TW201246350A - Pre-grooving for wafer applied underfill film - Google Patents

Description

201246350 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於製造半導體晶粒之方法。 本申請案主張2011年3月28日申請之美國專利申請案第 61/468,289號之優先權，申請案之内容以引用方式併入本 文中。 【先前技術】 電氣及電子設備之小型化及痩身化導致對較薄半導體設 備及較薄半導體封裝之需求^ 一種生產較小且較有效半導 體封裝之方法係利用具有附著於封裝主動面之金屬凸塊陣 列之封裝。金屬凸塊經設置以與基板上結合襯墊匹配。當 金屬回焊為熔體，其與結合襯墊連接以形成電氣和機械連 接。此金屬凸塊封裝通常指「覆晶」，目為半導體凸塊被 翻轉以附著於其等基板。 半導體與基板之間存在熱失配，以使重複熱循環金屬互 連又壓彳月匕導致故障。為消&，將通常稱為底部填充物 之囊封材料置於環繞金屬凸塊之間隙（半導體與基板之間） 中。 半導體封裝製造之目前趨勢利於以盡可能多的步驟在晶 圓水平上完成’允許同時處理多個積體電路，而非晶粒切 割後單獨處理。在將晶圓切割成個別半導體晶粒前將底部 填充囊封劑施加至金屬凸塊陣列及晶圓電路係、在晶圓水平 上進行的一種操作。在隨後加工步驟中，底部填充囊封劑 之目的係保護並支樓金屬凸塊。然後’使晶圓接觸稱為切 163014.doc 201246350 割膠帶之支料帶，其在隨後切割操作期間支㈣晶圓。 在一現行方法中，切割係藉由機械切割刀片完成。然 而’切割刀片會損傷晶圓上主動電路，需降低切割速度以 最大限度減少機械應力。由&，降低製造量。晶圓在研磨 步驟中薄化時因處理受到薄化晶圓脆性而變得更加困難而 受到進一步波及。 在另一方法中，利用隱形切割以僅切割矽晶圓而不切割 主動電路。隱形切割係一種使雷射束照射至半導體晶圓内 部之所選區域，從而削弱彼等區域内矽鍵結，進而更易於 將彼等區域内矽晶圓分開之切割方法。在此情況下，底部 填充膜需足夠脆弱以使其膨脹時破裂且因膨脹，與晶圓分 離進入個別半導體晶粒中。此處問題係脆性足以膨脹的底 部填充帶極難處理且限制對提供良好囊封劑特性之底部填 充化學材料之選擇。 因此，需一種將主動電路覆有預先施用的底部填充材料 之石夕晶圓切割成個別半導體晶粒之方法，該方法未損及晶 圓面上主動電路且無需脆底部填充膜。 【發明内容】 本發明係關於一種將矽晶圓製成個別半導體晶粒之方 法’其中使矽晶圓之主動電路上預施用底部填充物該方 法包括以下步驟：（a)提供一面具有主動電路之矽晶圓； (b)於隨後將切割成個別半導體晶粒之晶圓面之彼等處在主 動電路之間開溝槽；（c)將底部填充囊封劑施加於矽晶圓上 之主動電路及溝槽；及（d)切入並穿過底部填充囊封劑，主 163014.doc 201246350 動電路中溝槽及石夕晶圓，以將晶圓分成個别半導體晶粒。 較佳地，溝槽係藉由雷射切割製得。由於溝槽比穿過石夕晶 圓之切口小得多，故使用雷射切割比雷射完全切割廉價 些。在施用晶圓水平之底部填充囊封劑後，可利用機械刀 片進行切割操作，因為藉由預開溝槽操作，最大限度減小 對主動電路之應力。預開溝槽亦允許使用較高切割速度。 【實施方式】 晶圓係由半導體材料，—般言之碎、神化鎵、鍺 '或類 似化合物半導體材料製得。晶圓頂部之主動電路及金屬凸 塊係根據工業文獻中完整記錄之半導體及金屬製造方法製 得。 在切割操作期間’-般使用切割膠帶來支撐晶圓。切割 膠帶可購自許多來源且可呈在載體上之熱敏、難、或 υν敏感性黏結劑形式。載體一般係聚稀煙或聚酿亞胺之 可撓性基板。當分別施加熱量、拉應力、或UV時，黏結 性降低通㊉，釋放襯墊覆蓋黏結層並可在使用切割膠帶 前輕易移除。

在若干製造方法中，使矽晶圓背面變薄以符合較小半導 體封裝需求。此舉不可避免地使得脆弱石夕晶圓變得更加脆 弱在亥等方去中，在晶圓薄化過程期間，使用背部研磨 膠帶來保5蒦並支撐金屬凸塊及晶圓頂表面。背部研磨膠帶 可購自。午夕來源且呈一種由在載體上之熱敏、壓敏、或 UV敏感性點結劑所組成之形式。載體一般係聚烯烴或聚 酿亞胺之可撓性基板。當分別施加熱量、拉應力、或UV I63014.doc 201246350

磨或薄化製程之矽晶圓上實施。 之本發明亦可在經歷背部研

之厚度’以使得金屬凸塊在層壓後可完全被覆蓋或僅部份 被覆蓋。在任一情況下，施用底部填充材料，以使其完全 底部填充囊封劑一般係以膏或膜形式施加。通常 。在一實施例中，將底 填充半導體與所欲基板之間的空間 邙真充材料提供於載體上並使用釋放襯墊進行保護。因 此，底部填充材料將以三層體形式提供，其中順序為：第 一層為諸如可撓性聚烯烴或聚醯亞胺膠帶之載體，第二層 為底部填充材料，及第三層為釋放襯墊。使用前方才將釋 放襯墊移除，且底部填充材料一般係在仍附著於載體時施 用。於將底部填充材料施向晶圓後，將載體移除。 本發明將參照圖示進一步描述。圖1及2顯示切割矽晶圓 π之先前技術方法’該矽晶圓在一表面上具有主動電路12 及金屬凸塊13陣列。主動電路及金屬凸塊係經底部填充囊 封劑14覆蓋。在兩種方法中，將矽晶圓安裝於切割膠帶15 上’以在切割操作期間支撐晶圓並在切割後使晶粒保持原 位。 163014.doc 201246350 在圖1描述之先前技術方法中，將具有主動電路丨2及金 屬凸塊13陣列之矽晶圓11安裝於切割膠帶15上。將底部填 充膜14層壓於主動電路12及金屬凸塊π上，然後利用機械 切割刀片16將矽晶圓11切割為個別半導體晶粒β在圖1 中’元件17代表切割後在個別半導體之間的空間。與此方 法相關的兩個問題為主動電路可因切割刀片的機械應力受 到損壞，及爲對此彌補，需限制切割速度。兩個問題皆會 降低製造產量且增加成本。 在圖2描述之先前技術方法中，將具有主動電路12及金 屬凸塊13陣列之矽晶圓丨丨安裝於切割膠帶15上。使底部填 充膜14層壓主動電路12及金屬凸塊13。然後使矽晶圓僅在 矽内部需切割的預確定區域19處進行雷射束輻射丨8。將此 種雷射輻射稱為隱形切割，因為其外部不可見。雷射輻射 弱化彼等區域19之矽鍵結，並易將彼等區域内矽晶圓切 割。在此方法中，在隱形切割後，個別半導體晶粒係藉由

。極難處理就膨脹而言過脆之底部填充膜且 限制在適於調配底部填充膜之化學材料範圍

塊〗3陣列之矽晶圓u安裝於切割膠帶 15上。 163014.doc 201246350 僅在隨後進行切割的彼等财定區域内使用雷射輻射或機 械刀片以在主動電路12上切入溝槽21。然後使底部填充膜 14層屋主動電路12、金屬凸塊13、及溝槽21。穿過主動電 路之溝槽21切割底部填充材料M、主動電路12及矽晶圓η 之組件，卩而限制或消除對主動電路之損害。雖然不排除 雷射切割，但可藉由不大昂貴的刀片機械構㈣完成切 割。 【圖式簡單說明】 一圖1描繪一種利用切割刀片16切割矽半導體晶圓u之現 仃方法。矽晶圓具有在一側上之主動電路12、金屬凸塊13 陣列、及預施用之底部填充囊封劑14。圖2描繪一種利用 雷射以弱化矽晶圓中之矽矽鍵結來切割矽半導體晶圓“之 現仃方法。石夕晶圓具有在一側上之主動電路12、金屬凸塊 13陣列、及預施用之底部填充囊封劑“。圖3描繪用於切 割石夕半導體晶am之本發明方法4晶圓具有主動電路12 及金屬凸塊13陣列。在所示實施例中，本方法包括對主動 電路進行預開溝槽，然後施用底部填充囊封劑14，然後利 用切割刀片16進行切割。 【主要元件符號說明】 11 矽半導體晶圓 12 主動電路 13 金屬凸塊 14 底部填充囊封劑 15 切割膠帶 16 切割刀片 163014.doc 201246350 17 元件 18 雷射束輻射 19 預確定區域 20 元件 21 溝槽 163014.doc

Claims (1)

1. 201246350 七、申請專利範圍： 1. 一種將矽晶圓製成個別半導體晶粒之方法，談 括： 法包 0)提供一面上具有主動電路之矽晶圓； (b) 於隨後將切割成個別半導體晶粒之晶圓面上之彼等 位置處在主動電路之間開溝槽； (c) 將底部填充囊封劑施用於矽晶圓面上之主動電路及 溝槽上；及 (d) 切入並貫穿底部填充囊封劑、主動電路中之溝槽及 石夕晶圓’以將晶圓分爲個別半導體晶粒。 163014.doc