TW201011830A - Self-adhesive semiconductor wafer - Google Patents

Description

201011830 几、贫明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於-種半導體晶圓，更詳而 於-種具有自黏性之半導體晶圓。 糸關 【先前技術】 通韦半導體製程由半導體晶片製作開始，例如疊層、 :=化、摻雜以及熱處理。—旦製作完成半導體晶片’半 ¥體晶片需要額外之製程例如賴、封裝以及晶片組裝。 〇 1後’於晶片的封裝製程階段’不論導線架技術或球拇陣 列技術皆須藉由黏著劑將晶片黏合於封裝基板 銲線電性連接封裝基板。 再乂 以開窗型球柵陣列封裝製程為例，不論是先於晶片表 封裝基板表面塗佈黏著劑後，再將晶片與基板黏合， 白需要一於黏著層形成開口以外露晶片之電性連接墊之 加工程序。此夕卜，由於晶片與封裝基板係藉由黏著劑固定 被此’然而黏著劑與晶片表面的覆蓋層以及基板所形成的 β兩^界面’往往因為的材質不同，使得層與層的分離發生 在ΒΒ片與黏著層之間或黏著層與基板之間，而造成製程良 率不佳。 ^因此’業界亟需一種簡化晶圓黏合基板之程序之半導 肢Β日圓或晶片，以及改善層與層分離的問題之技術。 【發明内容】 鑒於上述習知技術之缺點，本發明之一目的在於提供 種具有自黏性之半導體晶圓，俾簡化製程和降低製造成 5 110977 201011830 ) ♦ 本發明之另 的係在於提供一種具有曰鄉性之丰 導體晶圓，並藉由晶圓所含之保護層保護晶 和電性連接墊。 綠路 為達上述目的及其他相關目的，本發明提供一種 自純保護層之半導體晶圓，包括具有第—表面和相對之 第二表面的本體;複數個形成於該第二表面上之電性連拯 塾；以及形成於該本體第二表面及該複數個電性連接墊上 ❹ 之保護層；其中，該保護層之材料包括感紐黏著劑、孰 固化黏，乂及介電材料’且用以藉由該保護層使該經裁 切後之晶圓與封裝載板結合。 本發明復提供一種且有自忽从位盆a 但八，目黏性保護層之半導體晶 圓’包括具有第一表面和相對之箆_ ★ 仰耵又弟一表面的本體；形成於 該第一表面和該第二表面t▲ 、 複數個電性連接墊；以及形 成於該第一表面和該第二表面芬 ^ 衣甶及该複數個電性連接墊上 之保5蒦層，其中’該保護層之叔钮4 4 ，<材枓包括感光性黏著劑、埶 ©固化黏著劑以及介電材料，且用 … 竹且用以藉由該保護層使該經裁 切後之晶圓與封裝載板結合。 如上所述，本發明之半導體晶圓可藉由具有絕緣和黏 著性質的保護層阻絕晶圓表面電路與空氣水塵，並可利用 保護層的自黏性使晶圓與後續製程之電路基板結合，無須 在晶圓之預定結合表面塗覆黏著劑，大幅簡化例如封裝製 程期間與電路基板結合的H同時降低製造成本。 【實施方式】 110977 6 201011830 以下係藉由特定的且艚宭彻斗 . J八肢κ例5兒明本發明之實施方 式’熟悉此技藝之人士可由本說明蚩 _ 田+ ”兄阳I所揭不之内 瞭解本發明之其他優點與功效。 二 、…為達本發明之目的，本發明提供_種製造具自黏性之 半導體晶圓的方法’包括提供一表 + ^仍促l 衣面凡成線路佈局並形成 有複數個電性連接塾之本體，於該本體表面形成保護層， ‘ §亥保護層包括感光性黏著劑、熱固性黏著劑以及介電材 ❹ ^於本態樣之方法中，本發明之保護層包括感光性黏著 w ^此’可於視需要地’對該保護層進行曝光顯影製程 乂外路出忒包性連接墊，並經由銲線電性連接至封裝基 板。 、土 本發:月復提供一種製造具自黏性之半導體晶圓的方 ''匕括提供一表面完成線路佈局之本體，於該本體表面 形成保護層，該保護層包括感光性黏著劑、熱固性黏著劑 以及介電材料，接著，以所屬技術領域之習知方法對該保 =層進仃曝光顯影製程以形成複數個外露部分線路之開 D後’於該開口形成複數個電性連接墊’以及視需要地 於该保護層及電性連接墊上形成如本發明之保護層。 “本發明之保護層包括感光性黏著劑，因此，於完成曝 光顯影後，該保護層對該晶圓的黏著強度亦更加提升。此 卜本發明係先曝光該保護層至感光性黏著劑可曝光顯影 、勺知度並接著完成曝光顯影後，視需要地，再對該保護層 于、光使5亥感光性黏著劑全硬化（c-stage);或者，由 ;本發明之保護層復包括熱固性黏著劑，故可視需要地於 7 110977 201011830, 任何階段對該保護層進行熱處理，使該熱固性黏著劑轉為 半硬化階段（b-stage)黏著劑或使該整個保護層轉為半硬 化階段（b-stage)，從而更加提升保護層之黏^強度。當 然，亦可對該保護層皆進行照光和熱處理以使該整兹 層轉為半硬化階段（b-stage)。再者，本發明之保護層包= 介電材料’該介電材料係選自與晶圓本身或與封裝基板二 -為相容的材料，是以，可一定程度地提升保護層與晶圓或 封裝基板的結合強度。 ❹本文中之「半硬化階段」或rb_stage」係指材料或黏 著劑的反應轉化率未達80至1〇〇%。較佳地，反應轉化率 為35至80%。反應轉化率係指，例如，化合物中％至 80 /〇之可父聯的g此基產生交聯反應，使得材料或點著劑 產^黏性。「保護層轉為半硬化階段」係指保護層所含的 可父聯的官能基的35至8〇%產生交聯反應^本文中之「全 硬化」或（c-stage)」係指材料或黏著劑的反應轉化率達 到80至1〇〇%，較佳地，反應轉化率達到％至。 籲 帛ΙΑ®係顯*本發明具有自黏性保護層之半導體曰 圓之剖面示意圖。該半導體晶圓10包括具有第-表面；; 和相對之第二表面13的本體15;形成於該第二表面13 上之祓數個電性連接墊17 ;以及形成於該第二表面I]及 該複數個電性連接塾17上之保護層19;其中，該保護層 =之材料包括感光性點著劑、熱固化黏著劑以及介電材 於另-具體實例’本發明又提供一種具有自點性保護 110977 8 201011830, 層之半導·體晶圓。如第2圖所示之半導體晶圓之剖面示意 圖，該半導體晶圓20包括具有第一表面2n和相對之第 —表面213的本體215;形成於該第一表面2h和該第二 表面上213之複數個電性連接墊217;以及形成於該第一 表面211和該第二表面213及該複數個電性連接墊^7 上=保護層其中，該保護層219之材料包括感光性 黏著劑、熱固化黏著劑以及介電材料。於本具體實例中， ❹ 可藉由如前述之方法製作具有自黏性保護層之半導體晶 圓。 於本發明中，該電性連接墊之材料的實例包括，但不 限於紹或銅，亦可使用其他適合的導電金屬材料。又 發明之保護層之材料包括，但不限於感光性黏著劑、 化黏著劑以及介電材料。其中，感光性黏著劑可為適： 於微影製程之光阻材料，例如，可吸收紫外光 稀酸醋系之光阻劑或其他光固性之光阻材料。熱固化= 劑之材料實例則包括環氧樹脂或其他可埶交聨且盥咸 ©性黏著劑相容的材料。本發明之介 ”感先 胺、二氧化石夕、氮石夕化物或其:；。電材科係選自聚亞酿 本發明之半導體晶圓係為—例如外⑴叫 砷化鎵（AsGa)晶圓等，該晶圓之本 ^ 該本體之第-表面係為非作用表面=成線路佈局且 J什丨F川衣甶，而該第二 設有多數電子元件及電路（未圖示）之作用表面·，、 本發明之另一態樣中，為多晶片堆叠應用上，^者二 和該第二表面皆為完成線路佈局而具有電子：二： 110977 9 201011830, 之作用▲面。 第2圖係顯示本發明之一具體實例，本發明之半導體 晶圓20復包括形成於該第一表面211上之複數個電性= .接塾217及形成於該第一表面211及該複數個電性連接塾 217上之保護層219。 ❹ 為使晶圓與如電路基板或晶圓等其他電子元件電性 連接，可於半導體晶圓之本體上的保護層以各種不同=法 形成開口以外露電性連接墊。於本發明之一具體實例中， 本發明之保護層之材料包括，但不限於感光性黏著劑、孰 =黏著劑以及介電柯料。其中，感光性黏著劑可為適： ㈣之光阻材料’例如，可吸收紫外光波長之聚 烯酉夂S曰系之光阻劑或其他光固性之光阻材料。是以 =微影製程得到所欲形成的開口。具體而言，以包含且 使用才料之感光性黏著劑的保護層為例，通常，係 顯影等區域’接著依序進行曝光和 •感光性卩！所欲的開ϋ °本發明之保護層含有 i著力=卜疋以，經過微影製程後亦可提升保護層的 黏者力以固接於該晶圓之表面。另一方面 ^ 法亦不限於微影方、去，言 y幵口的方 得到開口。 亦可使用雷射技術或電漿钱刻方式 開口 ：:：開:：半導體晶圓的具體實例’並未特定限制 即接:m電性連接塾之高度時，則該開口的高度 另一方面’為了保護該電性連接塾或為使該 110977 10 201011830, 電性連誕墊固接於該晶 包括複數個開π係僅外露導體晶S之保護層所 •八。 係僅外路各該電性連接墊的至少一部 刀 如弟3 A圖所示，該俾士堇思），a 士 .電性連接墊317的至，,、一部層9具有複數個外露各該 、 夕 邛分表面之開口 312。第3B圖 則顯示該半導體晶圓3 。 弟表面311和第二表面313 ”蠖s 319皆具有複數個外露各該電性連接墊3口 的部分表面之開口 312。 ^舉例而言，若該半導體晶圓係用於後續之開窗型半導 ❹肢封裝製程，例如開窗型球栅陣列（Wind〇wType

Grid Array，WBGA)半導體封裝，則如第％、犯或圖 所不，該半導體晶圓之保護層319彳包括至少一個開口 312以外露各該電性連接塾317的全部表面，從而使複數 個銲線連接於該電性連接墊並通過電路基板預設之穿孔 電性連接至電路基板之銲墊。同樣地，第3A和第3B圖 或其他本發明所示之半導體晶圓亦適用於開窗型球栅陣 列半導體封裝。此外，進一步地以第3F圖說明本發明之 ©目的，但不意欲限制本發明之範疇，以第3£圖所示例之 本發明之半導體晶圓的保護層為例，係藉由該保護層319 使s亥經裁切後之晶圓與封裝載板3】8結合。再者，除用於 開窗型球栅陣列封裝方面外，當本發明之晶圓用於多晶片 堆疊時，該保護層亦可用於黏合另一裁切後之晶圓（晶 片）。 0Β 於本發明之另一態樣，如第4圖所示之半導體晶圓 40 ’利用習知的方法於該保護層形成開口 412，該保護層 11 110977 201011830, 419之開口 412係外露各該電性連接墊417的表面及侧 面。 ❹ ^此外，本發明之半導體晶圓可視需要復包括設於該保 .護層上之離型層，設有該離型層之半導體晶圓將更便於於 匕裝運送及維持戎保護層的黏著強度，且只要移除該離型 層，即可進行下-階段製程。又，由於本發明之保護層復 包括感光性黏著劑和熱固性黏著劑，故可視需要地於任何 階段對該保護層進行熱處理或曝光，使該熱固性黏著劑或 感光性黏著劑轉為半硬化階段㈣喂)黏㈣，或甚至使 该整個保護層轉為半硬化階段（b_stage)。惟該半硬化化的 程度則依材料本身而定或可視需要作調整。此外，亦可於 感光性點著劑曝光之前、期間或之後處理該保護層，使該 保護層或4保層中的熱固化黏著劑或感光性黏著劑轉 為半硬化卩自ί又（b-stage)之黏著劑。當然，視需要地，亦可 +該保-蒦層進仃照光，使該感光性黏著劑全硬化 (c stage)。藉此，除了提升保護層的黏 ❹持該保護層之開口的結構。 更加維 參考第5A和5B圖之本發明之又一半導體晶圓5〇， 數所週知的方法於各該電性連接墊517上形成複 數個導電凸塊5U以保護該電性連接墊或提供更大 按面積疋以’如第5B圖所示，該複數個導電凸塊 中 14 :::覆该電性連接墊517之側面。於該具體實例 中，§亥導電凸塊之材料係選自紹、銅、鈦、錫、錯、金、 紅、鋅、H鎂、銦、錄、碲或其所組成群組之一者。 110977 12 201011830. μ本么明之半導體晶圓藉由包含感光性黏著劑、熱固化 點=劑以及介電材料之保護層，除可保護晶圓表面的電路 2性連接#外’亦可方便地進行微影製料露出預定進 Γ電性連接的位置，以供後續的黏著和電性連接等製程。

If在晶圓之預定結合表面塗覆黏著劑，大幅簡化例如封 裝製程期間與電路基板結合的1序，並同時降低製造成 本0 上述實施例僅例示性說明本發明之原理及其功效，而 ::用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違 =本發明之精神及範訂’對上述實施例進行修飾與改 此’舉凡所龍術領域中具有通常知識者在未脫離 本發月所揭示之精神與技術思想下所完成之—切等效修 飾或改變’仍應由後述之申請專利範圍所涵蓋。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明具有自黏性保護 圓之剖面示意圖； 千等體日日 ❹ 第2圖係顯示本發明另一具有自黏性保護層之 體晶圓之剖面示意圖； 第3A至3E圖係顯示本發明具有開口及自黏性 層之半導體晶圓之剖面示意圖； ”濩 第3F圖係顯示本發明具有自黏性 圓結合於封裝載板之剖㈣意圖； 胃之+導體阳 之半二圖係顯示本發明另一具有開口及自黏性保護層 之半導肢晶圓之剖面示意圖；以及 110977 13 201011830, 笫5 A及5B圖係顯示本發明具有導電凸塊及自黏性 保護層之半導體晶圓之剖面示意圖。 【主要元件符號說明】 丨 10 ' 20 、 30 ' 40 、 50 晶圓 11 '211 ' 311 第一表面 312 ' 412 開口 318 封裝載板 13 、 213 、 313 第二表面 15 、 215 、 315 ❹ 本體 17 、 217 、 317 、 417 、 517 電性連接墊 19 、 219 、 319 、 419 保護層 514 導電凸塊 ❿ 14 110977

Claims (1)

1. 201011830. 十、肀_專利範圍： 1. 一種具有自黏性保護層之半導體晶圓，包括： 本體’具有第一表面和相對之第二表面； •複數個形成於該第二表面上之電性連接墊；以及 形成於該本體之第二表面及該複數個電性連接 墊上之保護層； 其中’該保護層之材料包括感光性黏著劑、熱固 化黏著劑以及介電材料，且用以藉由該保護層使該經 ❹ 裁切後之晶圓與封裝載板結合。 2. 如申請專利範圍第1項之半導體晶圓，其中，該第一 表面為非作用表面且該第二表面為完成線路佈局之 作用表面。 3.如申請專利範圍第〗項之半導體晶圓其中，該第一 表面和該第二表面皆為完成線路佈局之作用表面。 4·=料利範圍第3項之半導體晶圓，復包括形成於 必=表面上之複數個電性連接墊及形成於該第-擊纟面及該複數個電性連接墊上之保護層。 5.如申請專利範圍第！或4項之半導體^圓，直中，今 :護層復包括複數個開口以外露各該電性連接墊： 至少一部分。 π i〜 6· 如申請專利範圍第1 保護層復包括至少一 的全部表面。 或4項之半導體晶圓，其中，該 個開口以外露各該電性連接墊 7. 如申請專利範圍第 6項之半導體晶圓，其中 該保護 110977 15 201011830. 廣之口外露各該電性連接塾的表面及側面。 、申咕專利圍第丨項之半導體晶圓，其中，該晶圓 為矽晶圓或砷化鎵晶圓。 士申w月專利範圍第1或4項之半導體晶圓，其中，該 電性連接墊之材料係選自鋁或銅。 10.如申請專利範圍第！項之半導體晶圓，其中，該介電 材料係選自聚亞醯胺、二氡化矽、氮矽化物或其組合。 申請專利範圍第5項之半導體晶圓，復包括複數個 © 導電凸塊形成於該電性連接墊上。 12. ^申請專利範圍第7項之半導體晶圓，復包括複數個 電凸塊形成於該電性連接塾上並包覆該電性連 墊之側面。 3. t申4專利範圍第5項之半導體晶圓，其中，該保護 層之感紐黏著劑為經硬化的的感級黏著劑。 •15月專利範圍第1或4項之半導體晶圓’復包括離 型層設於該保護層上。 ❿1中4專利難第11項之半導體晶圓，其中該導電 塊之材料係選自鋁、銅、鈦、錫、鉛、金、鉍、鋅、 錦結鎂、銦、錄、碌或其所組成群組之一者。 110977 16