TWI713849B - 半導體製程及半導體結構 - Google Patents

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Abstract

本發明提供了一種半導體製程及半導體結構，先由半導體基板的正面進行半切割後，再在其正面設置保護膜，然後在從半導體基板的背面進行減薄處理，來分離各個半導體單元結構，從而可以既能減小切割深度，以減少切割刀具的過渡使用，還能在分離各個半導體單元的過程中，避免半導體基板的有源面的損傷，以及防止各個半導體單元在分離過程中位置的偏移。此外，依據本發明提供的半導體製程，採用所述保護膜保護半導體基板的正面後，再進行塑封製程和塑封料的切割製程，避免了塑封製程對半導體基板正面的不良影響，且最終形成的半導體結構的六個表面均有保護層，可以防止外部環境對半導體結構的不利影響，提高了半導體結構的可靠性。

Description

半導體製程及半導體結構
本發明設計半導體技術領域，尤其涉及一種半導體製程及半導體結構。
晶圓級封裝技術是以晶圓(wafer)為加工物件，在晶圓上同時對眾多晶片進行封裝，最後切割成單個可以直接貼裝到基板或印刷電路板上的器件的技術。晶圓級封裝由於加工效率高、製造成本低、且具有輕、薄、短、小等優點，而被廣泛應用於移動可攜式電子產品中。 　　圖1為採用現有的晶圓封裝技術形成的單個晶片封裝器件示意圖，其主要由裸晶片01、正面保護層02、電極03及背面保護層04構成，電極03由經正面保護層02的開口與裸晶片01正面的電極焊盤011電連接，以作為圖1所示的晶片封裝器件與外部電連接的外引腳。 　　由圖1可見，現有的晶圓級封裝製程形成的單個晶片封裝器件只有正面與背面設置了保護層，而其它四個側面均裸露在外，容易受到外力的影響，從而影響晶片封裝器件的可靠性。
有鑑於此，本發明提供了一種半導體製程及半導體結構，以實現對所述半導體結構的六面均進行保護，從而保證了半導體結構的可靠性。 　　一種半導體製程，其特徵在於，包括： 　　沿半導體基板正面的切割道進行預定深度的切割， 　　在所述半導體基板的正面貼一層保護膜， 　　對所述半導體基板的背面進行減薄處理，以將所述半導體基板中的多個半導體單元結構分離。 　　較佳地，所述的半導體製程還包括： 　　進行塑封製程，以形成包封各個所述半導體單元結構的塑封體，以及， 　　去除所述保護膜，以使得所述塑封體的第一表面裸露各個所述半導體單元結構的正面。 　　較佳地，所述的半導體製程還包括： 　　在所述塑封體的第一表面上形成圖案化的正面保護層，所述正面保護層裸露各個所述半導體單元結構上的電極焊盤， 　　形成與各個所述電極焊盤電連接的引腳， 　　沿各個所述半導體單元結構之間的塑封料切割所述塑封體，以分離各個所述半導體單元結構，各個所述半導體單元結構的側面均被塑封料包封。 　　較佳地，所述的半導體製程還包括：在切割所述塑封體之前，先由所述塑封體的第二表面處開始行減薄處理，以減小所述各個半導體單元結構的厚度，然後在所述半導體單元結構的背面形成背面保護層，所述塑封體的第二表面與所述第一表面相對。 　　較佳地，對所述半導體基板的背面進行研磨，以將所述半導體基板上的多個半導體單元分離。 　　較佳地，所述半導體基板正面為有源面，所述有源面上設置有電極焊盤。 　　較佳地，在注入所述塑封料後，透過加熱或照射紫外線的方式使得所述保護膜與所述半導體單元結構的正面之間的黏性失效，以去除所述保護膜。 　　較佳地，所述塑封製程包括： 　　在所述半導體結構單元的背面設置模具，然而在所述保護膜和模具之間注入塑封料，以形成所述塑封體。 　　較佳地，所述半導體基板為晶圓，所述半導體單元結構為所述晶圓上的晶片單元，所述半導體製程為晶圓級封裝製程。 　　一種根據上述任意一項所述半導體製程所製備的半導體結構。 　　由上可見，本發明提供的半導體製程，先由半導體基板的正面進行半切割後，再在其正面設置保護膜，然後在從半導體基板的背面進行減薄處理，來分離各個半導體單元結構，從而可以既能減小切割深度，以減少切割刀具的過渡使用，還能在分離各個半導體單元的過程中，避免半導體基板的有源面的損傷，以及防止各個半導體單元在分離過程中位置的偏移。此外，依據本發明提供的半導體製程，採用所述保護膜保護半導體基板的正面後，再進行塑封製程和塑封料的切割製程，避免了塑封製程對半導體基板正面的不良影響，且最終形成的半導體結構的六個表面均有保護層，可以防止外部環境對半導體結構的不利影響，提高了半導體結構的可靠性。
以下將參照圖式更詳細地描述本發明。在各個圖式中，相同的組成部分採用類似的圖式標記來表示。為了清楚起見，圖式中的各個部分沒有按比例繪製。此外，可能未示出某些公知的部分。為了簡明起見，可以在一幅圖中描述經過數個步驟後獲得的結構。在下文中描述了本發明的許多特定的細節，例如每個組成部分的結構、材料、尺寸、處理製程和技術，以便更清楚地理解本發明。但正如本領域的技術人員能夠理解的那樣，可以不按照這些特定的細節來實現本發明。 　　圖2a-2j為依據本發明實施例的半導體製程的各個製程步驟的剖面結構示意圖。下面將結合圖2a-2j來具體闡述本發明所提供的半導體製程，本發明提供的半導體製程主要包括以下步驟。 　　步驟1：沿半導體基板正面的切割道進行預定深度的切割。 　　如圖2a所示，半導體基板1包括多個半導體單元結構11，半導體基板1正面的切割道12位於各個半導體單元結構11之間。其中，半導體基板1的正面為有源面，該有源面上設置有電極焊盤111，而半導體基板1的背面則為與其有源面相對的一面。 　　如圖2b所示，由半導體基板1的正面的切割道12所在的位置處開始進行切割製程，切割至預定深度時停止切割，以在切割道12處形成開口。其中，所述預定深度小於半導體基板1的厚度(半導體基板1的正面與背面之間的厚度)。即在完成步驟1的切割製程後，各個半導體單元11仍未分離。 　　步驟2：在半導體基板1的正面貼一層保護膜2。 　　如圖2c所示，保護膜2可以為熱失效膜或UV失效膜(紫外線失效膜)，保護膜2貼在被進行預定深度切割後的半導體基板1的正面，其覆蓋各個半導體單元結構11的正面及切割道12處的開口，從而實現了對半導體基板1的有源面的保護，以防止後續製程對半導體基板1的有源面的不良影響。 　　步驟3：對半導體基板1的背面進行減薄處理，以將半導體基板1中的多個半導體單元結構11分離。 　　如圖2d所示，在完成步驟2之後，為了便於後續製程，先將半導體基板1進行翻轉，使得半導體基板1的背面朝上，正面朝下，然後再對半導體基板的背面進行減薄處理，以分離各個半導體單元結構11，分離後的各個單元結構11均以正面朝向保護膜2的形式黏貼在保護膜2上，而不會被散落下來。因此保護膜2在除了可以保護半導體基板1的有源面不被損壞，還在步驟3用於固定各個半導體單元結構11的位置。具體的，在本實施例中，可以採用對半導體基板1的背面進行研磨的製程來實現對半導體基板1的背面進行減薄處理，以將所述半導體基板分離為多個半導體單元結構。 　　由此可見，先由半導體基板1的正面進行半切割後，再在其正面設置保護膜2，然後在從半導體基板1的背面進行減薄處理，來分離各個半導體單元結構11，從而可以既能減小切割深度，以減少切割刀具的過渡使用，還能在分離各個半導體單元11的過程中，避免半導體基板1的有源面的損傷，以及防止各個半導體單元11在分離過程中位置的偏移。 　　此外，本發明提供的半導體製程步驟還進一步包括以下步驟。 　　步驟4：如圖2e所示，進行塑封製程，以形成包封各個半導體單元結構11的塑封體。 　　具體的，在本實施例中，進行塑封製程的具體步驟可以包括：在半導體結構單元11的背面設置模具，然後在所述保護膜和模具之間注入塑封料3，以形成所述塑封體。所述塑封體由各個半導體單元結構11的背面覆蓋在保護層2上，並和保護層2一起包封各個半導體單元結構11。 　　步驟5：如圖2f所示，去除保護膜2，以使得所述塑封體的第一表面裸露出各個半導體單元結構11的正面。 　　由於保護膜2可以為熱失效膜或者UV失效膜，因此可以採用加熱或紫外線照射的方式使得保護膜2與所述塑封體的第一表面之間的黏性失效，從而使得保護膜2與所述塑封體的第一表面及半導體單元結構11的正面相分離，從而去除了保護膜2，使得半導體單元結構11上的電極焊盤111也被所述塑封體的第一表面裸露，以便於後續引腳的製作。 　　步驟6：如圖2g所示，在所述塑封體的第一表面上形成圖案化的正面保護層4，且使得正面保護層4裸露各個半導體單元結構11的正面上的電極焊盤111。 　　正面保護層4可以為採用臨時鍵合製程形成的玻璃或矽片等硬質材料。 　　步驟7：如圖2h所示，形成與各個電極焊盤111電連接的引腳5。 　　引腳5由經正面保護層4的開口與焊盤電極111電連接，且引腳5被正面保護層4裸露在外，以作為半導體單元結構11與外部電路電連接的觸點。 　　具體的，在本實施例中，引腳5包括延伸至正面保護層4中與焊盤電極111電連接的第一部分和位於正面保護層4上的第二部分構成，而在其它實施例中，所述引腳可以包括重佈線層和位於重佈線層上導電球，其中所述重佈線層由經正面保護層4的開口與電極焊盤111電連接，並在正面保護層4上延伸。 　　步驟8：沿各個半導體單元結構11之間的塑封料3切割所述塑封體，以分離各個半導體單元結構11，使得各個半導體單元結構11的側面均被塑封料3包封。 　　具體的，在切割完所述塑封體後，各個半導體單元結構11的背面與側面(與背面垂直的四個側面)均被塑封料包封，而各個單元結構11正面除引腳5外，均被正面保護層4所覆蓋，因此各個半導體單元結構11的六個面均被保護起來，從而避免了半導體單元結構11受到外部環境的不良影響。 　　而在本實施例中，為了進一步降低半導體單元結構11的厚度，還可以在進行步驟8之前，由所述塑封體的第二表面處開始進行減薄處理，以減小各個半導體單元結構的厚度，然後在所述半導體單元結構的背面形成背面保護層6，具體如圖2i所示，在形成完背面保護層6之後，再沿切割塑封體3及其背面的背面保護層6，以形成圖2j所示的半導體結構。其中所述塑封體第二表面與其第一表面相對。 　　在本實施例中，半導體基板1為晶圓，而半導體單元結構為晶片單元(即半導體裸晶片)，則依據本發明提供的半導體製程在本實施例中為晶圓級封裝製程，與常規晶圓級封裝製程不同的是，依據本發明半導體製程的實施例提供的晶圓級封裝製程還包括形成晶片側壁保護層的製程。 　　由上可見，本發明提供的半導體製程，由於先由半導體基板的正面進行半切割後，再在其正面設置保護膜，然後在從半導體基板的背面進行減薄處理，來分離各個半導體單元結構，從而可以既能減小切割深度，以減少切割刀具的過渡使用，還能在分離各個半導體單元的過程中，避免半導體基板的有源面的損傷，以及防止各個半導體單元在分離過程中位置的偏移。此外，依據本發明提供的半導體製程，採用所述保護膜保護半導體基板的正面後，再進行塑封製程和塑封料的切割製程，避免了塑封製程對半導體基板正面的不良影響，且最終形成的半導體結構的六個表面均有保護層，可以防止外部環境對半導體結構的不利影響，提高了半導體結構的可靠性。 　　依照本發明的實施例如上文所述，這些實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施例。顯然，根據以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本發明以及在本發明基礎上的修改使用。本發明僅受申請專利範圍及其全部範圍和等效物的限制。
1‧‧‧半導體基板2‧‧‧保護膜3‧‧‧塑封料4‧‧‧正面保護層5‧‧‧引腳6‧‧‧背面保護層11‧‧‧半導體結構單元12‧‧‧切割道111‧‧‧電極焊盤01‧‧‧裸晶片02‧‧‧正面保護層03‧‧‧電極04‧‧‧背面保護層011‧‧‧電極焊盤
透過以下參照圖式對本發明實施例的描述，本發明的上述以及其他目的、特徵和優點將更為清楚，在圖式中： 　　圖1為採用現有的晶圓封裝技術形成的單個晶片封裝器件示意圖； 　　圖2a-2j為依據本發明實施例的半導體製程的各個製程步驟的剖面結構示意圖。
3‧‧‧塑封料
4‧‧‧正面保護層
5‧‧‧引腳
6‧‧‧背面保護層
11‧‧‧半導體結構單元
111‧‧‧電極焊盤

Claims (7)

  1. 一種半導體製程，其特徵在於，包括：沿半導體基板正面的切割道進行預定深度的切割，在該半導體基板的正面貼一層保護膜，對該半導體基板的背面進行減薄處理，以將該半導體基板中的多個半導體單元結構分離，進行塑封製程，以形成包封各個該半導體單元結構的塑封體，去除該保護膜，以使得該塑封體的第一表面裸露各個該半導體單元結構的正面，在該塑封體的第一表面上形成圖案化的正面保護層，該正面保護層裸露各個該半導體單元結構上的電極焊盤，該第二表面與該第一表面相對，形成與各個該電極焊盤電連接的引腳，以作為該半導體單元結構與外部電路電連接的觸點，其中，該引腳包括延伸至該正面保護層中與該電極焊盤電連接的第一部分和位於該正面保護層上的第二部分，對該塑封體的第二表面進行減薄處理，以裸露出各個該半導體單元結構的背面，並在該半導體單元結構的背面形成背面保護層，在形成該引脚之後，沿各個該半導體單元結構之間的塑封料切割該塑封體，以分離各個該半導體單元結構，各個該半導體單元結構的側面均被塑封料包封，該背面保護 層未被移除，以用於保護該半導體單元結構。
  2. 根據申請專利範圍第1項的半導體製程，其中，對該半導體基板的背面進行研磨，以將該半導體基板上的多個半導體單元分離。
  3. 根據申請專利範圍第1項的半導體製程，其中，該半導體基板正面為有源面，該有源面上設置有電極焊盤。
  4. 根據申請專利範圍第1項的半導體製程，其中，在注入該塑封料後，透過加熱或照射紫外線的方式使得該保護膜與該半導體單元結構的正面之間的黏性失效，以去除該保護膜。
  5. 根據申請專利範圍第1項的半導體製程，其中，該塑封製程包括：在該半導體結構單元的背面設置模具，然後在該保護膜和模具之間注入塑封料，以形成該塑封體。
  6. 根據申請專利範圍第1項的半導體製程，其中，該半導體基板為晶圓，該半導體單元結構為該晶圓上的晶片單元，該半導體製程為晶圓級封裝製程。
  7. 一種半導體結構，該半導體結構是根據申請專利範圍 第1至6項中任意一項的半導體製程所製備。
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