法来锯晶圆。机械切割工具容易在衬底的背面或正面引起破片。激光切割容易不均匀地切割完全或部分地覆盖衬底的锯道的金属化层。

在隐形激光切片工艺期间，激光聚焦于材料中并融化非晶硅。材料重新结晶为多晶硅，由于多晶结构的体积更大，导致在材料中诱发应力。这种应力产生用于管芯分离的龟裂(crack)。

针对一种特定类型的产品，即射频识别装置(RFID)标签，管芯分离特征已经成为RFID标签生产工艺的后期阶段的挑战。一旦器件管芯被胶合嵌入在RFID标签中，弯曲力可从管芯侧传递到(在所嵌入的管芯的侧壁上的)激光改性区(laser modification zone)，导致管芯边缘的龟裂。

因此需要在组装RFID装置时消除该缺陷。

发明内容

已经发现本发明有利于封装可被嵌入RFID标签等中的半导体器件。RFID标签和其它智能卡装置在其寿命期间遭受机械应力。例如，将能够使用RFID的卡放进某人的口袋中可能会将应力施加到封装结构上。随着时间的流逝，累积的弯曲和破裂应力会损坏封装，并且到RFID的一个或多个电/机械连接会损坏；装备有RFID的装置将不再工作。

在组装工艺期间，侧壁应力在组装的装置管芯中累积。这些应力归因于晶圆锯开/分离。在示例实施例中，使用激光来切开晶圆衬底上的有源器件的锯道。激光能够在器件之间提供窄锯道。例如，与利用机械刀片的80μm的锯道相比，利用激光的锯道可以为大约15μm。然而，激光在切割区域中引入多晶硅的改性区，其中，它们之前是半导体器件的单晶结构的一部分。这些改性区易受应力影响；应力可在这些改性区中造成龟裂并扩散到半导体器件的有源区域中。干法蚀刻工艺移除这些改性区，使得侧壁基本上不具有多晶硅，从而减少侧壁应力并降低龟裂的可能性。

在示例实施例中，提供一种用于从具有正面和背面的晶圆衬底制备集成电路(IC)器件管芯的方法，其中，所述正面具有有源器件，所述有源器件具有由锯道限定的边界。所述方法包括：将晶圆的正面安装在保护膜上。以第一聚焦深度将激光施加到晶圆的背面的锯道区域以限定改性区，所述改性区被限定在有源器件边界内预定深度处。拉伸保护膜以将IC器件管芯彼此分离并暴露出有源器件侧壁。对有源器件侧壁进行干法蚀刻，使得改性区被基本移除。

在另一示例实施例中，一种集成电路(IC)器件管芯包括：在正表面上的有源器件以及与正表面相对的下表面，其中，所述有源器件被锯道划界。在锯道附近存在多个竖直侧壁，其中，所述多个竖直侧壁在其中限定了多晶硅的改性区。改性区暴露在等离子蚀刻剂中，使得基本上所有的多晶硅都被移除。

在示例实施例中，提供一种用于从晶圆衬底制备具有减小的侧壁应力的激光切割器件管芯的方法。所述方法包括：使用激光沿锯道切割晶圆衬底，所述锯道限定器件边界以得到单个器件管芯。使用蚀刻来移除针对单个器件管芯的侧壁的激光诱发应力。