[發(fā)明專利]芯片切割方法及芯片封裝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310335423.4
• 申請(qǐng)日: 2013-08-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103413785B
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱海青;石磊;王洪輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通富士通微電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/78
• 分類號(hào): H01L21/78;H01L21/60
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作工藝，特別涉及一種芯片切割方法及芯片封裝方 法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)不斷發(fā)展，目前半導(dǎo)體器件的特征尺寸已經(jīng)變得非常小， 希望在二維的芯片結(jié)構(gòu)中增加半導(dǎo)體器件的數(shù)量變得越來(lái)越困難，因此三維 封裝，即將多個(gè)芯片堆疊封裝成為一種能有效提高芯片集成度的方法。目前 的三維封裝包括基于引線鍵合的芯片堆疊（Die?Stacking）、封裝堆疊（Package? Stacking）和基于硅通孔（Through?Silicon?Via，TSV）的三維堆疊。其中，利 用硅通孔的三維堆疊技術(shù)具有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）高密度集成；（2）大幅 地縮短電互連的長(zhǎng)度，從而可以很好地解決出現(xiàn)在二維系統(tǒng)級(jí)芯片（SOC） 技術(shù)中的信號(hào)延遲等問(wèn)題；（3）利用硅通孔技術(shù)，可以把具有不同功能的芯 片（如射頻、內(nèi)存、邏輯、MEMS等）集成在一起來(lái)實(shí)現(xiàn)封裝芯片的多功能。 因此，所述利用硅通孔互連結(jié)構(gòu)的三維堆疊技術(shù)日益成為一種較為流行的芯 片封裝技術(shù)。更多關(guān)于硅通孔的三維堆疊技術(shù)請(qǐng)參考公開(kāi)號(hào)為 US2012/0083116A1的美國(guó)專利文獻(xiàn)。

但由于基于硅通孔的三維堆疊技術(shù)需要在芯片內(nèi)形成若干硅通孔，形成 所述硅通孔時(shí)需要將芯片減薄，但減薄后芯片的機(jī)械強(qiáng)度較差，很容易發(fā)生 變形甚至破損；同時(shí)由于所述硅通孔內(nèi)填充的金屬材料為銅，銅與芯片的硅 基底的熱膨脹系數(shù)相差很大，因此會(huì)在靠近硅通孔的芯片位置形成應(yīng)力區(qū)， 所述應(yīng)力會(huì)影響半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能，因此在所述應(yīng)力區(qū)內(nèi)不能形成半導(dǎo) 體器件，會(huì)造成芯片面積的浪費(fèi)；同時(shí)由于形成硅通孔的工藝要求較高，工 藝成本較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種芯片切割方法及芯片封裝方法，既能使芯 片實(shí)現(xiàn)三維封裝且工藝簡(jiǎn)單。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種芯片切割方法，包括：提供晶圓，所 述晶圓包括若干芯片和位于芯片之間的切割道，所述芯片具有第一表面和與 第一表面相對(duì)的第二表面，且芯片的第一表面具有接觸焊盤；在所述芯片第 二表面對(duì)應(yīng)的晶圓表面貼上第一劃片膜；沿著切割道對(duì)晶圓進(jìn)行第一切割， 在不同芯片之間形成貫穿整個(gè)晶圓厚度的溝槽；在所述溝槽內(nèi)形成絕緣層； 在溝槽對(duì)應(yīng)的絕緣層內(nèi)形成貫穿所述絕緣層的通孔，直到暴露出第一劃片膜， 所述通孔的位置與接觸焊盤的位置相對(duì)應(yīng)，所述通孔的數(shù)量與接觸焊盤的數(shù) 量相對(duì)應(yīng)；在所述接觸焊盤表面、絕緣層表面和通孔側(cè)壁表面形成金屬互連 層，利用所述金屬互連層使得接觸焊盤和通孔側(cè)壁相連接；沿著所述通孔的 中心點(diǎn)對(duì)所述溝槽內(nèi)的絕緣層進(jìn)行第二切割，所述晶圓被切割成分立的芯片 結(jié)構(gòu)，且所述通孔被第二切割后在所述芯片結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成導(dǎo)電槽。

可選的，所述絕緣層還覆蓋芯片的第一表面。

可選的，在形成金屬互連層之前，去除所述接觸焊盤表面的絕緣層。

可選的，所述絕緣層為親水性樹(shù)脂層。

可選的，形成所述通孔的方法為激光刻蝕工藝或半導(dǎo)體干法刻蝕工藝。

可選的，形成所述通孔的方法包括：對(duì)溝槽對(duì)應(yīng)的絕緣層進(jìn)行第一刻蝕， 形成第一通孔，所述第一通孔的深度小于溝槽對(duì)應(yīng)的絕緣層的總厚度；在晶 圓的另一表面對(duì)第一通孔對(duì)應(yīng)位置的絕緣層進(jìn)行第二刻蝕，將所述絕緣層刻 穿，形成所述通孔。

可選的，形成所述通孔的方法包括：對(duì)溝槽對(duì)應(yīng)的絕緣層進(jìn)行刻蝕，將 所述絕緣層刻穿，形成所述通孔。

可選的，形成所述金屬互連層的方法包括：在所述接觸焊盤表面、絕緣 層頂部表面和通孔側(cè)壁形成金屬籽晶層，在所述芯片第一表面對(duì)應(yīng)的晶圓表 面形成圖形化的光刻膠層，所述圖形化的光刻膠層定義了接觸焊盤與通孔之 間的金屬互連層的位置；在所述圖形化的光刻膠層暴露出的金屬籽晶層表面 形成金屬互連層；依次去除所述圖形化的光刻膠層及對(duì)應(yīng)位置的金屬籽晶層。

本發(fā)明還提供了一種芯片封裝方法，包括：提供至少兩個(gè)利用上述芯片 切割方法切割獲得的芯片結(jié)構(gòu)，所述芯片結(jié)構(gòu)的側(cè)壁具有導(dǎo)電槽，將所述芯 片結(jié)構(gòu)堆疊設(shè)置且堆疊的芯片結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電槽位置相對(duì)應(yīng)；在所述導(dǎo)電槽內(nèi)填 充導(dǎo)電膠，利用所述導(dǎo)電膠將堆疊的芯片結(jié)構(gòu)中的電路電學(xué)連接。

可選的，在所述堆疊的芯片結(jié)構(gòu)之間設(shè)置裝片膜，利用所述裝片膜將不 同芯片結(jié)構(gòu)相粘結(jié)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：