TW569358B - Process for producing a semiconductor chip - Google Patents

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TW569358B
TW569358B TW091133125A TW91133125A TW569358B TW 569358 B TW569358 B TW 569358B TW 091133125 A TW091133125 A TW 091133125A TW 91133125 A TW91133125 A TW 91133125A TW 569358 B TW569358 B TW 569358B
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Roland Irsigler
Barbara Vasquez
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Description

569358 ⑴ 玖、發明說明 (=說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） 發明與製造具有在一晶片側邊突出之接觸元件之半導 體晶片的方法相關。 晶圓層級封裝係為製造晶片尺寸封裝之特職本效益之 ^法’即是說晶片之尺寸之組件。這些組件係藉由覆晶技 付之方法’以活動面在底部被焊接或依附地黏合至電路板 ^模組板，而並沒有進一步地被覆蓋（在板上晶片Η皮稱 為”凸塊"之使用之接觸元件，在該情況下係為堅硬的凸塊 (錫錯或金凸塊）或柔軟、具彈性的聚合物凸塊（軟凸塊） 其被父錯連線至晶片之連接塾而連接。 在晶圓層級封裝之背景内，已經知道在晶片被切割該晶 回而分開之前’塗覆個別晶片形成之晶圓之背面，以此方 式為了保護該在分開晶片已經被安裝至電路板或模組板之 後被暴露之背面。此在當駐留在電路板或模組板時處理晶 片之背景内且甚至在該駐留之電路板或該模組板本身係為 特別地有用。然而，時常傷害發生至裸晶片在該提供具有 接觸元件之晶片侧邊之區域中，該傷害係為不好的且可能 導致晶片失敗。 本發明以指定消除前述缺點之可能方式的問題為基礎。 為了解決該問題’在開始時提及之形式之方法中，本發 明提供具有接觸元件之晶片側邊，其以形成保護層之覆蓋 複合物塗覆’其中該突出接觸元件從該保護層突出。 根據本發明目的塗覆具有接觸元件之晶片側邊的方法， 即是施加一保護該塗覆之半導體材料不受傷害之保護層至 -6- 569358
該晶片側邊。同時，必須小心選擇保護層之厚度使得已經 形成之接觸元件仍然突出足夠遠離層表面以為了其隨後可 能製造在該晶片和電路板或模組板之間之可靠接觸。 然而’此之另一選擇，係為其也可能完全地嵌入接觸元 件在該保護層中且之後藉由適當方法（蝕刻、雷射）暴露接 觸元件之接觸點。 在晶圓層級封裝之背景内產生該塗覆係為特別地有利， 即疋說複數個晶片同時以複合物塗覆。在該關聯中，可以 兩種不同方式貫施晶圓層級封裝。首先，使用可由在其上 形成之晶片之晶圓而製造，其中該晶片並沒有被分開且其 之接觸7G件已經產生使得該封裝為”真的，，晶圓層級封裝。 或者，如下面進一步描述，對於複數個分開之晶片被適當 地排列，所以因為其排列形成類晶圓，而被共同地塗覆也 是有可能的。 在該情況下，假如該分開之晶片或晶圓係為起始地在依 附载體上，特別i也’為一膜上排列，在前述之後實施塗覆 ，係為有利的。所以該等個別晶片被該載體固定在其位置 中’在此存在可能性，首先直接排列該晶片在其他晶片之 旁或以任何所需距離將該晶片互相間隔開。當使用個別晶 二片時，假如僅使用該等已測試晶片，且發現在先前功能測 ^中可用的’使得以此方已知良好晶片晶圓被組裝且 包括有用之晶片，使得其可隨後地假設根據本發明方法 所生產之半導體晶片也實際上正常運作，係為特別地有利 功此不運作之晶片因此先前已經被分開。 569358
亚且’其為特別地有用，假如在分開晶片之情況下，除 了该負載接觸元件之晶片側邊之外，該接合側邊邊緣也以 複合物塗覆。所以，在該情況下晶片也在該複合物側邊地 形成且該側邊邊緣也以保護層覆蓋。在該情況下，特別地 ’在晶片側邊之邊緣部份中突出朝向相鄰側邊邊緣之風險 被排除。 為了進一步改進半導體晶片之保護，在分開晶片之情況 下，根據本發明可以提供，在晶片之背側邊，至少在一些 區域，主在在邊緣區域，也額外地以複合物塗覆。所以， 假如負載接觸疋件之晶片側邊、側邊邊緣兩者和晶片背側 邊之至；一些區域被塗覆時，之後該晶片以最大可能範圍 被肷入而提供完全之邊緣保護。 根據第-發明之另一方法，提供分開晶片或附在晶圓之 曰曰片被排列在模型中，該模型之上層模型施加壓力於該等 晶片至下層模型，輕微地壓縮具彈性之接觸元件，在該步 驟之後，ρ通後保護層之複合物被引進該模型且被消除。本 發明之組成設定係以具彈性接觸元件為基礎，即是說，例 如具彈性聚合物凸塊，其在分開晶片上形成而依附地黏合 至載體膜二例如或是在尚未切開之晶圓上。該等分開晶片_ 其不疋在實際上分開之排列或是以具有載體膜之，，已知良 =晶圓”之形式.或是晶圓被插人至模型中，該—半模型施 壓於4專aa片或疋晶圓至另_半模型。此導致具彈性之接 觸元件稍微被壓縮，變形僅有少許微米，例如約5〇微米。 此表示在晶片側邊和對面半模型之間的距離被具彈性接觸 569358 \ J W^SSKSsasBsmm^m 元件之壓縮而稍微減少。之後該複合物引進該模型，主要 為注入’使得其在晶片側邊和該一半模型之間之區域中分 散。在消除複合物之後，該模型被打開且被壓縮之具彈性 接觸元件被釋放。該元件擴張且回復其原始較大形^，其 中該元件之後從被消除之保護層突出。 〃 該方法之另一方法係為，在晶圓插入該模型之前，保蠖 層之複合物可早被引進至該模型中（例如，以粉、糊狀' 小塊，…）。在該情況下，在具彈性接觸元件之晶圓被壓縮 之前’該複合物被銘:化。 雖然描述之本發明之另一方法係使用僅有具彈性接觸元 件之晶片，但是在下描述之發明之另外方法可在具彈性接 觸元件之晶片和具堅硬接觸元件之晶片兩者中使用。根據 本發明之具體實施例，提供分開晶片或附在晶圓之晶片被 排列在模型中，該模型之一半具有突出接觸元件以晶片側 邊稍微與一半模型間隔開之方式與其前面區域接合之凹地 ，在該步驟之後，在模型密合之後，引進複合物且被消除 。排列該凹地以與在晶片上接觸元件之位置對應，使得其 確保一接觸元件實際上也接合在一凹地中。藉由該接合之 方法，該晶片相對於一半模型之表面稍微被降低，使得在 複合物之注入和消除之後，該接觸元件從被消除之保護層 突出’而其前面區域容納在方法中之凹地中。 為了將引進至該模型之分開晶片之側邊邊緣也同時塗覆 ，假如該等分開晶片在載體上，特別地為膜，互相地分開 排列係為有利的。如在開始已經描述，在載體上以任何所 569358
(5) 需的距離排列該晶片以形成"類晶圓"係可能的。假如間隔 開之晶片之排列之後被引進至該模型中，注入之複合物不 · 僅可被散佈在sa片側邊和模型表面之間之區域且也在個別 晶片之間之區域中。以該方式，該等晶片也可在其側邊邊 . 緣之區域中之複合物中嵌入，使得一保護層可被形成。 ， 最後，也為了允許該晶片之背側邊以複合物至少部分地 塗覆，假如使用結構化之上層模型係為有利的，因為該模 型作用在晶片背側邊僅在點上，主要在其中心，使得該剩 · 下之空晶片背側邊也以複合物塗覆。所以與晶片背面側邊 相關之一半模型以該注入複合物可覆蓋晶片背面側邊至少 在邊緣之方法結構化，使得也可在該地方產生保護層。 在每個情況下，已經被分開但是互相間隔開排列之該等 晶片，可以說，係藉由複合物所形成之保持框架中之複合 · 物所内嵌。假如之後以此方式注入模型之晶片排列或僅在 晶片側邊塗覆之具有接觸元件之晶圓從該模型移除時，之 後該等晶片，假如需要的話，在載體移除之後，被分開。 此藉由分開形成保持框架之消除複合物或藉由適當方法， 馨 例如切割或雷射切割或喷水切割或該等方法之混和，分開 晶圓而完成。 除了使用模型和注入或預先供給複合物之上述方法，在 印刷方法中，另外複合物也可施加至晶片側邊，假如適當 的話’在側邊邊緣和晶片背側邊之至少一部分。或者，在 分配方法中施加複合物也是可能的。 亚且，假如在被複合物塗覆之前或之後，該晶片背侧邊 · -10- (6) (6)569358 假如適當的話，其仍暴露之地方，以進一步之複合物塗 覆係為有利的。該額外背面保護層可在根據如上所選擇 之方去塗覆之前提供。假如之後實施的話，之後，取決於 使用’根據本發明之另外方法，該晶片背面也可完全地空 或疋至j/部分地主要在邊緣以第一複合物塗覆。此時， =後全地以第二複合物覆蓋背側邊或是同樣地覆蓋仍然 二白之$側邊區域係為可能的。在該情況下，晶片背側邊 之塗覆可在印刷方法、分配方法、賤擊方法或是在注 型中實施。 ^ 除了 5亥方法之外，本發明尚與半導體晶片相關，該晶片 特別地根據描述之方法產生，其具有在一晶片侧邊上突出 之堅硬或具彈性接觸元件。該半導體晶片由下列事實區別 •具有接觸兀件之晶片側邊以形成保護層之覆蓋複合物塗 覆，該突出接觸元件從該層突出。除了晶片側邊本身之外 ^有接觸元件之連接該晶片側邊之側邊邊緣也可以複合 物塗覆。此外，該晶片背面側邊也可以複合物覆蓋，至少 在些區域中，主要在邊緣區域，以形成保護層。為了完 整之封裝，該晶片背側^，假如適當的話，其仍要暴露之 範圍，也可以進一步之滿人你+ ^ ” /之稷a物塗覆。禝合物本身，以 如適田的活’ 5亥進_步複合物係為以聚合物主 性複合物。 开等冤 使用以塗覆具接觸；从+ # s u 觸凡件之该θ曰片側邊之複合物應為較佳 地不良地依附至接觸开I r且踩# 丧觸凡件（具弹性凸塊，例如矽）且
樣地不良地依附至接鰥斤杜夕紅化人U 主接觸兀件之任何金屬塗覆（ -11- (7) 569358
吏，從個別接觸元件引導至晶片之接觸墊之交錯線導體執 之彈性不會被實質地傷害。 口圖1顯示前端晶圓丨，在顯示之範例中，3個晶片2在該晶 圓上形成作為範例。該晶圓尚未被分開。例如在印刷方 中’在該前端晶圓1上，在主動晶片側邊，產生軟、具彈性 之接觸元件3，且具有一交錯線層4 ,經由該交錯線層其被
連接至在晶片上之接觸塾。該軟具彈性接觸元件通常由 組成且係為導電或非導電的。 在接觸7L件產生之後，該晶圓可接受晶圓層級測試，以 測試個別晶片關於可㈣。在情況中，有錯之晶片可抑 測0 、 在圖2中，該晶片例如藉由切割從前端晶圓分開。 之後’從該等分開晶片，見圖3，該等被測試為可用之晶 片2依附地黏合至載體5’在此為具自依附表面之載體膜， 其接觸元件指向載體5。如可看見的，該等晶片以互相隔一 ㈣而排列’該距離係比其已經在實際晶圓上產生之間距
還大的夕、&由載體5固^之晶片排列可被稱為類晶圓， 因為整個晶片排列像晶圓一般處理。 該方法之另外選擇係為，減在切割膜上散佈之晶圓也 可使用。在該情況下，在膜上之分開晶片可藉由將膜拉開 ("racking”）而進一步地間隔開。 在根據圖4之步驟中，該晶片排列6之後在模型中排列， 該模型包括-下層一半模型7和上層一半模型8，在此也顯 示-些細節。在晶片之背侧邊9支持之該上層一半模狀 •12- 569358
⑻ 後稍微施壓晶片2至該下層一半模型7，使得該接觸元件3 被稍微地壓縮。變形之程度係為些許微米，例如5〇微米。 作為一選項，一膜也可在上層一半模型和晶片之背側邊之 間被夾住’以產生在該兩半模型之間之防漏連接且防止複 合物10流出。 之後，如圖5顯示，複合物1 〇注入該模型，且在主動晶片 側邊之間散佈，該側邊支持該接觸元件3 ,(空隙）以及在晶
片2之間的區域中。該晶片排列6遺留在該模型中直到該複 合物10已經完全地或至少部分地被消除。該模型之後被打 開，且内嵌在該消除複合物10中之晶片排列6從該模型移除 。該消除複合物10形成保持框架之形式，在其中該等晶片2 被内嵌。如圖6顯示，在負載釋放且從模型移除之後，該接 觸元件3擴張而回覆其原始形式，其中該等接觸元件從複合 物10或從複合物之表面U突出至其較早變形之範圍。可看 見’見圖6,該載體5從複合物之表㈣猶微間隔開，其可 被歸因於接觸元件3之伸展。
假如之後載體5被拿下，其為容易的且可能的，因為由消 除複合物1G所形成之保持框架足夠地穩定，該等個別晶片2 可被切割或分割消除複合物1〇而分開。如可看見，晶片完 全地内嵌在複合物中在其具有接觸元件之主動晶片侧邊， 和在側邊邊緣兩者，該等接觸元件仍然繼續向前足夠地突 出以讓接觸在晶片和電路板或模組板之間可靠地產生。 在此點Ji應、„亥才曰出，有一可能性，在晶片排列已經從 該模型移除之後’在額外方法步驟中以進_步複合物塗覆 -13· 569358
⑺ 晶片背側邊9而也為了以保護覆蓋裝載該侧邊。該步驟在晶 片分開之前有利地實施。 圖8和圖10顯示相似於該描述之方法變化之方法變化，但 疋该最後處理過之前端晶圓12本身被使用，複數個晶片丨3 . 已經同樣地被形成且提供具有接觸元件14，而被放入包括 兩一半模型15、16之模型，當該等一半模型被移在一起時 該接觸元件14在此也稍微被壓縮。之後複合物丨7被注入。 在以包括消除複合物17之保護層之方式在主動側邊塗覆之 · 晶圓12移除之後，施加進一步複合物丨8至晶片背側邊，例 如在印刷方法中，以形成一保護層，在該步驟之後該等個 別晶片13被分開。在此範圍藉由範例方法在此說明之方法 對應至根據圖1 -7之方法，在該方法中，該等接觸元件被稍 — 微壓縮以確保其從隨後產生之保護層突出。為了與從第一 · 次提及之具體實施例中分開晶片區別，在此使用完全晶圓 。然而根據圖1 -7在方法中主動晶片側邊和側邊邊緣可由塗 覆所覆蓋，在根據圖8 -10中僅有主動側邊可被塗覆。 圖11顯示根據本發明之第三方法變化。並且，在此使用 在前端處理且具有在其上形成大數目晶片2〇之晶圓19，該 4曰曰片2 0已經k供具有接觸元件21。之後晶圓丨9插入具有 一上層和下層一半模型22、23之模型，該下層一半模型， 在顯不之範例中，具有凹地24，在其中，見圖12，該等接 觸元件21與其前端區域接合。在該模型已經被關閉之後， 複合物25被注入且充填在前晶片側邊和模型表面之間的空 · 間。在該複合物被消除之後，晶圓丨9從該模型移除，該等 -14- 569358
(ίο) 接觸元件2 1從複合物25突出而在注入成梨期間其區域在凹 地24中容納。並且在此，假如適當的話，在背側邊塗覆之 先前應用之後，隨後實施晶片之分開。 在此，應該指出，在該方法變化中，該等接觸元件2 1可 以是具彈性的或是堅硬的，因為其並不需被變形。
圖13顯示放大詳細檢視之形式的晶片26。可看到該等接 觸元件27如何從複合物29之表面28突出。在該情況下該使 用之複合物應該確保其並不依附至該等接觸元件27，因為 其為實際堅硬或具彈性接觸材料或交錯線，使得其並不妨 礙具彈性接觸元件27之擴張。如圖13顯示，在理想情況下 ，複合物29甚至從接觸元件27稍微分開。 圖14顯示根據本發明之半導體晶片3〇之進一步具體實施 例。後者以複合物3 1，如可看見，在在側邊邊緣之區域中 之晶片前端側邊，和在邊緣之晶片背面側邊兩者塗覆。該 晶片背面側邊32在未塗覆區域中暴露。此可例如藉由使用 模型而達成，該模型留在晶片側邊32上僅在中央區域，使
得複合物31可以覆蓋在邊緣側邊之晶片區域中的晶 側邊32。 1後’應該指出有利地使用之複合物係為一種複合物 在酼後消除之後仍然稍微柔軟，例如以矽或聚胺基酸 為主之聚合複合物。 也解其他方法（例如，模板印刷或絲網印刷或分配方: 圖式簡述 -15- 569358
⑻ 本發明之進一步優點、特點和細節從在上面文字中扩述 之例示具體實施例和藉由使用圖式，而顯示，其中：田a 圖1-7顯示藉由根據本發明之一第一方法變化壓 性接觸元件之半導體晶片之產生， 、/、 圖8-H)顯示根據本發明之第二方法變化，同樣藉由壓縮 具彈性接觸元件之半導體晶片之產生，
圖11和12顯不根據本發明之第三方法變化之半導體晶片 之產生， 曰曰 顯示根據本發明在接觸元件之區域中半導體晶片之 狹大部分檢視圖，以及 二4顯示根據本發明之半導體晶片之進一步具體例。 圖式代表符號說明 1 . 前端晶圓 2、 13 、 20、 26 曰 κ 〇 日日月 3 、 14 、 21 、 97 27 接觸元件 4
5 交錯線層 載體 6 ^ 晶片排列 15、16、22、23 — 半模型 背側邊 複合物 複合物表面 晶圓 凹地 10 、 17 、 18 、 25 、 29 、 31 11 12、19 24 16- 569358 (12) 28 表面 30 半導體晶片 32 晶片背側邊

Claims (1)

  1. 569358 拾、申請專利範圍 一種裝U具有凸出在晶圓層級封骏之推 側邊上之接觸元件之半導體日日日片的^ /景内之—晶 片側邊提供具有形成保護層之 ’，其特徵為該 2. 3. 凡件’該突出接觸元件從該保護層突勿塗覆之接 如申所專利範圍第丨項之方法，其 片同時以複合物塗覆。 、·攻為該等複數個
    如申請專利範圍第2項之方法，1 :數個分開晶片或具有在其上形成‘複 4. 如申請專利範圍第3項之方法 或晶圓起始在依附之载體上， 步驟之後實施塗覆。 ，其特徵為該等分開晶片 特別地為膜，排列，在該 5. 如申請專利範圍第3項或第夕古土 ^ ^ ^ ^ ^ , 項方法，其特徵為除了負 複合物塗覆。 4卜u邊邊緣也以該
    6·如申請專利範圍第3或4項之方法，其特徵為在分開晶片 ，情況下，該晶片側邊，至少在一些區域，主要在邊緣 區域中，也額外地以複合物塗覆。 7·如申請專利範圍第3或4項之方*，其特徵為該等分開晶 片或附在晶圓中之晶片在模型中排列，該模型的一半模 尘轭加壓力於該等晶片至另一半模型，稍微地壓縮具彈 性之接觸元件，在該步驟之後複合物被引進至該模型中 且被消除。 569358
    8. 9. ^申請專利範圍第3或4項之方法，其特徵為該等分開曰 片或附在晶圓中之晶片在模型中排列，該模型的—半： 型具有凹地’其為突出接觸元件以晶片侧邊稍微鱼土: 模型間隔開之方式與其前面區域接合之地方，在該= 之後，在模型密合之後，複合物被引進且被消除。驟 =請專利範圍第5項之方法，其特徵為為了也讓侧邊
    土覆之目的，在載體上，特別地為膜，該耸 分開晶片被互相間隔排列。 10, 曰、i /、作用僅在晶片背面侧邊之點上，主要在 其中心，使得剩餘之空晶片背面侧邊可以複合物塗覆。 L如申请專利範圍第7項之方法，其特徵為在從模型消除 且移除之後’假如需要的話，在載體，特別地為膜，移 除之後’由分割該消除複合物或晶圓而分開。 12·如申请專利冑圍第w之方法，其特徵為在印刷方法中
    複口物施加至日日片别側邊’假如適當的話，在側邊邊緣 或至少部分在晶片背側邊。 13·如中請專利範圍第1項之方法，其特徵為在分配方法中 複合物施加至晶片前侧邊，假如適當的話，在側邊邊緣 或至少部分在晶片背側邊。 14.如申：專利範圍第1項之方法，其特徵為在被複合物塗 覆之刖或之後’ 4晶片背側邊，假如適當的話，其仍暴 露之地方，以進一步之複合物塗覆。 5·如申明專利範圍第14項之方法，其特徵為晶片背側邊之 -2- 569358
    塗覆可在印刷方法 型中實施。 分配方法、濺擊方法或是在注入成
    16· 一種根據如申請專利範圍第丨至15項中其中之—之方法 所特別地產生之具有在一晶片側邊突出之堅硬彈 性接觸元件之半導體晶片，其特徵為提供具有該等接觸 70件（3 ' 14、2卜27)之晶片侧邊以形成保護層之覆蓋複 合物（10、17、25、29)塗覆，該等突出接觸元件（3、ι4 、21、27)從該保護層突出。 17.如中請專利範圍第16項之半導體晶片，其特徵為接合具 有接觸元件（3、27)之晶片側邊的側邊邊緣也以複合物 (10、29、31)塗覆。 18·如中請專利範圍第16或17項之半導體晶片，其特徵為該 晶片背側邊（32)，至少在一些區域，主要在邊緣區域中 ’也額外地以複合物（31)塗覆。 19.如申請專利範圍第16項之半導體晶片，其特徵為該晶片 背侧邊，假如適當的話，以進一步之複合物（1 8)塗覆至
    其仍暴露之範圍。 2〇·如申請專利範圍第16項之半導體晶片，其特徵該複合物 (10、17、2 5、2 9、3 1)以及假如適當的話，該進一步複 合物（18)係為非導電複合物，其以聚合物為主，特別地 為碎複合物或聚胺基甲酸酯。
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