[发明专利]一种晶圆级芯片的加工工艺方法及晶圆结构

说明书

本发明公开一种晶圆级芯片的加工工艺方法及晶圆结构，在晶圆的正面嵌入芯片，相邻芯片之间设置有划片槽，在晶圆背面与单颗芯片对应的划片槽区域上形成凸出的图形结构，图形结构包括晶圆外围边缘的环形结构和与单颗芯片对应的支撑结构；将所得凸出图形结构进行电镀形成金属层，至此再将整个腐蚀减薄后的晶圆背面填充树脂进行晶圆级塑封，以便在金属层外部形成塑封层；研磨塑封后的晶圆，并研磨至指定的晶圆厚度；研磨至指定厚度后，采用划片工艺将晶圆切割成单颗的芯片，再进行后续的封装。本发明解决了现有超薄芯片减薄后的封装问题，在降低单颗芯片有效区域厚度的同时采用四边保护的方法，即达到有益效果又增强整体的封装结构。

技术领域

本发明属于集成电路封装技术，具体涉及一种晶圆级芯片的加工工艺方法及晶圆结构。

背景技术

晶圆加工工艺中，晶圆通常要经过减薄后才能进行后续的刻蚀、化学沉积、电镀等加工工艺流程，或者在两片晶圆键合之后，进行晶圆背面减薄工艺。

晶圆减薄，即是指对晶圆背面进行研磨，将晶圆背面多余的基体材料去除一定的厚度，使晶圆减薄到一定厚度。为适应集成电路芯片封装的轻小化发展趋势，人们希望晶圆的厚度能够做到非常的薄，即制造超薄晶圆，比如将晶圆片减薄到150um甚至150um以下。随着存储器和功率器件等应用朝着更小尺寸、更高性能的方向发展，对薄晶圆的需求也日益增长。更薄的晶圆能够带来众多好处，包括超薄的封装，以及由此带来更小的尺寸外形，还包括改善的电气性能和更好的散热性能。

但过薄的晶圆会出现翘曲和破碎问题，而且尺寸越大的晶圆越容易出现此类问题。

现阶段，最常规的半导体应用减薄工艺为磨削，例如：采用TAIKO工艺对晶圆进行磨削时，保留晶圆外围的边缘部分，只对晶圆内进行磨削薄型化。

但是，TAIKO工艺需要特别精细的研磨工具，例如专利JP2007173487A公开一种研磨加工装置，通过该装置对晶圆中心部分研磨，而保留晶圆外围的边缘，但是，IC顶层结构还有较多的制造步骤，由于结构较薄，机械研磨引发的应力很容易造成晶圆的破裂，例如功率器件需要覆盖大约5μm厚的聚酰亚胺，在晶圆减薄至100μm时几乎都会出现破裂。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种晶圆级芯片的加工工艺方法及晶圆结构。

技术方案：本发明的一种晶圆级芯片的加工工艺方法，包括如下步骤：

获取晶圆，所述晶圆包括相对的正面和背面，所述晶圆的正面预先嵌入有芯片，相邻芯片之间设置有划片槽；

在晶圆背面与单颗芯片对应的划片槽区域上形成凸出的图形结构，所述图形结构包括晶圆外围边缘的环形结构和与单颗芯片对应的支撑结构；

将所得凸出图形结构进行电镀形成金属层，至此再将整个腐蚀减薄后的芯片背面填充树脂进行晶圆级塑封，以便在金属层外部形成塑封层；

研磨塑封后的晶圆，并研磨至指定的晶圆厚度；研磨至指定厚度后，进采用划片工艺将晶圆切割成单颗的芯片，再进行后续的封装。

上述环形结构位于晶圆背面外围边缘，支撑结构位于环形结构内，且支撑结构与单颗芯片的划片槽区域相对应用于支撑对应单颗的芯片。

支撑结构与单颗芯片的划片槽区域相对应，通过该支撑结构使得整个结构的稳定性更好，有利于后续封装和使用。

进一步地，在晶圆背面与单颗芯片对应的划片槽区域上形成凸出的图形结构，包括：

在晶圆正面涂键合胶，将键合支撑片贴合在晶圆正面；

在晶圆背面形成掩膜层，并在掩膜层上光刻形成图形化的光刻胶层；所述图形化的光刻胶层至少覆盖晶圆外围边缘的环形部分以及每颗芯片对应的划片槽区域；

进行第一刻蚀，即去除掩膜层中未被光刻胶层覆盖的部分，将光刻胶层上的图形传递到掩膜层上，然后去除光刻胶层；