用于处理半导体衬底的方法和用于处理半导体晶片的方法_4

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管芯分离530(例如等离子体切割)可以在固化520之后例如通过使用金属掩模524来执行,后面是胶512的凹槽。胶512的凹槽可以用于颗粒减少,以获得干净的管芯侧壁并且以限定胶层的移除。在施加转印箔542之后,玻璃载体502和胶512可以被移除。温度稳定基膜562,例如Kapton(聚酰亚胺)带562可以通过使用另外的薄胶层,例如通过使用旋涂、喷涂或者喷墨印刷的光电酰亚胺来施加。可以在移除转印箔542之后执行烧结工艺580。
[0061]由于管芯分离工艺530(例如由于等离子体切割),烧结工艺580可以是补偿的扩张。相比于整个半导体载体102(例如晶片102),现在分离的每一个管芯300d(或者芯片300d)可以以多得多的自由度扩张。另外,管芯300d可以固定在温度稳定基箔562上。这可以导致例如在前端处理或后端处理中的可再现且可靠的背面金属烧结工艺。
[0062]图6A在示意性横截面视图中示出了根据各种实施例的在处理以及对应工艺流程期间的各种阶段的半导体衬底。工艺流程可以基于如例如在图5中所示的工艺流程。
[0063 ] 在图6A中所示的工艺流程可以包括例如如下的至少一个:在510,如已经描述的模板印刷;在520,如已经描述的预固化;在530,如已经描述的等离子体切割;以及进一步,在640,在预固化的金属104上施加金属箔642(换言之,将金属箔642附着到分离的管芯300d的预固化的金属膏104(例如铜膏104));在550,如已经描述的,从分离的管芯300d移除玻璃载体502和胶512;以及在580,如已经描述的,执行烧结工艺。
[0064]根据各种实施例,烧结工艺可以被包括在前端处理中。根据各种实施例,管芯300d(芯片300d)可以例如通过切割管芯300d之间的金属箔642(例如通过使用金属轮的机械切害J,通过微电火花切削,或者通过激光切削等)来分离690。
[0065]根据各种实施例,金属箔642可以包括或者可以由铜组成。此外,金属箔642的粘附可以通过压力或通过使用如例如附加铜纳米颗粒的助粘剂物质来实现。
[0066]可替换地,如在图6B的工艺流程中所示,烧结工艺580可以被包括在后端处理中。管芯300d可以在管芯被分离690之后例如烧结在引线框682上。
[0067]根据各种实施例,烧结580可以在后端处理中在管芯附着回流期间完成(例如通过在回流期间进行原位烧结;SDR)。这可以导致在后端处理中的廉价、可再现以及可靠的背面金属烧结工艺。
[0068]图7A示出了根据各种实施例的等离子体切割的半导体管芯700的扫描电子显微镜(SEM)图像。等离子体切割的半导体管芯700可以包括在半导体管芯700的侧壁700s处的典型的扇形皱褶。等离子体切割的半导体管芯700可以具有基本上未损坏的边缘700e。
[0069]相反,机械切割(例如通过锯切)可以导致特有的金属毛口770,如在图7B在机械切割的半导体管芯710的SEM图像中所示。
[0070]图8A示出了根据各种实施例的例如在半导体管芯之上形成的烧结金属804a(例如烧结铜)的SEM图像,而图8B示出了覆盖有镀金属804b(例如镀铜)的半导体管芯300d的SEM图像。烧结金属804a可以是多孔的,例如具有大于大约5%的孔隙度,而镀金属804b可以是致密的。此外,镀金属804b可以具有在镀敷工艺期间生长的大的金属晶体。
[0071]根据各种实施例,如在图9A和图9B在示意性横截面视图中所示,例如类似于图3D,电子器件900可以包括:等离子体切割的半导体管芯300d(例如包括集成电路结构或被配置为如已经描述的集成电路结构),其中等离子体切割的半导体管芯300d的至少一个表面(例如正面102f和/或背面102b)覆盖有烧结金属层104,其中烧结金属层104具有大于或等于等离子体切割的半导体管芯300d的厚度101的25%的厚度103。
[0072]根据各种实施例,至少一个烧结金属层104可以包括烧结铜104或者可以由烧结铜104组成。此外,如已经描述的,例如因为至少一个烧结金属层104在等离子体切割期间已经用作掩模以从半导体载体102切单半导体管芯300d,所以至少一个烧结金属层104可以完全地覆盖等离子体切割的半导体管芯300d的正面102f和/或背面102b。
[0073]根据各种实施例,烧结金属层104可以布置在等离子体切割的半导体管芯300d的正面102f或背面102b处。此外,第一烧结金属层104可以布置在等离子体切割的半导体管芯300d的正面102f处,并且第二烧结金属层104可以布置在等离子体切割的半导体管芯300d的背面102b处。
[0074]根据各种实施例,至少一个烧结金属层104可以具有大约ΙΟμ??的厚度103,其中等离子体切割的半导体管芯300d具有大约35μπι的厚度101。根据各种实施例,至少一个烧结金属层104可以具有大约20μπι的厚度103,其中等离子体切割的半导体管芯300d具有大约ΙΟμπι的厚度101。根据各种实施例,至少一个烧结金属层104可以具有在从大约15μηι至大约25μηι范围内的厚度103,其中等离子体切割的半导体管芯300d具有在从大约3μπι至大约15μπι范围内的厚度101。
[0075]根据各种实施例,电子器件900可以是垂直集成半导体器件,例如垂直智能FET。
[0076]图10示出了根据各种实施例的用于处理半导体晶片的方法1000的示意性流程图。方法1000可以包括:在1010,由半导体晶片形成多个管芯(例如通过切割半导体晶片),其中多个管芯中的管芯附着在辅助载体上,并且其中多个管芯中的每一个管芯具有小于大约40μπι的厚度;在1020,用金属层部分地覆盖多个管芯中的每一个管芯(例如用金属层覆盖管芯背对辅助载体的侧面,例如管芯的背面),其中金属层具有大于ΙΟμπι的厚度;以及,随后在1030,对金属层进行退火。
[0077]根据各种实施例,在执行方法1000时,可以在晶片级上处理管芯(例如管芯可以例如并排连接到彼此,以形成在晶片形状中的载体)。如已经在本文中描述的,辅助载体可以是温度稳定的。
[0078]根据各种实施例,作为对模板印刷的替换,如例如参考图5以及图6Α和6Β描述的,酰亚胺格栅可以形成在半导体载体102之上,以及随后,可以施加金属膏,使得酰亚胺格栅限定金属膏的图案,而不是使用模板掩模514。此外,根据各种实施例,使用玻璃载体502可以允许经由背面研磨的半导体载体102的精确变薄。然而,例如,因为玻璃载体502和/或所使用的胶512仅可以是一直到大约200°C的温度稳定的,所以玻璃载体502和/或在玻璃载体502处固定半导体载体102所使用的胶512可以用于预退火但是不可以用于退火。因此,在执行退火之前,管芯可以被转移到温度稳定辅助载体。
[0079]根据各种实施例,可以通过直接加热(例如通过使用热板,或者通过例如使用激光器或灯的辐射加热)来执行退火(以及可选地,预退火)。
[0080]根据各种实施例,方法可以包括:用金属覆盖半导体衬底的多个管芯区;由半导体衬底形成多个管芯,其中多个管芯中的每一个管芯覆盖有金属(例如其中各自管芯的正面和/或背面覆盖有金属);以及,随后,对覆盖多个管芯中的至少一个管芯的金属进行退火。
[0081]此外,退火可以在大于或等于大约220°C,例如大于或等于大约250°C的温度下执行。此外,退火的退火持续时间可以大于或等于大约15分钟。此外,退火可以包括在大于大约250°C的温度下加热金属(以及至少一个管芯),达多于15分钟。此外,可以在存在甲酸的情况下执行退火。
[0082]此外,半导体衬底的每一个管芯区可以包括集成电路结构。此外,半导体衬底的管芯区可以通过一个或多个切割区(例如通过一个或多个切口区)来彼此分离。
[0083]此外,金属可以覆盖半导体衬底的正面或背面的多于50%。此外,金属可以覆盖各自管芯的正面或背面的多于80%。此外,例如安装在辅助载体上的由半导体衬底形成的所有管芯可以一起退火。
[0084]根据各种实施例,用金属覆盖多个管芯区可以包括形成在半导体衬底之上的金属层,并且随后,对金属层进行图案化。
[0085]此外,形成金属层可以包括PVD或CVD工艺。此外,形成金属层可以包括镀敷,例如化学镀。此外,形成金属层可以包括化学沉积。
[0086]根据各种实施例,用金属覆盖多个管芯区可以包括在半导体衬底的多个管芯区之上印刷包含金属(例如以颗粒的形式)的悬浮液(例如油墨或膏剂)。
[0087]根据各种实施例,方法可以进一步包括:在印刷之后,对悬浮液(例如油墨或膏剂)进行预退火(预固化)。
[0088]此外,可以在小于或等于大约220°C,例如小于或等于大约200°C的温度下执行预退火。
[0089]根据各种实施例,印刷悬浮液可以包括模板印刷。
[0090]根据各种实施例,金属可以包括铜或者可以是铜。
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