专利名称：划线穿硅通孔的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及集成电路(IC)。更具体来说，本发明涉及制造集成电路。
背景技术：
集成电路(IC)制造在晶片上。通常，这些晶片为半导体材料，且特定来说是硅。虽然IC上的晶体管的横向尺寸在近几年来具有减小的大小，但晶片的厚度大体上未按比例减小。晶体管性能取决于晶片的厚度，但在45nm的当前大小下，且不久在32nm和更小的大小下，晶片的厚度大于运算晶体管性能所需要的厚度。较厚的晶片在制造工艺中具有除晶体管运算性能之外的优势。在制造电路和封装裸片期间，晶片经受许多工艺、高温和工具甚至制造场地之间的多次转移。在这些转移过程期间，晶片可能破裂，在此情况下，发生时间和资源的损失。较厚的晶片较不可能在制造期间破裂；较薄的晶片由于其脆弱性而制造起来更具挑战性。机械稳定性是重要的制造工艺的一部分是在刻划为个别裸片期间。通常，使用锯子将晶片刻划为个别裸片，但例如激光刻划等其它方法也是可用的。在锯切的过程中，当晶片被馈送穿过锯子时，以每分钟数千转旋转的涂覆有钻石或碳砂的刀片啮合所述晶片。所述工艺经由包括衬底材料、衬底厚度、沉积于衬底上的金属、刀片的旋转速度和晶片的馈送速率的参数而优化。晶片对切割工艺敏感，因为晶片的单晶材料允许应力断裂快速地且在无任何显著额外力的情况下传播。此外，晶片的碎屑可稍后导致所封装产品的机械稳定性问题。用以减少碎屑的一种方法为逐步切割工艺，其中刀片的第一回合会切割入所述晶片的厚度的一小部分，且第二回合完成所述切割。在制造裸片前将划线建构到晶片内以在刻划期间减少对晶片的可能损坏。所述划线是使用不产生任何碎屑的半导体工艺来制造。这些划线为已薄化的晶片的部分，且通过为刀片提供路径和减少刀片必须切割的材料量来促进裸片的刻划。因此，减少了碎屑的出现，且提高了经由锯子来处理的晶片的处理量。最近，已努力使用较薄晶片，同时最小化在制造期间的损坏。此些技术中的一者包括在制造期间使用粘合剂将IC中使用的薄晶片附接到载体晶片。载体晶片(300到 IOOOym)显著厚于薄晶片(30到300 μ m)，且用以在处理期间提供稳定性。然而，大多数粘合剂难以承受在制造IC期间经历的高温。为防止薄晶片无意中与载体晶片分开，粘合剂经仔细设计以承受比制造期间所遭遇的温度高的温度。在完成薄晶片的处理后，将载体晶片与薄晶片分开。虽然在制造期间载体晶片提供稳定性，但从载体晶片释放薄晶片呈现另一挑战。从薄晶片释放载体晶片的常规方法包括激光加热和块体化学蚀刻(bulk chemical etching)。作为第一实例，如果选择透明的载体晶片，则激光可被展示为穿过透明载体晶片以加热载体晶片与薄晶片之间的粘合剂达到粘合剂释放薄晶片的温度。此工艺难以设计，因为粘合剂从载体晶片释放薄晶片的温度应高于在制造期间经历的任何温度。这些高温常为激光在合理量的时间内进行加热所难以达到的。作为第二实例，可选择可承受制造温度的任何粘合剂将载体晶片结合到薄晶片。 在完成制造后，可使用块体化学蚀刻移除所述粘合剂。化学物的使用导致在薄晶片上留下颗粒残余物。这些颗粒会给封装薄晶片或如在堆叠式IC中在顶部上堆叠额外层带来问题。因此，需要一种在不将晶片暴露于高温或块体化学浴的情况下从薄晶片释放载体晶片的方法。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种半导体晶片包括待从所述半导体晶片刻划出的多个裸片。所述半导体晶片还包括所述多个裸片之间的划线。每一划线包括一穿硅通孔。根据本发明的另一方面，一种用于穿过具有划线的有效晶片将液体传送到载体晶片的方法包括在所述有效晶片的划线中制造穿硅通孔。所述方法还包括将所述液体施加到所述有效晶片，其中所述液体适于流过所述穿硅通孔。根据本发明的又一方面，一种促进刻划具有划线和多个裸片的晶片上的裸片的方法包括在所述晶片的划线中制造穿硅通孔。所述方法还包括刻划所述晶片。根据本发明的又一方面，一种具有多个裸片的半导体晶片包括用于分离个别裸片的装置。所述半导体晶片还包括用于使液体流过用于分离个别裸片的装置中所含有的半导体晶片的装置。前文已相当广泛地概述本发明的特征和技术优势以便可更好地理解下文的具体实施方式
。下文将描述形成本发明的权利要求书的标的物的额外特征和优势。所属领域的技术人员应了解，所揭示的概念和特定实施例可容易用作用于修改或设计用于实行本发明的相同目的的其它结构的基础。所属领域的技术人员还应认识到，这些等效构造不脱离如所附权利要求书中所阐述的本发明的技术。当结合附图考虑时，从下文描述将更好地理解据信为本发明所特有的新颖特征(关于其组织和操作方法两者)以及其它目的和优势。然而，应明确理解，所述图中的每一者是仅出于说明和描述的目的而提供且无意界定本发明的限制。
为了更全面地理解本发明，现参考结合附图进行的以下描述。图1为展示可有利地使用本发明的一实施例的示范性无线通信系统的方框图。图2为说明具有多个裸片、多个划线和多个穿硅通孔的衬底的俯视图。图3为说明具有多个裸片、多个划线和多个穿硅通孔的衬底的横截面图。图4为示范可有利地使用本发明的一实施例的一种方法的流程图。图5为说明根据本发明的一实施例的在载体安装前的有效晶片和载体晶片的方框图。图6为说明根据本发明的一实施例的在载体安装后的有效晶片和载体晶片的方框图。图7为说明根据本发明的一实施例的在有效晶片的薄化后的有效晶片和载体晶片的方框图。
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图8为说明根据本发明的一实施例的在已对有效晶片完成其它工艺后的有效晶片和载体晶片的方框图。图9为说明根据本发明的一实施例的在经由通孔进行粘合剂释放蚀刻后的有效晶片和载体晶片的方框图。
具体实施例方式图1为展示可有利地使用本发明的一实施例的示范性无线通信系统100的方框图。出于说明的目的，图1展示三个远程单元120、130和150和两个基站140。应认识到， 典型的无线通信系统可具有多得多的远程单元和基站。远程单元120、130和150包括IC装置125A、125B和125C，所述IC装置125A、125B和125C包括本文所揭示的电路。应认识到， 含有IC的任何装置(包括基站、交换装置和网络设备)还可包括此处所揭示的电路。图1 展示从基站140到远程单元120、130和150的前向链路信号180和从远程单元120、130和 150到基站140的反向链路信号190。在图1中，将远程单元120展示为移动电话，将远程单元130展示为便携式计算机，且将远程单元150展示为无线本地环路系统中的固定位置远程单元。举例来说，所述远程单元可为手机、手持式个人通信系统(PCQ单元、例如个人数据助理等便携式数据单元或例如仪表读取设备等固定位置数据单元。虽然图1根据本发明的教示说明远程单元，但本发明并不限于这些示范性所说明单元。如下所述，可合适地将本发明用于包括集成电路的任何装置中。图2为说明具有多个裸片、多个划线和嵌入于所述划线中的多个穿硅通孔的衬底的俯视图。晶片200包括由划线204分离的裸片202。裸片202可为存储器装置、微处理器或通信装置。在一个实施例中，通过包括光刻、沉积、图案化和蚀刻的处理来形成划线204。 根据一个实施例，晶片200可为单晶硅，但还可为包括砷化镓的其它材料。晶片200上所包括的裸片202可包括微处理器、存储器、其它电路或每一者的一部分。划线204为晶片200 的区段，晶片200已被薄化以促进通过提供刻划晶片200所沿的路径来分离裸片202。因此，划线204可防止因错误刻划而造成的对裸片202的损坏。在完成所有制造工艺且从晶片200刻划出裸片202后，可将裸片202封装为倒装芯片，或经由多种其它技术而封装。个别封装的裸片随后作为产品进行销售。根据本发明的一方面，穿硅通孔206嵌入于划线204中。可通过包括激光钻孔、等离子体蚀刻或湿式蚀刻的先通孔或后通孔技术来制造穿硅通孔206。在任何情况下，穿硅通孔206均可延伸晶片200的深度的一部分或整个深度。穿硅通孔206可用以稍后在制造过程中为液体溶液提供从晶片200的前侧到晶片200的后侧的通道。穿硅通孔206还可用以促进对晶片200的刻划。因为晶片200的若干部分被移除以形成穿硅通孔206，所以刻划晶片200的锯子或激光可在较高馈送速率下啮合晶片200，从而改进了切块工艺的处理量。现参看图3，呈现说明具有多个裸片、多个划线和多个穿硅通孔的衬底的横截面图。晶片300包括有效区域306和块体区域308。在晶片300上可存在稍后被分离成个别产品的多个裸片。晶片300具有前侧302和后侧304。有效区域306的一部分经移除以在前侧302上形成划线310。通过蚀刻有效区域306的一部分来完成移除。根据一个实施例， 划线310可为10到50 μ m深。划线310通过在刻划期间充当导引件而促进将有效区域306分离成各别裸片，以防止对所述裸片的意外损坏。此外，有效区域306和块体区域308的一部分经移除以形成穿硅通孔312。根据一个实施例，穿硅通孔312可为30到300 μ m深，且用以在晶片300结合到载体晶片(未图示)时从前侧302到后侧304递送液体溶液。在稍后处理中薄化块体区域308以暴露晶片 300的前侧302和后侧304上的穿硅通孔312产生了供液体溶液从前侧302流动到后侧304 的通道。根据另一实施例，穿硅通孔312可延伸晶片300的深度。图4为示范可有利地采用本发明的一实施例的一种方法的流程图。使用工艺400 来制造有效晶片(其为薄晶片)上的裸片。如上文所述，薄晶片极其脆弱，且在制造期间难以处置。因此，在制造工艺的持续时间内将有效晶片安装在厚得多且较不脆弱的载体晶片上。在方框402处，使用粘合剂将有效晶片安装到载体晶片。继续到方框404，将有效晶片薄化到所要厚度。可(例如)通过研磨、化学机械抛光(CMP)或块体蚀刻工艺来薄化有效晶片。在方框406处，可按照所述有效晶片的特定设计所需而对所述有效晶片执行其它制造工艺。一种此类制造工艺为(例如)电介质沉积。在方框408处，粘合剂蚀刻溶液流过所述穿硅通孔以到达所述有效晶片与所述载体晶片之间的粘合剂。所述蚀刻溶液溶解所述粘合剂，从而允许从所述载体晶片释放所述有效晶片。继续到方框410，对所述有效晶片或对从所述有效晶片刻划出的个别裸片执行后段组装。虽然已概述用于使用本发明的教示的一般过程，但应认识到，可根据产品设计规格来修改设计参数。图5为说明在载体安装前的有效晶片和载体晶片的方框图。在进行载体安装前， 有效晶片502和载体晶片512为如方框图500中所示的分离的晶片。有效晶片502包括接触垫504、划线508和穿硅通孔506。粘合剂514放置于载体晶片512上。如所示的穿硅通孔506未延伸有效晶片502的深度，但可延伸视针对制造穿硅通孔506而选择的工艺而定的深度。在稍后的处理中，可薄化有效晶片502以暴露穿硅通孔 506。虽然仅说明一个划线和一个穿硅通孔，但可能存在多得多的划线和穿硅通孔。图6为说明在载体安装后的有效晶片和载体晶片的方框图。在载体安装后，通过粘合剂514将有效晶片502结合到载体晶片512以形成结构602。结构602已降低了有效晶片502的脆弱性，从而允许其承受原本可能损坏有效晶片502的制造工艺。图7为说明在薄化有效晶片后的有效晶片和载体晶片的方框图。在制造期间的许多工艺中的一者期间，有效晶片502被薄化成有效晶片702。可通过化学机械抛光(CMP)、 等离子体蚀刻或湿式蚀刻来执行对有效晶片502的薄化。所述对有效晶片502的薄化促进制造中的稍后工艺，包括在堆叠式IC中堆叠有效晶片702和其它层。此外，如果穿硅通孔 506先前未延伸有效晶片702的长度，则对有效晶片502的薄化允许穿过有效晶片702的供蚀刻溶液流动的路径。可对有效晶片702实行例如电介质沉积等额外工艺。在这些额外工艺期间，可遮蔽划线508和穿硅通孔506。在已完成其它制造工艺后，应溶解粘合剂514以使有效晶片702与载体晶片512分开。根据本发明的一个实施例，这是通过使蚀刻溶液流过穿硅通孔506来完成。所述蚀刻溶液接触且溶解粘合剂514。图8为说明在已对有效晶片完成其它工艺后的有效晶片和载体晶片的方框图。在溶解粘合剂514后，使有效晶片702与载体晶片512分离。可将有效晶片702刻划为个别裸片。图9为说明在经由通孔进行粘合剂释放蚀刻后的有效晶片和载体晶片的方框图。 有效晶片702被切割成第一裸片902和第二裸片904。虽然仅展示两个裸片，但可将有效晶片702切割成多得多的裸片。具有所嵌入的穿硅通孔的划线的优势包括通过为粘合剂蚀刻溶液穿过晶片提供直接路径而实现的较容易的载体释放。这减少了晶片上留下的残余物，所述残余物可能不利地影响未来制造或封装工艺。此外，所述划线原本为损耗空间，且所述穿硅通孔不减小可用于有效电路的区域。此外，所述穿硅通孔是经由众所周知的制造工艺而生产，且因此利用现有技术和工艺制法。因为所述衬底的部分已被移除以形成穿硅通孔，所以所述穿硅通孔还减少刻划所述晶片的时间和花费。使用上述实施例，可在堆叠式IC中使用薄达30 μ m或更薄的有效晶片而不增加损坏所述有效晶片的风险。如此处揭示的穿硅通孔可通过使用多种已知技术来制造，所述技术包括先通孔、 后通孔或若干技术的组合。在每一技术中，使用分离的工艺，且所属领域的技术人员将能够将所述技术或工艺应用于本发明。因此，穿硅通孔和所连接的组件的大小可基于所选择的技术和工艺而变化。本发明意在体现能够制造穿硅通孔的全部技术和工艺。虽然术语“穿硅通孔”包括词“硅”，但应注意，穿硅通孔不一定构造于硅中。而是， 材料可为任何装置衬底材料。虽然已详细描述本发明和其优势，但应理解，在不脱离如所附权利要求书界定的本发明的技术的情况下，可在本文中进行各种改变、替换和更改。此外，本申请案的范围无意限于本说明书中所描述的工艺、机器、产品、物质组成、手段、方法和步骤的特定实施例。 如所属领域的技术人员将容易从本发明了解，根据本发明，可利用当前存在或日后将开发的执行与本文中所描述的对应实施例大体上相同的功能或实现大体上相同的结果的工艺、 机器、产品、物质组成、手段、方法或步骤。因此，所附权利要求书意欲在其范围内包括此些工艺、机器、产品、物质组成、手段、方法或步骤。
权利要求
1.一种半导体晶片，其包含待从所述半导体晶片刻划出的多个裸片；以及所述多个裸片之间的划线，每一划线包含一穿硅通孔。
2.根据权利要求1所述的半导体晶片，其中所述划线为10到50微米深。
3.根据权利要求1所述的半导体晶片，其中所述穿硅通孔为30到300微米深。
4.根据权利要求1所述的半导体晶片，其中所述穿硅通孔延伸所述晶片的整个深度。
5.根据权利要求1所述的半导体晶片，其中所述多个裸片中的至少一者包含微处理器的至少一部分。
6.根据权利要求1所述的半导体晶片，其中所述多个裸片中的至少一者包含通信装置的至少一部分。
7.根据权利要求1所述的半导体晶片，其中所述多个裸片为倒装芯片。
8.一种用于穿过具有划线的有效晶片将液体输送到载体晶片的方法，所述方法包含 在所述有效晶片的所述划线中制造穿硅通孔，其中所述穿硅通孔适于允许所述液体流过所述穿硅通孔；以及将所述液体施加到所述有效晶片。
9.根据权利要求8所述的方法，其中施加所述液体包含将蚀刻溶液施加到所述有效晶片。
10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包含溶解将所述载体晶片结合到所述有效晶片的粘合剂以从所述有效晶片释放所述载体晶片。
11.根据权利要求8所述的方法，其进一步包含在施加所述液体溶液之前薄化所述有效晶片以暴露所述穿硅通孔。
12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含在所述有效晶片上沉积电介质。
13.一种用于促进刻划具有划线和多个裸片的晶片上的裸片的方法，所述方法包含 在所述晶片的所述划线中制造穿硅通孔；以及刻划所述晶片。
14.根据权利要求13所述的方法，其中刻划所述晶片包含使用锯子切开所述划线。
15.根据权利要求14所述的方法，其中刻划所述晶片包含使用激光切开所述划线。
16.一种具有多个裸片的半导体晶片，所述半导体晶片包含 用于分离个别裸片的装置；以及用于使液体流过所述用于分离个别裸片的装置中所含有的所述半导体晶片的装置。
17.根据权利要求16所述的半导体晶片，其中用于使液体流动的装置包含用于使蚀刻溶液流过所述半导体晶片的装置。
18.根据权利要求17所述的半导体晶片，其中用于使液体流动的装置包含穿硅通孔。
全文摘要
半导体晶片包括待从所述半导体晶片刻划出的若干裸片。所述半导体晶片还包括所述裸片之间的划线。每一划线包括多个穿硅通孔。
文档编号H01L21/78GK102301466SQ201080006081
公开日2011年12月28日 申请日期2010年2月5日 优先权日2009年2月6日
发明者阿尔温德·钱德拉舍卡朗 申请人:高通股份有限公司