[發明專利]高裸芯片強度的半導體晶圓加工方法和系統

有效

• 申請號: 201310705423.9
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103887156A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 薩沙·默勒;哈特莫特·布寧;馬丁·拉普克;古伊多·阿爾貝曼;托馬斯·羅勒德
• 申請（專利權）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: H01L21/268
• 分類號: H01L21/268;H01L21/78
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 楊靜

技術領域

本發明涉及半導體晶圓加工方法和系統。

背景技術

在晶圓制造完成之后，在已知的預封裝過程中，半導體晶圓被分割成單個集成電路(IC)裸芯片或芯片。半導體晶圓的分割對單個集成電路裸芯片的強度至關重要，這會最終影響芯片的質量。例如，對于銀行卡和護照卡產品來說，高裸芯片強度是主要標準，因為在這些卡被使用或運輸時很容易發生彎曲變形。對于射頻識別(RFID)標簽來說，較高的裸芯片強度會減少裸芯片在后續封裝過程中在裸芯片中出現裂縫。當裸芯片強度增加時，能夠增加被封裝的芯片/裸露的芯片的強度，并且能夠減小最終的電路產品的場回波。

通常，利用刀片切割或激光切割將半導體晶圓分割成單個裸芯片。然而，傳統的刀片切割技術和激光切割技術會導致在封裝過程中在裸芯片的邊緣出現裂縫。另外，傳統的刀片切割技術通常要求大的切片槽寬度，這會對每個晶圓潛在好的裸芯片(PGDW)的數量產生負面影響。因此需要一種晶圓加工技術，能夠將晶圓分割成具有高裸芯片強度的集成電路裸芯片，并且能夠實現相對小的切片槽寬度。

發明內容

本發明中的實施例描述的是用于加工半導體晶圓的方法和系統。在一個實施例中，用于加工半導體晶圓的方法包括：在半導體晶圓上進行激光隱形切割，以在半導體晶圓內形成隱形切割層，并且在進行激光隱形切割之后，用刀片從半導體晶圓的背面對半導體晶圓進行清潔，以去除至少部分隱形切割層。在利用隱形激光切割和刀片清潔之后，提高了分離的集成電路裸芯片的側壁強度，并且實現了相對小的切片槽寬度。該晶圓加工方法可以被用于RFID標簽、金融卡和身份識別卡，RFID標簽在封裝和使用期間需要高的裸芯片強度，金融卡和身份識別卡必須能夠經得起彎曲時高的機械應力。在本文中還描述了其他實施例。

在一個實施例中，用于加工半導體晶圓的方法包括：在半導體晶圓上進行激光隱形切割，以在半導體晶圓內形成隱形切割層，并且在進行激光隱形切割之后，用刀片從半導體晶圓的背面對半導體晶圓進行清潔，以去除至少部分隱形切割層。

在一個實施例中，用于加工半導體晶圓的系統包括：激光隱形切割系統和刀片清潔系統，激光隱形切割系統被配置為在半導體晶圓上進行激光隱形切割，以在半導體晶圓內形成隱形切割層，刀片清潔系統被配置為用刀片從半導體晶圓的背面對半導體晶圓進行清潔，以去除至少部分隱形切割層。

在一個實施例中，用于加工半導體晶圓的方法包括：在半導體晶圓上進行激光隱形切割，以在半導體晶圓內形成隱形切割層，并且在進行激光隱形切割之后，用刀片從半導體晶圓的背面對半導體晶圓進行清潔，以去除至少部分隱形切割層。進行激光隱形切割包括施加激光束穿過半導體晶圓的襯底材料，并使激光束聚集在半導體晶圓內的焦點處以將焦點周圍的單晶硅結構改變成多晶硅結構，并且在半導體晶圓中擴展裂縫。清潔半導體晶圓包括用刀片切割穿過半導體晶圓的背面，在隱形切割層處進行切割，而并不完全切割穿過半導體晶圓。

下面將結合附圖和具體實施例來描述本發明的實施例的各個方面和優點。

附圖說明

圖1圖解的是根據本發明的實施例的用于加工半導體晶圓的方法的加工流程圖。

圖2描繪的是根據本發明的實施例的隱形激光切割系統。

圖3a和3b描繪的是半導體晶圓的激光改變區域的例子的截面圖。

圖4描繪的是隱形激光切割步驟之后的半導體晶圓的截面圖。

圖5示出了根據本發明的實施例的刀片清潔系統。

圖6a和6b描繪的是在刀片清潔之前和在刀片清潔之后半導體晶圓的例子。

圖7描繪的是紅外光源從半導體晶圓的背面照射的視圖。

圖8描繪的是在隱形激光切割之后已經可見的兩個裂縫。

圖9a和9b示出了在帶擴張之前和帶擴張之后半導體晶圓的截面圖。

圖10圖解的是根據本發明的實施例的用于加工半導體晶圓的方法的加工流程圖。

在本文中，相似的元件采用相似的參考標號來標識。

具體實施方式

應當很容易理解的是，本文中描述的以及附圖中所示的各個實施例的組成部分可以被設計和配置成各種不同的結構。因此，在下文中詳細描述的各個實施例并不是意欲限制本發明的范圍，而僅僅是代表各個實施例。雖然在附圖中呈現了各個實施例的各個方面，但是這些附圖并不一定是按比例繪制的。