CN102403193A

CN102403193A - 薄化晶片的方法

Info

Publication number: CN102403193A
Application number: CN2010102876021A
Authority: CN
Inventors: 谢丞聿
Original assignee: United Microelectronics Corp
Current assignee: United Microelectronics Corp
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2012-04-04

Abstract

本发明公开提供一种薄化晶片的方法。此方法首先提供一晶片，晶片具有一有源面、一背面以及一侧面，其中有源面与背面相对设置，且侧面设置于有源面与背面之间并环绕该晶片的周围。接着，在晶片上形成一保护结构，且保护结构至少完全包覆侧面。最后，从背面对晶片进行一薄化制作工艺。

Description

薄化晶片的方法

技术领域

本发明涉及一种薄化晶片的方法，特别是涉及一种能减少晶片在薄化过程中产生裂片的方法。

背景技术

近年来各种电子产品多以轻、薄、短、小为目标，厂商为了增加电子产品的积成度(integrity)，莫不致力于研发新的制作工艺技术，例如「晶片薄化」制作工艺。晶片薄化技术的应用范围十分广泛，例如近几年来在光感测器(photo-sensor)中所发产出的背面感光式(back side illuminated，BSI)技术。背光感光式技术是将光线经由像素区的背面搜集，因此不会受到正面电路的遮蔽，可增加像素的有效面积，故可以避免传统正面感光技术中容易产生杂讯的问题。此外，晶片薄化的技术也可应用在封装领域中。经过薄化后的晶片可具有较小的体积，而可以达成较小的封装尺寸。

然而，在现有的薄化晶片制作工艺，仍然有许多问题需要克服，例如破片(chipping)的问题。由于半导体晶片通常都是以硅、硅锗化物及砷化镓为主要材料，因此其伸展能力不佳。当晶片被研磨至300微米以下的厚度时，便容易在薄化的过程中产生晶片破片或断裂的情况。请参考图1，所绘示为现有技术中晶片在薄化制作工艺中产生破片的示意图。如图1所示，当薄化机具102对晶片100进行一薄化制作工艺时，由于晶片100在边缘处具有一厚度较小的斜面(bevel)103，故薄化时晶片100在斜面103处与在中央处所受的应力不同，因此晶片100容易在靠近斜面103的地方产生裂片104。

针对此一问题，现有的解决方式是在晶片100的边缘处先形成一阶梯结构106。请参考图2与图3，所绘示为现有在晶片边缘形成阶梯结构的步骤示意图。如图2所示，为了避免晶片100在边缘处产生破片104，现有在晶片100边缘处会先形成一阶梯结构106。因此，如图3所示，在后续进行薄化制作工艺时，此阶梯结构106可降低受力不均的情况，而避免晶片100产生破片104。现有产生阶梯结构106的方法，有采用切割刀具(grinding wheel)或者是光刻(lithography)两种方式。但使用切割刀具来形成阶梯结构106也有一定程度破片的风险，且需额外的刀具模块。而使用光刻的方式，则需要另外设计光掩模以及额外的蚀刻步骤，都会有成本增加的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄化晶片的方法，可避免薄化步骤中晶片产生破片的情况，且毋需形成阶梯结构。

根据本发明的较佳实施例，本发明提供一种薄化晶片的方法。此方法首先提供一晶片，晶片具有一有源面、一背面以及一侧面，其中有源面与背面相对设置，且侧面设置于有源面与背面之间并环绕该晶片的周围。接着，在晶片上形成一保护结构，且保护结构至少完全包覆侧面。最后，从背面对晶片进行一薄化制作工艺。

本发明是在薄化制作工艺之前，在晶片的侧面上形成保护结构，使得晶片与保护结构形成一厚度均匀的结构，故可避免破片的产生。相较于现有需在晶片上形成阶梯结构，本发明所使用的技术毋需破坏晶片的外型，不仅能降低晶片的破片机率，也能有效降低制作成本。

附图说明

图1为现有技术中晶片在薄化制作工艺中产生破片的示意图；

图2与图3为现有在晶片边缘形成阶梯结构的步骤示意图；

图4至图6为本发明第一实施例的薄化晶片方法的步骤示意图；

图7为本发明另一实施例的薄化晶片方法的示意图；

图8至图10为本发明第二实施例的薄化晶片的方法的步骤示意图。

主要元件符号说明

100 晶片 310，410 保护结构侧面

102 薄化机具 311，411 保护结构正面

103 斜面 313，413 保护结构背面

104 破片 312，412 薄化机具

106 阶梯结构 500 载具

300，400 晶片 502 载具正面

302，402 有源面 504 载具背面

304，404 背面 506 载具侧面

306，406 侧面 508 粘合层

308，408 保护结构

具体实施方式

为使熟习本发明所属技术领域的一般技术者能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的数个较佳实施例，并配合所附附图，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。

请参考图4至图6，所绘示为本发明第一实施例的薄化晶片方法的步骤示意图。首先，如图4所示，提供一晶片300。晶片300具有一有源面302、一背面304以及一侧面306。有源面302上可具有多个半导体结构(图未示)，例如金属氧化物半导体(metal oxide semiconductor，MOS)、互补式金氧半导体(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)、感光二极管(photo diode)、金属内连线(interconnection)、接触垫(bonding pad)或者是微机电系统(microelectrical mechanical system，MEMS)等，但并不以此为限。背面304与有源面302相对设置，且位于晶片300相对于有源面302的另一侧。侧面306环绕晶片300的周围，其设置于有源面302与背面304之间，并分别与有源面302及背面304相连接。在本发明较佳实施例中，晶片300为上下对称，因此侧面306与有源面302之间，以及侧面306与背面304之间，都具有一第一角度α。第一角度α大体上会大于90度，例如是135度，使得侧面306相较于有源面302与背面304，会具有一向外突出的斜面(bevel)状结构。

为了避免现有技术中，晶片300在薄化制作工艺时容易产生破片的问题，本发明在进行薄化制作工艺之前，还会在晶片300的侧面306上形成一保护结构308。如图5所示，保护结构308会形成于晶片300的侧面306且完全包覆侧面306。保护结构308具有一相对设置于侧面306的保护结构侧面310、一平行且相对设置于有源面302的保护结构正面311与一平行且相对设置于背面304的保护结构背面313，且此保护结构侧面310与保护结构正面311之间，亦即其与有源面302之间，以及保护结构侧面310与保护结构背面313之间，亦即其与背面304之间，都会具有一第二角度β。在本实施例中，第一角度α大于第二角度β，较佳者，第二角度β大体上等于90度。如此一来，晶片300加上保护结构308即可形成一大体上均匀厚度的个体。

在本发明较佳实施例中，形成保护结构308的方式例如先在欲形成保护结构308之处上形成一树脂材料，举例来说，可在晶片300的侧面306上利用旋转涂布等方式形成各种热固化或光固化的环氧树脂。接着，依材料的特性，可选择性再进行一热固化或光固化制作工艺，使得此树脂材料固化而形成保护结构308。本发明形成保护结构308的材料并不限于树脂，而可能是其他可通过固化程序固化的材料。值得注意的是，为了增加保护结构308的硬度以提高其对于晶片300的保护能力，树脂材料中还可选择性的加入多个颗粒，例如是氧化铝颗粒、氮化铝颗粒、氧化硅颗粒或氮化硅颗粒等，但并不以此为限，也可以是其他硬度大于树脂材料的颗粒。

最后，如图6所示，对晶片300进行一薄化制作工艺，例如使用一薄化机具312从晶片300的背面304开始对晶片300进行薄化。本发明由于在薄化制作工艺时，晶片300的侧面306被保护结构308所包覆，而形成一大体上均匀厚度的个体，并在晶片300的边缘处提供足够的支撑力，因此可有效减少晶片300在靠近侧面306之处产生破片的情况。结束薄化制作工艺后，保护结构308可视情况选择性去除其一部分或全部，例如以溶剂或者其他方式去除。或者，在不影响后续制作工艺的情况下，保护结构308也可以在薄化制作工艺之后保留，而继续后续例如晶粒切割的制作工艺。

请参考图7，所绘示为本发明另一实施例的薄化晶片方法的示意图。在本实施例中，保护结构308并不限于形成于晶片300的侧面306，而可以另形成于至少部分的有源面302或者至少部分的背面304上。如图7所示，本实施例的保护结构308会形成并覆盖于侧面306以及有源面302上。位于侧面306的保护结构308与位于有源面302的保护结构308可以同时形成或者分开形成。本实施例位于有源面302上的保护结构308可在后续薄化晶片的步骤中，提供有源面302上的半导体结构(图未示)适当的保护与支撑力。或者，依照有源面302上半导体结构区域设计的需求，保护结构308也可完全或部分覆盖在有源面302上。而在本发明另一实施例中，保护结构308也可形成于整个背面304或者部分的背面304，视薄化制作工艺的需求而定。或者，保护结构308同时形成于侧面306、有源面302以及背面304。

请参考图8至图10，所绘示为本发明第二实施例的薄化晶片的方法的步骤示意图。如图8所示，首先提供一晶片400以及一载具500。晶片400具有一有源面402、一背面404以及一侧面406。晶片400的有源面402上可具有多个半导体结构(图未示)，例如金属氧化物半导体、互补式金氧半导体、感光二极管、金属内连线、接触垫或者是微机电系统等，但并不以此为限。晶片400的背面404与有源面402相对设置，且位于晶片400相对于有源面402的另一侧。侧面406环绕晶片400的周围，其设置于有源面402与背面404之间，并分别与有源面402及背面404相连接。载具500用以提供晶片400在薄化制作工艺中更全面而完整的支撑。在本发明较佳实施例中，载具500可为另一晶片，例如裸晶片(raw wafer)，因此大致上与用来作为产品晶片(product wafer)的晶片400具有类似的结构与尺寸大小。举例来说，载具500具有一载具正面502、一载具背面504以及一载具侧面506。载具正面502与载具背面504相对设置。载具侧面506环绕载具500的周围，其设置于载具正面502与载具背面504之间，并分别与载具正面502及载具背面504相连接。接着将载具正面502与晶片400的有源面402相粘合，例如通过一粘合层508，以固定晶片400于载具500上。在本发明的一实施例中，晶片400的侧面406与背面404具有一第三角度γ，载具侧面506与载具背面504也具有一第三角度γ，且第三角度γ大于90度。

接着，形成一保护结构408，其至少包覆晶片400的侧面406。在本发明较佳实施例中，如图9所示，保护结构408会同时形成于晶片400的侧面406以及载具侧面506，且完全包覆两者。保护结构406具有一相对设置于侧面406以及载具侧面506的保护结构侧面410、一平行且相对设置于背面404的保护结构正面411与一平行且相对设置于载具背面504的保护结构背面413。保护结构侧面410与保护结构正面411之间，亦即其与背面404具有一第四角度δ，保护结构侧面410与保护结构背面413之间，亦即其与载具背面504也具有第四角度δ。在本实施例中，第三角度γ大于第四角度δ，较佳者，第四角度δ大体上等于90度。此外，其他实施例中，保护结构408并不限于形成在侧面406以及载具侧面508，而可以依制作工艺的需求，选择性的形成于背面404或载具背面504。

接着如图10所示，进行一薄化制作工艺，例如使用一薄化机具412从背面404开始对晶片400进行薄化。在进行完薄化制作工艺后，再视制作工艺所需而移除载具500以及一部分或全部的保护结构408。

综上所述，本发明在薄化制作工艺之前，在晶片的侧面上形成保护结构，使得晶片与保护结构形成一厚度均匀的结构，故可避免破片的产生。相比较于现有需在晶片上形成阶梯结构，本发明所使用的技术毋需破坏晶片的外型，不仅能降低晶片的破片机率，也能有效降低制作成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种薄化晶片的方法，包含：

提供一晶片，具有有源面、背面以及侧面，其中该有源面与该背面相对设置，该侧面设置于该有源面与该背面之间并环绕该晶片的周围；

在该晶片上形成一保护结构，且该保护结构至少完全包覆该侧面；以及

从该背面对该晶片进行一薄化制作工艺。

2.如权利要求1所述的薄化晶片的方法，其中该保护结构仅完全包覆于该晶片的该侧面。

3.如权利要求1所述的薄化晶片的方法，其中该保护结构还包覆于该晶片的该有源面。

4.如权利要求1所述的薄化晶片的方法，其中该保护结构还包覆于该晶片的该背面。

5.如权利要求1所述的薄化晶片的方法，其中该保护结构包含一保护结构侧面以及一保护结构正面，该保护结构侧面对应于该侧面，该保护结构正面大体上平行且对应于该有源面。

6.如权利要求5所述的薄化晶片的方法，其中该侧面与该有源面具有一第一角度，该保护结构侧面与该保护结构正面具有一第二角度，该第一角度大于该第二角度。

7.如权利要求6所述的薄化晶片的方法，其中该第二角度实质上等于90度。

8.如权利要求1所述的薄化晶片的方法，其中进行该薄化步骤时，该晶片的该有源面与该侧面之间不具有阶梯状结构。

9.如权利要求1所述的薄化晶片的方法，还包含：

提供一载具，该载具具有一载具正面、一载具背面以及一载具侧面，其中该载具正面与该载具背面相对设置，该载具侧面设置于该载具正面与该载具背面之间并环绕该载具的周围，且该载具正面与该晶片的该有源面黏合；以及

在形成该保护结构时，同时在该载具侧面上形成该保护结构。

10.如权利要求9所述的薄化晶片的方法，其中该保护结构包含一保护结构侧面以及一保护结构正面，该保护结构侧面对应于该侧面以及该载具侧面，该保护结构正面大体上平行且对应于该背面。

11.如权利要求10所述的薄化晶片的方法，其中该侧面与该背面具有一第三角度，该保护结构侧面与该保护结构正面具有一第四角度，该第三角度大于该第四角度。

12.如权利要求11所述的薄化晶片的方法，其中该第四角度实质上等于90度。

13.如权利要求9所述的薄化晶片的方法，其中该载具为另一晶片。

14.如权利要求1所述的薄化晶片的方法，其中形成该保护结构的步骤包含于该晶片的该侧面上形成一树脂材料。

15.如权利要求14所述的薄化晶片的方法，其中该树脂材料包含环氧树脂。

16.如权利要求14所述的薄化晶片的方法，还包含于该树脂材料中加入多个颗粒，其中该多个颗粒的硬度大于该树脂材料的硬度。

17.如权利要求16所述的薄化晶片的方法，其中该多个颗粒的材质包含氧化铝、氮化铝、氧化硅或氮化硅。

18.如权利要求14所述的薄化晶片的方法，还包含对该树脂材料进行一固化制作工艺以形成该保护结构。

19.如权利要求18所述的薄化晶片的方法，其中该固化制作工艺包含热固化制作工艺或光固化制作工艺。

20.如权利要求1所述的薄化晶片的方法，在进行该薄化制作工艺之后，还包含移除该保护结构。