[发明专利]在切割胶带上施加有底部填料膜的预切割的晶片

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年2月1日提交的美国临时专利申请NO.61／438,341的优先权，其内容援引加入本文。

背景技术

本发明涉及一种制造半导体管芯(semiconductor die)的方法。

电气和电子设备的微型化和薄型化已经导致对更薄半导体器件和更薄半导体封装的需求。一种实现上述需求的方法是通过从半导体晶片的背侧去除多余材料来减薄晶片，这通常在晶片被切割成各个半导体管芯之前完成。

另一种制造更小的和更有效的半导体封装(semiconductor package)的方法是利用金属凸块的阵列接合到晶片的有源面。金属凸块被布置为与衬底上的接合焊垫相匹配。当金属回流成熔体时，其与接合焊垫连接，形成电气和机械连接。由于凸起的半导体被倒装以接合至它们的衬底，这种金属凸块封装通常被称为“倒装芯片”。

由于存在于半导体和衬底之间的热失配，反复的热循环给金属互连带来压力，可能导致最终的器件失效。为抵消这种现象，一种一般称作底部填料(underfill)的封装材料被设置在半导体和衬底之间的围绕和支撑金属凸块的空隙中。

半导体封装制造中的当前趋势偏向于在晶片级完成尽可能多的工艺步骤，允许同时处理多个集成电路，而不是逐个地发生在管芯分割(die singulation)之后。然而，减薄的硅半导体晶片是脆弱的，因此在半导体制造中使用如下工艺是有利的，在将晶片切割成单独的半导体管芯时不威胁晶片的完整性，并且具有尽可能少的步骤。

一种将半导体晶片切割成各个管芯的新方法被称为“隐形切割(stealth dicing)”。隐形切割是这样一种切割方法，其中激光束被照射到半导体晶片内部选定的区域，从而削弱这些区域中的硅键，使得在这些区域中更容易地分割硅晶片。使用隐形切割，很薄的半导体晶片可以被切割，而不会给晶片带来物理上的压力，减轻对晶片的损害，并且各个管芯的管芯强度没有减少。制备用于切割的晶片是有利的，从而可以利用隐形激光切割。

发明内容

本发明是一种制备用于切割的具有施加的底部填料的减薄的半导体晶片的方法，该方法减少了传统制造中的步骤，并且有助于隐形切割。该方法包括：(a)提供在有源面上具有多个金属凸块的减薄的半导体晶片，并且任选地，硅通孔垂直穿过所述硅晶片；(b)在切割支撑胶带上提供底部填料，其中所述底部填料被预先切割为所述半导体晶片的形状；(c)将所述切割支撑胶带上的底部填料与所述半导体晶片对齐布置，并且将所述底部填料层合至所述半导体晶片。在本方法的一个实施方式中，在底部填料和切割胶带之间设置分离层。在另一实施方式中，本发明是在其一侧上设置有具有底部填料的切割胶带。在另一实施方式中，分离层被设置在底部填料和切割胶带之间。

附图说明

图1描绘了待用于切割的具有预先施加的底部填料的减薄的半导体晶片的现有技术的制备方法。

图2描绘了待用于切割的具有预先施加的底部填料的减薄的半导体晶片的本发明的制备方法，和一些附加的制备步骤。

具体实施方式

本发明是一种用于制备用于切割的半导体晶片的方法。所述半导体晶片在其有源面上具有多个金属凸块。本发明的关键是使用在其一侧上布置有底部填料的切割胶带。由此，所述切割胶带／底部填料在一步中提供所述底部填料和所述切割胶带。并非将底部填料施加至半导体晶片，而是在单独的步骤中，将切割胶带安装至底部填料，切割胶带和底部填料的组合使用减少了制造工艺中的步骤。切割胶带、底部填料和晶片的集合(assembly)可以被设置在切割框架中，以便晶片的无源面朝上，便于隐形切割。

晶片按照已知方法从半导体材料来制备，通常为硅、砷化镓、锗或类似的化合物半导体材料。晶片顶侧上的多个金属凸块的形成以及它们的金属成分，是根据工业文献中充分记载的半导体和金属制造方法制成的。金属凸块被布置在半导体晶片的被称为有源面的一个面上，以匹配用于半导体的衬底上的金属接合焊垫。当金属回流成熔体时，其连接接合焊垫形成电气和机械连接。

硅通孔是完全延伸穿过硅晶片的垂直通道，目的是将电路从一个半导体晶片连接至另一个半导体晶片或连接至用于半导体的衬底。