[發(fā)明專利]在涂布后研磨前切割

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280038320.5
• 申請日: 2012-07-25
• 公開（公告）號: CN103999203A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: G·黃;Y·金;R·吉諾;Q·黃
• 申請（專利權(quán)）人: 漢高知識產(chǎn)權(quán)控股有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 祁麗;于輝

相關(guān)申請交叉引用

本申請要求2011年7月29日提交的美國專利申請No.61/513,146的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容援引并入本申請中。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及制造施加有底部填充封裝劑的半導(dǎo)體晶圓(wafer)的方法。

電氣和電子設(shè)備的微型化及輕量化已經(jīng)導(dǎo)致需要更薄的半導(dǎo)體裝置和更薄的半導(dǎo)體封裝。

制備更薄的半導(dǎo)體裸片(die)的一種方式是從半導(dǎo)體晶圓的背側(cè)去除過量材料，從該半導(dǎo)體晶圓切割單個裸片。過量晶圓的去除通常發(fā)生在研磨過程中，通常稱作背側(cè)研磨。當在晶圓薄化之前將晶圓切割成單個半導(dǎo)體電路時，該過程稱為“研磨之前切割”或DBG。

制備更小且更有效的半導(dǎo)體封裝的一種方式是采用具有金屬凸塊陣列的封裝，所述金屬凸塊陣列連接至封裝的有源面。設(shè)置所述金屬凸塊以使其與基板上的焊盤(bonding?pad)對齊。當使所述金屬凸塊回流至熔體時，凸塊與焊盤連接，同時形成電連接和機械連接。

在所述晶圓材料、金屬凸塊和基板之間存在熱失配，從而引起金屬間連接受到重復(fù)熱循環(huán)的應(yīng)力。這可潛在地導(dǎo)致故障。為應(yīng)對該問題，將封裝材料(稱為底部填充劑)設(shè)置在晶圓和基板之間、圍繞并支撐金屬凸塊的間隙中。

半導(dǎo)體封裝制造中的目前的趨勢優(yōu)選在晶圓水平完成盡可能多的工藝步驟，從而可同時而非單獨處理(如裸片單體化之后進行)多個集成電路。在將晶圓切割成各個半導(dǎo)體裸片之前，將底部填充封裝劑施加在金屬凸塊的陣列和晶圓電路上是在晶圓水平上進行的一個操作。

在典型過程中，具有金屬預(yù)連接的凸塊的半導(dǎo)體晶圓在金屬凸塊上用底部填充劑材料涂布。將支撐膠帶(稱為背面研磨膠帶)層壓于晶圓頂部側(cè)上的底部填充劑材料上。通過研磨或其他方式從晶圓背側(cè)去除晶圓材料。從晶圓頂部側(cè)上的底部填充劑去除背面研磨膠帶。在如下切割期間將切割膠帶施加在晶圓的背側(cè)以支撐晶圓。切割可通過激光進行，其成本高，或者可以通過切割刀片以機械方式進行。由于薄化晶圓特別易碎，因此盡管使用切割刀片較便宜，但可能對晶圓、電路及底部填充劑造成破壞。

因此，需要一種將半導(dǎo)體晶圓單體化成單個半導(dǎo)體裸片的方法，其中可以預(yù)先施加底部填充劑，但其中機械切割操作不會破壞具有凸塊的晶圓及底部填充劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是將半導(dǎo)體晶圓單體化成單個半導(dǎo)體裸片的方法，所述半導(dǎo)體晶圓的頂部表面具有金屬預(yù)連接凸塊且具有設(shè)置在所述金屬預(yù)連接凸塊上及周圍的底部填充劑的涂層。

所述方法包括(A)提供半導(dǎo)體晶圓，其頂部表面具有金屬預(yù)連接凸塊的陣列及設(shè)置在所述金屬預(yù)連接凸塊上及周圍的底部填充劑的涂層；(B)穿過所述金屬預(yù)連接凸塊之間的所述底部填充劑切割并切入所述半導(dǎo)體晶圓的頂部表面中至最終所需晶圓厚度，產(chǎn)生切割線；以及(C)從所述晶圓的背側(cè)去除晶圓材料至所述切割線的深度，從而由所述晶圓單體化得到的裸片。

附圖說明

圖1是將具有預(yù)先施加的底部填充劑材料的晶圓單體化的現(xiàn)有技術(shù)方法的示意圖。

圖2是將具有預(yù)先施加的底部填充劑材料的晶圓單體化的本發(fā)明方法的示意圖。

發(fā)明詳述

由半導(dǎo)體材料，通常是硅、砷化鎵、鍺或類似的化合物半導(dǎo)體材料制備半導(dǎo)體晶圓。晶圓的頂部側(cè)上的有源電路和金屬凸塊根據(jù)工業(yè)文獻中大量記載的半導(dǎo)體及金屬制造方法制得。

切割膠帶通常用于在切割操作期間支撐晶圓。切割膠帶可由多個來源購得，并且可以是在載體上的熱敏性、壓敏性或UV敏感性粘合劑形式。所述載體通常為聚烯烴或聚酰亞胺的柔性基板。當分別施加熱、拉伸應(yīng)力或UV時，粘合性降低。通常，剝離襯墊覆蓋粘合劑層并且可在臨使用切割膠帶之前容易地去除。在DBG工藝中，在晶圓的背側(cè)施加切割膠帶，并在晶圓頂部側(cè)上的電路之間切割切割溝槽至滿足或超過進行背側(cè)研磨的水平的深度。

使用背面研磨膠帶在晶圓薄化過程期間保護并支撐金屬凸塊及晶圓的頂部表面。背面研磨膠帶可由多個來源購得，并且以載體上的熱敏性、壓敏性或UV敏感性粘合劑形式。所述載體通常為聚烯烴或聚酰亞胺的柔性基板。當分別施加熱、拉伸應(yīng)力或UV時，粘合性降低。通常，剝離襯墊覆蓋粘合劑層并且可在臨使用切割膠帶之前容易地去除。背面研磨操作可通過機械研磨或蝕刻進行。去除晶圓背側(cè)上的材料直至達到或超過切割溝槽，這使裸片單體化。