CN103325673A - 一种支持从晶圆背面实施切割的芯片封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一般涉及一种超薄芯片的制备方法，更确切的说，本发明旨在提供一种支持从晶圆背面实施切割的芯片封装方法以实现制备超薄芯片。本发明先行在晶圆的正面覆盖一支撑结构，之后于晶圆的背面进行研磨，并在减薄后的晶圆的背面的中心区域沉积一层金属层，并且减薄后的晶圆的背面位于金属层的边缘与晶圆的边缘之间的区域构成一环形带。利用穿透摄影设备在环形带区域内对切割线进行探测，用于探测切割线在水平方向上从金属层下方延伸至环形带下方的延伸部分，同时利用切割刀沿着任意一条切割线两端的所述延伸部分所构成的直线对减薄后的晶圆以及金属层进行切割。
Description
技术领域
本发明一般涉及一种超薄芯片的制备方法，更确切的说，本发明旨在提供一种支持从晶圆背面实施切割的芯片封装方法以实现制备超薄芯片。
背景技术
在芯片的封装工艺在中，一般是沿着晶圆正面的划片道对晶圆进行切割从而将芯片从晶圆上分离下来。但是在一些特殊的封装工艺中，例如晶圆级封装(WLP)，有时需要从晶圆背面对晶圆进行切割，但是如果晶圆背面被塑封料塑封住了或是晶圆背面覆盖有其他不透明材料时，因为晶圆背面没有划片道，如何使位于晶圆背面一侧的切割刀对准位于晶圆正面的划片道就成了一个棘手的问题。
专利号为US6107164的美国专利公开了一种晶圆级封装的半导体器件及半导体器件的制造方法，其制作流程参见本申请附图1A-1D，这种方法是制作晶圆级封装体的一个典型例子。如图1A所示，晶圆10所包含的芯片原本设置有焊垫2，其中，凸点电极4通过铜互连线3与焊垫2连接。其方法中，首先通过切割刀21在晶圆10的正面切割形成切割槽22，之后在带有凸点电极4的晶圆10的表面覆盖一层树脂23，如图1B所示，此时切割槽22被树脂23所填满。然后参见图1C所示，对树脂23进行研磨抛光直至将凸点电极4从树脂23中暴露出来。如图1D所示，在该方法中，需要在晶圆10的背面进行研磨，直至晶圆10被减薄到在晶圆10的背面外露出切割槽22及填充在该切割槽22中的塑封料，然后在晶圆10的背面通过切割刀26对准切割槽22从而将晶圆10进行切割以将各芯片进行分离。其缺陷是，必须先在晶圆10的正面切割出切割槽22，并且要控制切割槽22具有一定的深度，以及必须控制晶圆10减薄到一定的厚度，否则在晶圆10的背面难以研磨出切割槽22。另外一方面，如果在图1D所示的减薄后的晶圆10的背面形成有其他材料后，切割槽22将被覆盖住，则切割刀26难以对准切割槽22。
发明内容
正是鉴于上述问题，本发明提供了一种支持从晶圆背面实施切割的芯片封装方法，其中，该晶圆的芯片制备区包含多个芯片且以位于晶圆正面的多条纵横交叉的切割线界定各芯片的边界，该方法主要包括以下步骤：
于晶圆的正面覆盖一支撑结构；
于晶圆的背面对晶圆进行研磨，并在减薄后的晶圆的背面的中心区域沉积一层半径小于所述芯片制备区的半径的金属层，其中，减薄后的晶圆的背面位于金属层的边缘与晶圆的边缘之间的区域构成一环形带；
利用穿透摄影设备在所述环形带区域内对所述切割线进行探测，用于探测切割线在水平方向上从金属层下方延伸至环形带下方的延伸部分，同时利用第一切割刀沿着任意一条切割线两端的所述延伸部分所构成的直线对减薄后的晶圆以及金属层进行切割。
上述的方法，所述支撑结构可以是塑封材料，在对减薄后的晶圆以及金属层进行切割的过程中，同时还对所述支撑结构一并进行切割，并形成位于芯片正面的顶部塑封层。
上述的方法，所述支撑结构可以是粘贴膜。
上述的方法，于晶圆的背面对晶圆进行研磨的过程中，是在晶圆背面所有的区域同时进行研磨以将晶圆均匀的减薄。
上述的方法，形成金属层的过程中，所形成的金属层的边缘在垂直方向上的投影落在靠近芯片制备区的边缘的多个不完整的芯片上。
上述的方法，在对金属层及晶圆的切割过程中，形成多条位于减薄的晶圆中的纵横交叉的并将所述多个芯片分隔开的第一类切割槽，第一类切割槽的延伸部分形成在减薄的晶圆位于环形带下方的区域中，并且所述金属层被切割成位于芯片背面的底部金属层；以及
进一步进行塑封工艺，以塑封料覆盖在所述金属层上形成一塑封层，并且所述塑封料在塑封工艺中还填充在所述第一类切割槽中；
完成塑封工艺之后，利用第二切割刀沿着任意一条第一类切割槽两端的延伸部分中所填充的塑封料而构成的直线对所述塑封层以及填充在第一类切割槽中的塑封料进行切割，形成与所述第一类切割槽重合的第二类切割槽；并且
在利用第二切割刀实施切割的过程中，所述塑封层被切割成覆盖在底部金属层上的底部塑封层。
上述的方法，所述支撑结构可以是塑封材料，并且还利用第二切割刀同时将所述支撑结构切割成位于芯片正面的顶部塑封层。
上述的方法，所述支撑结构可以是粘贴膜。
上述的方法，所述第二切割刀的刀片宽度可以小于所述第一切割刀的刀片宽度；以及
所形成第二类切割槽的宽度小于第一类切割槽的宽度，并用第二切割刀将第一类切割槽中的塑封料切割成包覆在所述芯片的侧面的侧壁塑封层。
上述的方法，所述第二切割刀的刀片宽度可以等于所述第一切割刀的刀片宽度。
上述的方法，任意一条第一类切割槽的延伸部分均与晶圆的边缘没有交界。
本发明还提供另一种支持从晶圆背面实施切割的芯片封装方法，其中，该晶圆的芯片制备区包含多个芯片且以位于晶圆正面的多条纵横交叉的切割线界定各芯片的边界，其特征在于，包括以下步骤：
于晶圆的正面覆盖一支撑结构；
于晶圆的背面对晶圆进行研磨，以在晶圆背面的中心区域研磨出一个半径小于所述芯片制备区的半径的研磨槽，晶圆的背面位于研磨槽的侧壁与晶圆的边缘之间的区域构成环形带；
在所述研磨槽中沉积一层金属层；
利用穿透摄影设备在所述环形带区域内对所述切割线进行探测，用于探测切割线在水平方向上从金属层下方延伸至环形带下方的延伸部分，同时利用第一切割刀沿着任意一条切割线两端的所述延伸部分所构成的直线对所述晶圆以及金属层进行切割。
上述的方法，所述支撑结构可以为塑封材料，在对晶圆以及金属层进行切割的过程中，同时还对所述支撑结构一并进行切割，并形成位于芯片正面的顶部塑封层。
上述的方法，所述支撑结构可以为粘贴膜。
上述的方法，在所述研磨槽中所沉积的金属层的厚度与所述研磨槽的深度相同。
上述的方法，形成研磨槽的过程中，所形成的研磨槽的侧壁在垂直方向上的投影落在靠近芯片制备区的边缘的多个不完整的芯片上。
上述的方法，在对金属层及晶圆的切割过程中，形成多条纵横交叉的并将所述多个芯片分隔开的第一类切割槽，第一类切割槽的延伸部分形成在晶圆位于环形带下方的区域中，并且所述金属层被切割成位于芯片背面的底部金属层；以及
进一步进行塑封工艺，以塑封料覆盖在所述金属层上形成一塑封层，并且所述塑封料在塑封工艺中还填充在所述第一类切割槽中；
完成塑封工艺之后，利用第二切割刀沿着任意一条第一类切割槽两端的延伸部分中所填充的塑封料而构成的直线对所述塑封层以及填充在第一类切割槽中的塑封料进行切割，形成与所述第一类切割槽重合的第二类切割槽；并且
在利用第二切割刀实施切割的过程中，所述塑封层被切割成覆盖在底部金属层上的底部塑封层。
上述的方法，所述支撑结构可以为塑封材料，并且还利用第二切割刀同时将所述支撑结构切割成位于芯片正面的顶部塑封层。
上述的方法，所述支撑结构可以为粘贴膜。
上述的方法，所述第二切割刀的刀片宽度可以小于所述第一切割刀的刀片宽度；以及
所形成第二类切割槽的宽度小于第一类切割槽的宽度，并用第二切割刀将第一类切割槽中的塑封料切割成包覆在所述芯片的侧面的侧壁塑封层。
上述的方法，所述第二切割刀的刀片宽度可以等于所述第一切割刀的刀片宽度。
上述的方法，任意一条第一类切割槽的延伸部分均与晶圆的边缘没有交界。
本领域的技术人员阅读以下较佳实施例的详细说明，并参照附图之后，本发明的这些和其他方面的优势无疑将显而易见。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1A至1D是背景技术中晶圆级封装的半导体器件的制造方法的流程示意图。
图2A-1至2E是实施例一中从晶圆背面实施切割的芯片封装方法的流程示意图。
图3A-1至3C是实施例二中从晶圆背面实施切割的芯片封装方法的流程示意图。
图4A至4C实施例三中从晶圆背面实施切割的芯片封装方法的流程示意图。
图5A至5C实施例四中从晶圆背面实施切割的芯片封装方法的流程示意图。
具体实施方式
图2A-1为晶圆100的正面100X的俯视图，图2A-2为晶圆100的竖截面图，图中所显示的与晶圆100的正面100X相反的另一面是其背面100Y。晶圆100的芯片制备区101通常包含有大量铸造连接在一起的芯片101′，并以位于晶圆100的正面100X的多条纵横交叉的切割线(Scribe line)102界定各芯片101′的边界，其作用在于，可以沿着切割线102对晶圆100进行切割以将芯片101′从晶圆100上分离下来。由于这些技术特征已经为本领域的技术人员所熟知，所以本发明不再特意详尽地对此进行额外说明。为了便于本发明的叙述说明，图2A-1中刻意将芯片制备区101单独描绘出来了，芯片制备区101在水平方向上的横截面大致上为圆形，芯片制备区101与晶圆100同轴并且芯片制备区101的半径显然是小于晶圆100的半径的。本领域的技术人员都知道，一般在晶圆100上仅有芯片制备区101的范围内形成有电路，设定晶圆100的正面100X所包含的位于芯片制备区101的边缘101a与晶圆100的边缘100a之间的区域构成了预留环形带103，那么通常认为晶圆100的位于预留环形带103下方的区域内为电路空白区也即没有形成任何芯片。此外，位于晶圆100正面的切割线102确切的说是形成在芯片制备区101，该切割线102往往没有延伸至预留环形带103内。值得一提的是，预留环形带103在很大程度上为晶圆100的运输和移动提供了方便，任何搬运工具或是手套或是其他工艺设备的抓手可以触及预留环形带103的区域却不能接触芯片制备区101，这不仅仅是要防止芯片101′受到物理破坏，还要基于静电的考虑。可以看出，圆环状的预留环形带103从晶圆100边缘100a处向晶圆100的背面100Y的中心延伸，其宽度D1等于晶圆100的半径减去芯片制备区101的半径，通常D1大致上约为1.2mm至1.5mm之间。值得注意的是，虽然绝大多数芯片101′为形貌距常的芯片，然而本领域的技术人员都知道，芯片制备区101区域内靠近和接触边缘101a的一些芯片101′a却并不完整(图2A-1以阴影示出)，在所有的芯片101′从晶圆100上分离下来后，可认为芯片101′中的这部分不完整的芯片101′a最终将被遗弃。尽管如此，这些靠近边缘101a的不完整的芯片101′a却为本发明提供了一些便捷。
如图2B所示，在晶圆100的正面100X生成一层起物理支撑作用的支撑结构200，支撑结构200可以是粘贴膜也可以是塑封材料或是其他合适的支撑体等，支撑结构200有益于提高晶圆100的机械强度，否则单独的晶圆100一旦被减薄到一定程度就容易碎裂。参见图2C所示，完成在背面100Y对晶圆100进行研磨以减薄晶圆100的厚度之后，通常是化学机械研磨CMP，此研磨过程中，是在晶圆100的背面100Y所有的区域同时进行研磨的以将晶圆100均匀的减薄，即减薄后的晶圆100′所有区域的厚度都是相同的。再如图2D-1及图2D-2所示，在减薄后的晶圆100′的背面100Z的中心区域沉积一层金属层300。在形成金属层300的过程中，要求金属层300在水平方向的横截面大致为圆形并且其半径小于芯片制备区101的半径，金属层300与减薄后的晶圆100′的背面100Z同圆心。通常，晶圆100获得减薄后，还包括在减薄后的晶圆100′的背面100Z注入重掺杂离子的步骤，之后才沉积金属层300，以保障金属层300与减薄后的晶圆100′的背面100Z具有良好的欧姆接触，因为芯片101′在很多时候是作为垂直式功率MOSFET芯片。至此，减薄后的晶圆100′的背面100Z位于金属层300的边缘300a与晶圆100的边缘100a之间的区域构成了环形带104(图2D-1)，圆环状的环形带104的宽度D2等于晶圆100的半径减去金属层300的半径(图2D-2)，D2一般大于D1并且D2大致上约为3mm左右。此时问题在于，晶圆100′的正面100X被支撑结构200所覆盖住，也即切割线102被支撑结构200阻挡住，如果直接在晶圆100′正面实施切割是比较困难的。所以本发明提出从晶圆100′的背面100Z实施切割，并连同将金属层300一起进行切割以形成位于芯片101′背面的一个金属电极，但是本领域的技术人员都知道，晶圆100′的背面100Z是没有提供切割线来与切割刀对准，而且切割刀也无法直接从晶圆100′的背面100Z直接与晶圆100′的正面100X的切割线102进行对准。
在一些已知的辅助透射对准技术中，可以利用穿透摄影设备从晶圆100′背面100Z探测晶圆100′正面100X的切割线102，例如红外源摄影机(Infrared source camera，简称IR camera)是一种较为典型的穿透摄影设备。如图2D-1至图2D-2所示，IR摄影机的探测手段虽然无法穿透金属层300但却可以穿透环形带104下方的硅。参见图2D-3，即为利用穿透摄影设备(未示出)在环形带104区域内对切割线102进行探测的大致图形，尽管无法探测到切割线102位于金属层300正下方的部分，但正因为金属层300的半径小于芯片制备区101的半径，所以使得IR摄影机能够探测和捕捉到切割线102在水平方向上从金属层300下方延伸至环形带104下方的延伸部分102′，延伸部分102′位于芯片制备区101的边缘101a与金属层300的边缘300a在正面100X上的投影之间，显然该延伸部分102′与金属层300在垂直方向上并无交叠。只要任意一条切割线102两端的延伸部分102′被探测到并被定位，就可以在晶圆100′的背面100Z依据该被选取的任意一条切割线102两端的延伸部分102′定位一条直线，而所定位的直线则刚好在垂直方向上与该任意一条切割线102相交叠重合，那么切割刀就可以沿着所定位的直线实施切割。必须着重指出的是，由于金属层300的半径务必是小于芯片制备区101的半径的，否则就没有延伸部分102′可以用来被IR探测，正因为如此，就导致芯片制备区101的面积要大于金属层300的面积，所以芯片制备区101所包含的一部分芯片的背面显然是没有被金属层300所完全覆盖的。换言之，没有被金属层300所覆盖的这部分芯片是不能作为完整的集成电路而正常运行的，如果放弃的这些芯片就可能造成良率的降低。然而，因为相邻的芯片101′a彼此相互连接，而且各芯片101′a均是围绕着圆形的边缘101a分布，则位于晶圆100上所有的那些不完整的芯片101′a也刚好大致上能够呈现为圆环结构(尽管该圆环结构不是十分规则)。所以本发明所提出的一种方案是，调节金属层300的半径大小，使得其边缘300a在垂直方向上的投影刚好落在芯片制备区101区域内靠近边缘101a的那部分不完整的芯片101′a上，也即边缘300a在垂直方向上刚好与那些不完整的芯片101′a所构成的圆环结构交叠。其结果就是，在芯片制备区101内，只有这些不完整的芯片101′a的背面的一部分区域没有被金属层300所覆盖，其他远离边缘101a的芯片101′则皆为正常产品，所以也就正好是那些原本就不完整的芯片101′a被放弃，这样就不会降低良率。
如图2E所示，可以使用IR摄影机，在晶圆100′背面100Z利用第一切割刀(Dicingsaw blade)401沿着任意一条切割线102两端的延伸部分102′所构成的直线对晶圆100′以及金属层300进行切割，图中所示出的形成在晶圆100′中的切割槽102a即为第一切割刀401切割晶圆100′、金属层300所留下的切割痕迹。本次切割过程中，所形成的位于晶圆100′中并将金属层300分割开的多条纵横交叉的切割槽102a，用于将多个芯片101′从晶圆100′上分离下来，并且还用于将金属层300切割成多个分隔开的底部金属层300′，而且一个底部金属层300′相对应的位于一个芯片101′的背面。多条纵横交叉的切割槽102a中任何一条切割槽均与一条切割线102相对应。在一种实施方式中，如图2E，支撑结构200为塑封材料，则沿着所有的切割线102两端的延伸部分102′构成的所有直线对晶圆100′以及金属层300进行切割的过程中，支撑结构200一并被切割并形成位于芯片101′正面的顶部塑封层200′。在另一种实施方式中(图中未示意出)，如果支撑结构200为粘贴膜，其厚度一般比较薄，在对晶圆100′以及金属层300进行切割的过程中，支撑结构200不必被切割断，这便于最终从支撑结构200上取下带有顶部塑封层200′、底部金属层300′的芯片101′。
在一个如图3A-1至图3C所示的实施方式中，先按照图2A-1至2E所示的方法将晶圆100′和金属层300进行切割，形成位于晶圆100′中并将金属层300分割开的多条纵横交叉的切割槽102b，此时金属层300仍然被切割成多个分隔开的底部金属层300′，而且一个底部金属层300′相对应的位于一个芯片101′的背面，但是此方案中支撑结构200却没有被切割断。如果支撑结构200为粘贴膜，则切割过程不能伤及支撑结构200，所形成的切割槽102b以刚好触及支撑结构200为佳。如果支撑结构200为塑封材料，一种情况是，所形成的切割槽102b仍然可以选择刚好触及支撑结构200；另一种情况是，可以选择部分切割支撑结构200但不完全将支撑结构200切割断，也即切割槽102b的深度有所增加，此时切割槽102b在垂直方向上延伸至支撑结构200中，主要是保障芯片101′不能提前脱落。如图3A-2所示，第一类切割槽102b除了形成在芯片制备区101中，任意一条第一类切割槽102b还包括形成在晶圆100′的位于环形带104下方的区域中的第一类切割槽延伸部分102b-1。再如图3B-1所示，进行塑封工艺，以塑封料注塑覆盖在金属层300上形成塑封层500，注意塑封料不能覆盖在环形带104上，由于固化前的塑封料呈现为液态，所以该塑封料同时还填充在第一类切割槽102b中。在一个实施例中，正因为塑封料同时还填充在第一类切割槽102b中，所以形成第一类切割槽102b的时候，要求控制第一类切割槽102b的两端不能延伸至晶圆100′的边缘100a处，也即第一类切割槽延伸部分102b-1不能与晶圆100′的边缘100a有所交界和接触(图3A-2)，否则塑封料填充在第一类切割槽102b中时容易从第一类切割槽102b的两端流淌至晶圆100′之外产生溢胶。例如图3A-3所示的第一类切割槽延伸部分102b-1′就已经延伸至与边缘100a交界了，塑封料就很容易从延伸部分102b-1′中溢出。而产生的溢胶固化后很容易将晶圆100′粘附在塑封设备上，任何试图强行将晶圆100′取下的动作将会导致晶圆100′破碎，这是我们所不希望看到的。
在如图3B-2及图3C所示，对于任意一条第一类切割槽102b而言，其两端的延伸部分102b-1中所填充的塑封料能构成的一条直线(图3B-2)，而且该直线与该任意一条第一类切割槽102b在垂直方向上是完全重合的。如果利用第二切割刀402沿着任意一条第一类切割槽102b两端的延伸部分102b-1中所填充的塑封料所构成的直线对塑封层500、晶圆100′以及填充在第一类切割槽102b中的塑封料进行第二次切割，就能沿着第一类切割槽102b形成与第一类切割槽102b重合的第二类切割槽105；并且在切割过程中，塑封层500被切割成覆盖在底部金属层300′上的底部塑封层500′，而作为塑封材料的支撑结构200则被切割成位于芯片101′正面的顶部塑封层200′。如果支撑结构200为粘贴膜，则不必对支撑结构200实施切割。一种情况是，第二切割刀402的刀片宽度如果小于第一切割刀401的刀片宽度，所形成第二类切割槽105的宽度应该是小于第一类切割槽102b的宽度的，则第二切割刀402将第一类切割槽102b中填充的塑封料切割成包覆在芯片101′的侧面的侧壁塑封层500″。另一种情况是，第二切割刀402的刀片宽度刚好等于第一切割刀401的刀片宽度，第二切割刀402刚好将第一类切割槽102b中填充的塑封料切割掉，此时芯片101′的侧面为裸露的无任何塑封层的包覆。
基于上述发明思路，另一个实施例的制备方法如图4A-4C所示的流程，区别在于，此时在晶圆100的背面100Y进行研磨时并不是整体性的将晶圆100进行减薄，而是利用一半径小于晶圆100半径的磨砂轮(未示意)仅仅在晶圆100的背面100Y的中心区域进行研磨，以在晶圆100背面100Y的中心区域研磨出一个研磨槽110，研磨槽110在水平方向上的横截面为圆形并且研磨槽110与晶圆100同轴。所形成的研磨槽110的半径小于芯片制备区101的半径，可以通过调节磨砂轮的半径大小来调整研磨槽110的半径的大小。在本发明中，通过调节研磨槽110的半径大小，使得研磨槽110的侧壁110a在垂直方向上的投影刚好落在芯片制备区101区域内靠近边缘101a的那部分不完整的芯片101′a上，也即研磨槽110的侧壁110a在垂直方向上刚好与那些多个不完整的芯片101′a所构成的圆环结构交叠。晶圆100的背面100Y位于研磨槽110的侧壁110a与晶圆100的边缘100a之间的区域构成另一环形带114(如图4B-2的俯视图)，圆环状的环形带114从晶圆100边缘100a处向晶圆100的背面100Y的中心延伸，其宽度D3等于晶圆100的半径减去研磨槽110的半径，D3一般大于D1并且D3大致上约为3mm左右。
本领域的技术人员都知道，晶圆被研磨的越薄晶圆自身就越容易发生曲翘(Warpage)和易碎。此实施方式中，较于图2C所示的方法，优势在于因为晶圆100的位于环形带114的下方的区域在研磨过程中被予以保留，所以即使晶圆100背面100Y的中心区域被研磨得再深，由于晶圆100受到位于环形带114的下方的区域的支撑和张力作用，图4A所示的被研磨减薄的晶圆100都不会发生曲翘。通常，晶圆100背面100Y的中心区域获得减薄后，该方法还包括在研磨槽110的底部向晶圆100中注入重掺杂离子的步骤，之后再在研磨槽110中沉积金属层600，以保障金属层600与晶圆100的位于研磨槽110下方的区域具有良好的欧姆接触。所沉积的金属层600的厚度大致上与研磨槽110的深度相同，即金属层600的顶面大致上与晶圆100的背面100Y基本位于同一平面，其中，金属层600的半径与研磨槽110的半径大小相同。同样，可以利用IR摄影机等穿透摄影设备从晶圆100的背面100Y探测晶圆100正面100X的切割线102，如图4B-3所示，虽然红外源无法穿透金属层600但却可以穿透环形带114下方的硅。在图4B-3中，IR摄影机(未示出)在环形带114区域内对切割线102进行探测，尽管无法探测到切割线102位于金属层600正下方的部分，但是由于金属层600的半径小于芯片制备区101的半径，IR摄影机能够探测切割线102在水平方向上从金属层600下方延伸至环形带114下方的延伸部分102″。同样，只要任意一条切割线102两端的延伸部分102′′被IR摄影机探测定位，就可以依据该任意一条切割线102两端的延伸部分102″在晶圆100的背面定位一条直线，而所定位的直线则刚好在垂直方向上与该任意一条切割线102相重合。所以如图4B-3至图4C所示，利用第一切割刀401沿着任意一条切割线102两端的延伸部分102″所构成的直线对晶圆100以及金属层600进行切割，以将多个芯片101′从晶圆100上分离下来。与前述技术相同，对准多条切割线102而形成在晶圆100中的多条纵横交叉的第一类切割槽112a将多个芯片101′相互分隔开，并且金属层600被切割成多个底部金属层600′，一个底部金属层600′相对应的位于一个芯片101′背面。在一种实施方式中，如图4C，支撑结构200为塑封材料，则支撑结构200一并被切割并形成位于芯片101′正面的顶部塑封层200′，而金属层600则被切割成位于芯片101′背面的底部金属层300′。在另一种实施方式中(图中未示意出)，如果支撑结构200为粘贴膜，则支撑结构200不必被切割断。
在一个实施例中，如图5A至图5C所示，先按照图4A至4B-3所示的方法将晶圆100和金属层600进行切割，形成位于晶圆100中并将金属层600分割开的多条纵横交叉的切割槽112b。该实施方式所采用的方法与图3A-1至图3C所示的方法并无较大的区别。同样，支撑结构200可以为粘贴膜也可以为塑封材料。此实施方式中，第一类切割槽112b除了形成在芯片制备区101中，第一类切割槽112b还包括形成在晶圆100位于环形带114下方的区域中的第一类切割槽的延伸部分112b-1。之后进行塑封工艺，以塑封料注塑覆盖在金属层600上形成塑封层700，注意塑封料不能覆盖在环形带114上，该塑封料同时还填充在第一类切割槽112b中，如图5B所示。同样，要求控制第一类切割槽112b的两端不能延伸至晶圆100的边缘100a处，即第一类切割槽延伸部分112b-1不能与晶圆100的边缘100a有所交界和接触。图5B所示的晶圆100与图3B-1所示的晶圆100′相比，如果前者的研磨槽110的底部到晶圆100的正面100X的距离等同于后者的背面100Z到晶圆100′的正面100X的距离，也即在二者的研磨厚度相同的条件下，图5B所示的第一类切割槽延伸部分112b-1与图3B-1所示的第一类切割槽延伸部分102b-1的深度是不一样的，这是因为晶圆100位于环形带114下方的区域并未被研磨掉。同样，任意一条第一类切割槽112b两端的延伸部分112b-1中所填充的塑封料均能构成的一条直线，而且该直线与该任意一条第一类切割槽112b在垂直方向上是重合的。利用第二切割刀402沿着任意一条第一类切割槽112b两端的延伸部分112b-1中所填充的塑封料所构成的直线对塑封层700以及填充在第一类切割槽112b中的塑封料进行切割，从而在第一类切割槽112b中形成与第一类切割槽112b重合的第二类切割槽115；并且在切割过程中，塑封层700被切割成覆盖在底部金属层600′上的底部塑封层700′，而为塑封材料的支撑结构200则被切割成位于芯片101′正面的顶部塑封层200′。如果支撑结构200为粘贴膜，则支撑结构200不必被切割。同样，第二切割刀402的刀片宽度如果小于第一切割刀401的刀片宽度，所形成第二类切割槽115的宽度应该是小于第一类切割槽102b的宽度的，第二切割刀402将第一类切割槽112b中的塑封料切割成包覆在芯片101′的侧面的侧壁塑封层700″。另一种情况是，第二切割刀402的刀片宽度刚好等于第一切割刀401的刀片宽度，此时芯片101′的侧面的无任何塑封层的包覆。
以上，通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，以及提出了现有的较佳实施例，但这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
Claims (22)
1.一种支持从晶圆背面实施切割的芯片封装方法，该晶圆的芯片制备区包含多个芯片且以位于晶圆正面的多条纵横交叉的切割线界定各芯片的边界，其特征在于，包括以下步骤：
于晶圆的正面覆盖一支撑结构；
于晶圆的背面对晶圆进行研磨，并在减薄后的晶圆的背面的中心区域沉积一层半径小于所述芯片制备区的半径的金属层，其中，减薄后的晶圆的背面位于金属层的边缘与晶圆的边缘之间的区域构成一环形带；
利用穿透摄影设备在所述环形带区域内对所述切割线进行探测，用于探测切割线在水平方向上从金属层下方延伸至环形带下方的延伸部分，同时利用第一切割刀沿着任意一条切割线两端的所述延伸部分所构成的直线对减薄后的晶圆以及金属层进行切割。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑结构为塑封材料，在对减薄后的晶圆以及金属层进行切割的过程中，同时还对所述支撑结构一并进行切割，并形成位于芯片正面的顶部塑封层。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑结构为粘贴膜。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，于晶圆的背面对晶圆进行研磨的过程中，是在晶圆背面所有的区域同时进行研磨以将晶圆均匀的减薄。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成金属层的过程中，所形成的金属层的边缘在垂直方向上的投影落在靠近芯片制备区的边缘的多个不完整的芯片上。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在对晶圆以及金属层进行切割过程中，形成多条纵横交叉的并将所述多个芯片分隔开的第一类切割槽，第一类切割槽的延伸部分形成在减薄的晶圆位于环形带下方的区域中，并且所述金属层被切割成位于芯片背面的底部金属层；以及
进一步进行塑封工艺，以塑封料覆盖在所述金属层上形成一塑封层，并且所述塑封料在塑封工艺中还填充在所述第一类切割槽中；
完成塑封工艺之后，利用第二切割刀沿着任意一条第一类切割槽两端的延伸部分中所填充的塑封料而构成的直线对所述塑封层以及填充在第一类切割槽中的塑封料进行切割，形成与所述第一类切割槽重合的第二类切割槽；并且
所述塑封层被切割成覆盖在底部金属层上的底部塑封层。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述支撑结构为塑封材料，并且还利用第二切割刀同时将所述支撑结构切割成位于芯片正面的顶部塑封层。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述支撑结构为粘贴膜。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二切割刀的刀片宽度小于所述第一切割刀的刀片宽度；以及
所形成第二类切割槽的宽度小于第一类切割槽的宽度，并用第二切割刀将第一类切割槽中的塑封料切割成包覆在所述芯片的侧面的侧壁塑封层。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二切割刀的刀片宽度等于所述第一切割刀的刀片宽度。
11.如权利要求6所述的方法，其特征在于，任意一条第一类切割槽的延伸部分均与晶圆的边缘没有交界。
12.一种支持从晶圆背面实施切割的芯片封装方法，该晶圆的芯片制备区包含多个芯片且以位于晶圆正面的多条纵横交叉的切割线界定各芯片的边界，其特征在于，包括以下步骤：
于晶圆的正面覆盖一支撑结构；
于晶圆的背面对晶圆进行研磨，以在晶圆背面的中心区域研磨出一个半径小于所述芯片制备区的半径的研磨槽，晶圆的背面位于研磨槽的侧壁与晶圆的边缘之间的区域构成环形带；
在所述研磨槽中沉积一层金属层；
利用穿透摄影设备在所述环形带区域内对所述切割线进行探测，用于探测切割线在水平方向上从金属层下方延伸至环形带下方的延伸部分，同时利用第一切割刀沿着任意一条切割线两端的所述延伸部分所构成的直线对所述晶圆以及金属层进行切割。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述支撑结构为塑封材料，在对晶圆以及金属层进行切割的过程中，同时还对所述支撑结构一并进行切割，并形成位于芯片正面的顶部塑封层。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述支撑结构为粘贴膜。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述研磨槽中所沉积的金属层的厚度与所述研磨槽的深度相同。
16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，形成研磨槽的过程中，所形成的研磨槽的侧壁在垂直方向上的投影落在靠近芯片制备区的边缘的多个不完整的芯片上。
17.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在对晶圆以及金属层进行切割过程中，形成多条纵横交叉的并将所述多个芯片分隔开的第一类切割槽，第一类切割槽的延伸部分形成在晶圆位于环形带下方的区域中，并且所述金属层被切割成位于芯片背面的底部金属层；以及
进一步进行塑封工艺，以塑封料覆盖在所述金属层上形成一塑封层，并且所述塑封料在塑封工艺中还填充在所述第一类切割槽中；
完成塑封工艺之后，利用第二切割刀沿着任意一条第一类切割槽两端的延伸部分中所填充的塑封料而构成的直线对所述塑封层以及填充在第一类切割槽中的塑封料进行切割，形成与所述第一类切割槽重合的第二类切割槽；并且
所述塑封层被切割成覆盖在底部金属层上的底部塑封层。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述支撑结构为塑封材料，并且还利用第二切割刀同时将所述支撑结构切割成位于芯片正面的顶部塑封层。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述支撑结构为粘贴膜。
20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第二切割刀的刀片宽度小于所述第一切割刀的刀片宽度；以及
所形成第二类切割槽的宽度小于第一类切割槽的宽度，并用第二切割刀将第一类切割槽中的塑封料切割成包覆在所述芯片的侧面的侧壁塑封层。
21.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第二切割刀的刀片宽度等于所述第一切割刀的刀片宽度。
22.如权利要求17所述的方法，其特征在于，任意一条第一类切割槽的延伸部分均与晶圆的边缘没有交界。
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