專(zhuān)利名稱：薄型半導(dǎo)體晶片和減薄半導(dǎo)體晶片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及半導(dǎo)體晶片，更具而言，涉及薄型半導(dǎo)體晶片。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體元件生產(chǎn)商不斷致力于降低生產(chǎn)成本的同時(shí)增強(qiáng)其產(chǎn)品性能。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知的，分離式半導(dǎo)體器件和諸如集成電路的集成半導(dǎo)體器件是由半導(dǎo)體晶片制得的，半導(dǎo)體晶片經(jīng)單元化或芯片化而制得半導(dǎo)體芯片。半導(dǎo)體晶片用作制造半導(dǎo)體器件的襯底并在其制造過(guò)程中提供結(jié)構(gòu)支撐。為獲得適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)支撐，半導(dǎo)體晶片通常具有一個(gè)最小厚度值，在該最小厚度值以下半導(dǎo)體晶片翹曲并容易損壞，尤其在制造環(huán)境中。但是，在許多應(yīng)用中，較厚的半導(dǎo)體晶片顯著降低裝置的性能。當(dāng)裝置性能成為問(wèn)題時(shí)，半導(dǎo)體元件制造商使用薄型半導(dǎo)體晶片以利用其賦予半導(dǎo)體器件的性能收益，即使薄型半導(dǎo)體晶片增加制造半導(dǎo)體器件的成本。用于減薄半導(dǎo)體晶片的技
術(shù)包括晶片鍵合，剛性帶支撐系統(tǒng)的使用以及半導(dǎo)體晶片的背部研磨
(back grinding )。晶片鍵合技術(shù)大大增加半導(dǎo)體元件的成本，并且剛性支撐系統(tǒng)不能抵抗用于制造半導(dǎo)體元件的化學(xué)品和溫度。背部研磨技術(shù)昂貴而且可能損壞半導(dǎo)體晶片。圖l是現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體晶片10的等距視圖，半導(dǎo)體晶片10的環(huán)形結(jié)構(gòu)12是通過(guò)背部研磨技術(shù)由半導(dǎo)體晶片IO的外圍區(qū)14所形成的。環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)12包括具有內(nèi)緣18、外緣20和緣表面22的唇緣16,其中緣表面22可為半導(dǎo)體晶片IO的背面的外圍部分。腔24從半導(dǎo)體晶片IO的背面延伸入其主體的中心區(qū)28，并且具有與緣表面22相隔距離32的界面30。距離32還在圖2中示出。從而，腔24由內(nèi)緣18和界面30所限定。在界面30、內(nèi)緣18和緣表面22上形成金屬化層35。經(jīng)研磨(grinding)后，在緣表面22上的金屬化層35被保留.
圖2是在將切割帶36附在界面30和位于緣表面22上方的金屬化層35上之后的半導(dǎo)體晶片IO的剖視圖，其是沿圖l的截面線2-2截獲的，半導(dǎo)體晶片10帶有環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)12。圖2所示的是具有上表面或主表面34、中心區(qū)28、外圍區(qū)14、唇緣16和延伸入半導(dǎo)體晶片10的腔24的半導(dǎo)體晶片10。應(yīng)當(dāng)注意，內(nèi)緣18垂直于界面30，緣表面22基本平行于界面30，內(nèi)緣18基本平行于外緣20，并且唇緣16的寬度37基本恒定。在形成腔24之后，將切割帶36附著在緣表面22和界面30上的金屬化層35上。形成內(nèi)緣18垂直于界面30的唇緣16的缺點(diǎn)是在內(nèi)緣18和界面30相交的區(qū)域內(nèi)切割帶36無(wú)法附著于金屬化層35從而留下空隙38，這減小薄型半導(dǎo)體晶片10的穩(wěn)定性。在后續(xù)步驟(未示出)中，使用磨輪減薄唇緣16。形成垂直于界面30的唇緣16的內(nèi)緣18的另 一缺點(diǎn)是在減薄唇緣16的過(guò)程中磨輪同時(shí)接觸一大片背部金屬化層(未示出)，從而提高磨輪的負(fù)荷，其會(huì)阻礙磨輪的自銳特征，增加研磨電流，并且在半導(dǎo)體晶片10中造成應(yīng)力。曾為了減少這些缺點(diǎn)而使用過(guò)大砂礫磨輪。然而，大砂礫磨輪限制了可研磨環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)的總高度。此外，大砂礫磨輪產(chǎn)生的較大顆粒刮壞或損壞半導(dǎo)體晶片10的背面。大砂礫磨輪還切碎半導(dǎo)體晶片導(dǎo)致半導(dǎo)體晶片的進(jìn)一步損壞。形成內(nèi)緣18垂直于界面30的唇緣16的其它缺點(diǎn)是其使得磨輪振動(dòng)增加、磨損增加，并且因研磨液和水無(wú)法繞流磨輪，所以其被滯留在環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)12的角落里。
因此，獲得薄型半導(dǎo)體晶片和用于減薄半導(dǎo)體晶片的方法是有益的。更多的益處在于獲得具有成本效益的實(shí)施方法。


通過(guò)閱讀下述具體實(shí)施方式
并結(jié)合附圖將更好地理解本發(fā)明，其中，相似的標(biāo)號(hào)代表相似的組件，其中
圖l是具有環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體晶片的等距視圖；圖2是制造后期的圖1所示半導(dǎo)體晶片的剖視圖，其是沿圖1
5的截面線2-2截獲的；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的具有斜切形環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體晶片的等距視圖4是制造后期的圖3所示半導(dǎo)體晶片的剖視圖，其是沿圖3
的截面線4-4截獲的；
圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的具有臺(tái)階形環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體晶片的等距視圖6是制造后期的圖5所示半導(dǎo)體晶片的剖視圖，其是沿圖5的截面線6-6截獲的；
圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的具有形成環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)的 磨輪的研磨器的剖視圖8是根據(jù)本發(fā)明的附加實(shí)施方式的具有形成環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)的磨輪的研磨器的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明大體上提供一種形成適用于減薄用于制造半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體晶片的環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，環(huán)形支
撐結(jié)構(gòu)由半導(dǎo)體晶片的外圍部分形成，其中該環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)包括緣或唇緣，其邊緣不垂直于半導(dǎo)體晶片的表面。該唇緣的邊緣可為斜切形、臺(tái)階形等等。該環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)還被稱作邊緣支撐結(jié)構(gòu)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的半導(dǎo)體晶片100的等距視圖，該半導(dǎo)體晶片100具有由半導(dǎo)體晶片100的外圍區(qū)104所形成的環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)102。環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)102包括具有斜切形或錐形內(nèi)緣108的唇緣106、外緣110和緣表面103，其中緣表面103可為半導(dǎo)體晶片100的背面的外圍部分。斜切形或錐形內(nèi)緣108還被稱作斜切形部分或斜切形結(jié)構(gòu)。腔114從半導(dǎo)體晶片100背面延伸進(jìn)其主體的中心區(qū)116，并且具有與緣表面103相隔距離120的界面118。距離120還在圖4中示出。從而，腔114被斜切形或錐形邊緣108和界面118所限制。應(yīng)當(dāng)注意，唇緣106在緣表面103處的部分被稱作緣支撐部分或緣支撐結(jié)構(gòu)102的支撐部分。同樣地，唇緣106在界面118附近的部分和唇緣106在緣表面103和界面118之間的部分被稱作緣支撐部分或緣支撐結(jié)構(gòu)102的支撐部分。優(yōu)選地，緣支撐部分的寬度彼此不相同。例如，界面118附近的緣支撐部分的寬度大于緣表面103附近的緣支撐部分的寬度，大于在界面118和緣表面103之間的緣支撐部分的寬度。因此，界面118附近的腔114的直徑小于緣表面103附近的腔114的直徑。圖4進(jìn)一步說(shuō)明了腔114的直徑。
圖4是在將切割帶130附著于緣表面103、錐形內(nèi)緣108和界面118之后的半導(dǎo)體晶片IOO的剖視圖，其是沿圖3的截面線4-4截獲的。圖4所示的是具有上表面或主表面124、中心區(qū)116、外圍區(qū)104、唇緣106和從背面延伸進(jìn)半導(dǎo)體晶片100的腔114的半導(dǎo)體晶片100。磨輪可用于形成斜切形或錐形內(nèi)緣108。應(yīng)當(dāng)注意，斜切形或錐形內(nèi)緣108與界面118所形成的角度不是垂直的，并且緣表面103基本平行于界面118。在緣表面103處的唇緣106的寬度，即緣表面103處的緣支撐部分的寬度，由參考符132標(biāo)識(shí)。在界面118處的唇緣106的寬度，即在界面118處的緣支撐部分的寬度，由參考符136標(biāo)識(shí)，并且在緣表面103和界面118之間的位置處的唇緣106的寬度，即在界面118和緣表面103之間的緣支撐部分的寬度由參考符134標(biāo)識(shí)。因唇緣106的內(nèi)緣108是斜切的，所以寬度136大于寬度134,并且寬度134大于寬度132。應(yīng)當(dāng)注意，由箭頭Dw所標(biāo)識(shí)的在緣表面103附近的腔114的直徑大于由箭頭Dm所標(biāo)識(shí)的在界面118附近的腔114的直徑。切割帶130附著于緣表面103、斜切形或錐形內(nèi)緣108和界面118上。因斜切唇緣106大大減小或消除切割帶130和半導(dǎo)體晶片IOO之間的空氣間隙，所以其是有利的。此外，其還改善磨輪前緣上的磨損以延長(zhǎng)修整間隔，并且提高晶片邊緣附近的水流動(dòng)特性以降低沾污。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的半導(dǎo)體晶片150的等距視圖，該半導(dǎo)體晶片150具有由半導(dǎo)體晶片150的外圍區(qū)154所形成的環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)152。環(huán)形結(jié)構(gòu)152包括具有臺(tái)階形內(nèi)緣158、外緣160
7和緣表面162的唇緣156，其中緣表面162可為半導(dǎo)體晶片150的背面的外圍部分。臺(tái)階形內(nèi)緣158包括每個(gè)都具有水平表面和垂直表面的多個(gè)臺(tái)階164，并且其可被稱作臺(tái)階形結(jié)構(gòu)。腔166從半導(dǎo)體晶片150的背面延伸入半導(dǎo)體晶片150的主體的中心區(qū)168內(nèi)，并且具有與緣表面162相隔距離172的界面170。從而，腔166被斜切形或錐形邊緣158和界面170所限制。應(yīng)當(dāng)注意，唇緣156在緣表面162處的部分被稱作緣支撐部分或緣支撐結(jié)構(gòu)152的支撐部分。同樣地，唇緣156在界面170附近的部分和唇緣156在緣表面162和界面170之間的部分被稱作緣支撐部分或緣支撐結(jié)構(gòu)152的支撐部分。優(yōu)選地，緣支撐部分的寬度彼此不同。例如，在界面170處的緣支撐部分的寬度大于在緣表面162附近的緣支撐部分的寬度，并且大于在界面170和緣表面162之間的緣支撐部分的寬度。因此，在界面170附近的腔166的直徑小于在緣表面162附近的腔166的直徑。圖6進(jìn)一步描述腔166的直徑。
圖6是在將切割帶176附著于緣表面162、臺(tái)階形內(nèi)緣158和界面170上之后的半導(dǎo)體晶片150的剖視圖，其是沿圖5的截面線6-6截獲的。圖6所示的是具有上表面或主表面174、中心區(qū)168、外圍區(qū)154、唇緣156和從背面延伸進(jìn)半導(dǎo)體晶片150的腔166的半導(dǎo)體晶片150?？墒褂媚ポ喰纬尚鼻行位蝈F形內(nèi)緣158。在緣表面162處的唇緣156的寬度由參考符182所標(biāo)識(shí)，在界面170處的唇緣156的寬度由參考符l卯所標(biāo)識(shí)。例如，在緣表面162和界面170之間的臺(tái)階的寬度由參考符184、 186和188所標(biāo)識(shí)。因唇緣156的內(nèi)緣158是臺(tái)階形的，寬度190大于寬度188，寬度188大于寬度186，寬度186大于寬度184，并且寬度184大于寬度182。優(yōu)選地，多個(gè)臺(tái)階中的每個(gè)臺(tái)階的寬度不同于多個(gè)臺(tái)階中的其它臺(tái)階。多個(gè)臺(tái)階164中的一個(gè)或多個(gè)臺(tái)階的寬度大于磨輪的直徑。應(yīng)當(dāng)注意在緣表面162附近的由箭頭Dw所標(biāo)識(shí)的腔166的直徑大于在界面170附近的由箭頭Dn。所標(biāo)識(shí)的腔166的直徑。將切割帶176附著于緣表面162、臺(tái)階形內(nèi)緣158和界面170上。臺(tái)階化唇緣156有利于大大減小或消除切割帶176和半導(dǎo)體晶片150之間的空氣間隙。此外，其還改善磨輪前緣上的磨損以延長(zhǎng)修整間隔，并且提高晶片邊緣附近的水流動(dòng)特性從而降低沾污。
圖7是具有磨輪202的研磨器200的剖視圖，該磨輪202用于由半導(dǎo)體晶片150的外圍區(qū)154形成環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)152。更具體地，圖7示出臺(tái)階形內(nèi)緣158的形成。磨輪202朝由箭頭204所表示的方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)被壓向半導(dǎo)體晶片150的背面。此外，橫向移動(dòng)，即朝基本平行于緣表面162或主表面174的方向移動(dòng)，磨輪202，以形成臺(tái)階形內(nèi)緣158和腔166。優(yōu)選地，程序化研磨器200以移動(dòng)磨輪202?？赏ㄟ^(guò)橫向移動(dòng)磨輪一個(gè)距離以形成一臺(tái)階，橫向移動(dòng)磨輪小于上述距離的另一距離以形成另一臺(tái)階，而形成臺(tái)階形內(nèi)緣或臺(tái)階形結(jié)構(gòu)158的一個(gè)或多個(gè)臺(tái)階。為形成每個(gè)接連臺(tái)階而重復(fù)該步驟，其中形成每個(gè)后續(xù)臺(tái)階的橫向距離小于形成前一臺(tái)階的橫向距離。臺(tái)階形內(nèi)緣158內(nèi)的臺(tái)階數(shù)是半導(dǎo)體元件制造商選取的參數(shù)。應(yīng)當(dāng)注意，由參考符169標(biāo)識(shí)的交叉陰影線部分表示在研磨過(guò)程中將被磨輪202去除的半導(dǎo)體材料。因在圖7所示的研磨時(shí)刻還未形成界面170,所以其由虛線所標(biāo)識(shí)。
圖8是由半導(dǎo)體晶片220的外圍區(qū)227形成環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)226的研磨器200的剖視圖。更具體地，圖8說(shuō)明形成包括具有緣表面230的唇緣228的環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)226。研磨器200被程序化從而磨輪202向下旋入半導(dǎo)體晶片220以形成具有界面224的腔222并形成緣支撐結(jié)構(gòu)226。因在圖8所示的研磨時(shí)刻還未形成界面224，所以其由虛線所標(biāo)識(shí)。在該實(shí)施方式中，在半導(dǎo)體晶片220內(nèi)形成的腔222的直徑隨磨輪旋入半導(dǎo)體晶片220而減小。因此，由箭頭023。所標(biāo)識(shí)的腔222在緣表面230附近的部分的直徑大于由箭頭0224標(biāo)識(shí)的腔222在界面224附近的部分的直徑，反之，由箭頭\￥23()標(biāo)識(shí)的緣支撐結(jié)構(gòu)226在緣表面230附近的部分的寬度小于由箭頭W224標(biāo)識(shí)的緣支撐結(jié)構(gòu)226在界面224附近的部分的寬度。應(yīng)當(dāng)注意，由參考符234標(biāo)識(shí)的交叉陰影線部分表示在研磨過(guò)程中將被磨輪202所去除的半導(dǎo)體材料，但在圖8所示的研磨時(shí)刻還未去除該半導(dǎo)體材料。
盡管本發(fā)明已描述了特定的優(yōu)選實(shí)施方式和方法，由前文所述，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，可在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下對(duì)此類(lèi)實(shí)施方式和方法做出變化和修改。其意圖在于，本發(fā)明將僅受到所附權(quán)利要求所要求的范圍和適用法律的規(guī)定和法則限制。
權(quán)利要求
1.一種用于減薄半導(dǎo)體晶片的方法，包括提供具有第一和第二側(cè)以及主表面的所述半導(dǎo)體晶片；在所述半導(dǎo)體晶片的所述第二側(cè)中形成環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)，其中所述環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)具有第一和第二支撐部分，并且其中所述第二支撐部分的寬度大于所述第一部分的寬度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)包 括將所述環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)形成為臺(tái)階形結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中形成所述環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)還 包括使用研磨器形成所述臺(tái)階形結(jié)構(gòu)，其中使用所述研磨器包括從所述半導(dǎo)體晶片的背面研磨以形成具有第一寬度的第一臺(tái)階；以及從所述半導(dǎo)體晶片的所述背面研磨以形成具有第二寬度的第二 臺(tái)階，所述第二寬度大于所述第一寬度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中使用所述研磨器包括研磨 所述半導(dǎo)體晶片的所述背面以形成多個(gè)臺(tái)階，并且其中所述多個(gè)臺(tái)階 中的每個(gè)臺(tái)階具有不同于所述多個(gè)臺(tái)階中的其它臺(tái)階的寬度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中使用所述研磨器形成所述 臺(tái)階形結(jié)構(gòu)包括朝基本平行于所述主表面的方向移動(dòng)磨輪，并且進(jìn)一 步包括橫向移動(dòng)所述磨輪第一距離以形成所述臺(tái)階形結(jié)構(gòu)的第一臺(tái)階；以及橫向移動(dòng)所述磨輪第二距離以形成所述臺(tái)階形結(jié)構(gòu)的第二臺(tái)階， 所述第二距離小于所述第 一距離。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)還 包括使用研磨器通過(guò)使所述研磨器的部分旋入所述半導(dǎo)體晶片中而 形成所述環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)。
7. —種用于由半導(dǎo)體晶片形成環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)的方法，包括 分別在所述半導(dǎo)體晶片的第一和第二側(cè)上提供具有第一和第二表面的所述半導(dǎo)體晶片；從所述第二側(cè)去除所述半導(dǎo)體晶片的多個(gè)部分以形成腔，其中去 除所述多個(gè)部分包括從所述第二側(cè)去除所述半導(dǎo)體晶片的第一部分以形成所述腔 的第一部分，所述腔的所述第一部分具有第一尺寸；以及從所述第二側(cè)去除所述半導(dǎo)體晶片的第二部分以形成所述腔 的笫二部分，所述腔的所述第二部分具有第二尺寸，所述第二尺寸 大于所述第一尺寸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中去除所述第一和第二部分 形成臺(tái)階形結(jié)構(gòu)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中去除所述第一和第二部分 形成斜切式結(jié)構(gòu)。
10. —種具有環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體晶片，其中所述環(huán)形支撐結(jié) 構(gòu)包括具有至少第一和第二部分的緣，其中所述第一部分具有第一寬 度，所述第二部分具有第二寬度，所述第二寬度大于所述第一寬度。
全文摘要
一種薄型半導(dǎo)體晶片和一種用于減薄所述半導(dǎo)體晶片的方法。從半導(dǎo)體晶片背面減薄半導(dǎo)體晶片，以在所述半導(dǎo)體晶片的背面的中心區(qū)域形成腔。該腔的形成還包括在該半導(dǎo)體晶片的外圍區(qū)形成環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)。該環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)具有內(nèi)緣和外緣。所述內(nèi)緣可為斜切形或臺(tái)階形。
文檔編號(hào)H01L23/00GK101673679SQ200910203389
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月8日
發(fā)明者M·J·瑟登 申請(qǐng)人:半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司