[发明专利]具有散热结构的晶圆及其制作方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种具有散热结构的晶圆及其制作方法，且特别是有关于一种将金属散热件部分嵌入于晶圆中的具有散热结构的晶圆及其制作方法。

背景技术

近年来，随着集成电路(Integrated Circuit，IC)芯片的内部线路的集成度(integration)不断地攀升，芯片所产生的热能也不断增加。就个人计算机而言，高集成度的集成电路芯片(例如中央处理器或绘图芯片等IC芯片)在运作期间乃是产生大量热的主要来源，而热会造成系统温度过高。为了使上述的IC芯片能够维持正常运作，IC芯片必须维持在较佳的工作温度下，以避免温度过高造成效能暂时性地死机或损坏。换言之，随着IC芯片的运算速度不断增加，对于散热系统的要求也相对提高。因此，目前常用的作法是直接将散热器(Heat Sink)贴附于晶背上，以藉由散热器将芯片运作时所产生的热能带走。

图1绘示为习知的一种利用散热器进行散热的芯片的剖面示意图。传统的作法是先将一片晶圆切割为一颗一颗如图1中所示的晶粒(die)100，之后，再于每一颗晶粒100的背面100b涂布上一层散热膏110。最后，再将金属散热器120贴附于晶背上，以藉此散热器120将晶粒100上所累积的热能带走。

然而，上述方式是属于die level的构造，使用者需先将晶圆切割为一颗一颗的晶粒后，才能将散热器分别贴附于每一颗晶粒的晶背上。如此，不仅会增加将散热器组装于晶背上的复杂度，且亦会延长组装散热器所需花费的时间。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种具有散热结构的晶圆及其制作方法，此制作方式是直接于晶圆的背面形成多个金属散热件。之后，再进行晶圆的切割，以形成一颗一颗具有金属散热件的晶粒。如此，即可解决习知技术中先将晶圆切割为晶粒后，再进行散热器的组装，所遭遇到的组装复杂度增加以及组装时间延长的问题。

本发明提出一种具有散热结构的晶圆，其包括一晶圆以及多个金属散热件。晶圆具有一主动面以及与该主动面相对的一背面。其中，晶圆的背面具有多个盲孔。多个金属散热件分别嵌入于上述盲孔中，且这些金属散热件凸出于晶圆的背面。

在本发明的一实施例中，金属散热件为散热鳍片或散热柱。

在本发明的一实施例中，金属散热件由铜制作而成。

在本发明的一实施例中，晶圆的主动面进一步包括一接地垫，且其中一金属散热件连接于此接地垫。

在本发明的一实施例中，具有散热结构的晶圆进一步包括一散热器，贴附于这些金属散热件上。

在本发明的一实施例中，具有散热结构的晶圆进一步包括一散热膏，配置于散热器与这些金属散热件之间。

本发明另提出一种具有散热结构的晶圆的制作方法，其包括下列步骤。首先，提供一晶圆，此晶圆具有一主动面以及与其相对的一背面。之后，于晶圆的背面形成多个盲孔。接下来，于这些盲孔中填充一金属材料，以于各盲孔中形成一金属散热件。最后，刻蚀晶圆的背面，以使这些金属散热件凸出晶圆的背面。

在本发明的一实施例中，于晶圆的背面形成多个盲孔的步骤，是利用干法刻蚀或是湿法刻蚀的方式于晶圆的背面形成多个盲孔。

在本发明的一实施例中，于这些盲孔中填充金属材料的步骤，是利用电镀的方式于这些盲孔中形成金属材料。

在本发明的一实施例中，刻蚀晶圆的背面的步骤，是利用一旋刻蚀工艺(spin etching process)刻蚀晶圆的背面。

在本发明的一实施例中，此具有散热结构的晶圆的制作方法进一步包括提供一散热器，并将此散热器贴附于这些金属散热件上。

在本发明的一实施例中，具有散热结构的晶圆的制作方法进一步包括藉由一晶圆接合工艺使具有这些金属散热件的晶圆与另一晶圆结合。更进一步而言，此方法进一步包括切割具有这些金属散热件的晶圆与另一晶圆，以形成多个具有散热结构的芯片。

本发明另提出一种具有散热结构的晶圆的制作方法，其包括下列步骤。首先，提供一晶圆，此晶圆具有一主动面以及与其相对的一背面。其中，晶圆具有一接地垫，配置于主动面上。接下来，于晶圆的背面形成多个盲孔，且其中一盲孔暴露出上述接地垫。之后，于这些盲孔中填充一金属材料，以于各盲孔中形成一金属散热件。最后，刻蚀晶圆的背面，以使这些金属散热件凸出晶圆的背面。

在本发明的一实施例中，于晶圆的背面形成这些盲孔的步骤，是利用干法刻蚀或是湿法刻蚀的方式于晶圆的背面形成这些盲孔。

在本发明的一实施例中，于这些盲孔中填充金属材料的步骤，是利用电镀的方式于盲孔中形成金属材料。