涂布有凸点的半导体晶片的方法技术

描述了将有凸点的晶片的有源面涂布正面保护（ＦＳＰ）材料或晶片级底部填充剂（ＷＬＵＦ），而不会使焊料凸点污染上涂料和／或填料的方法。在该方法中，将防护材料施加在晶片有源面上焊料凸点的顶部，然后用涂料涂布晶片的正面，对涂料进行硬化，并且任选地将防护材料从焊料凸点去除。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
0001本专利技术涉及，其可用于倒 装片器件的晶片级封装(wafer level packages, WLP)或晶片级底部填 充(wafer level underfill, WLUF)的正面保护。
技术介绍
0002半导体器件封装技术的近期发展在晶片级包括尽可能多的 步骤。在将晶片切割并单粒化(singulation)为单个管芯(die)之前施加 材料使得加工时间总体降低，并且由此降低生产成本。通常，晶片的 有源表面上具有沉积于其上的焊料凸点，这些焊料凸点随后用于将单 个的管芯附着至衬底上的键合焊盘，形成二者之间的电互连。已出现 多种封装方法，它们需要将膏或液体涂料施加至晶片的有凸点的面上。 这些方法的两个例子包括用于存储器件的WLP和用于微处理器及专用 集成电路(ASIC)器件的WLUF。0003用WLP技术生产的存储器封装愈加需要正面保护(front side protection, FSP)涂层。这通常是在切割和单粒化之前施加至晶片 的有源(有凸点)面并固化的粘合剂或密封剂。正如它的名称所示， FSP涂层在随后的加工步骤例如切割、单粒化和附着至电路板的过程 中保护晶片的有源面。虽然不是所有用WLP封装的存储器件都需要 FSP涂层，但是这种需要随该技术的发展变得更加普遍。性能需求例 如对更薄的封装、更快的信号传输以及增加的存储能力的需要，正导 致具有更小凸点高度的更大管芯。这些变化，单独地以及结合地，导 致增加的封装应力，通常使用FSP涂层来减轻该封装应力。0004倒装片器件，特别是那些具有大管芯的倒装片器件例如微 处理器或ASIC，通常在焊料凸点周围使用底部填充剂或密封剂来封装，这些焊料凸点用于将管芯的有源面附着至衬底或电路板。这种封 装类型的早期技术利用毛细管型底部填充剂，其以液体形式被施加至 已经附着至衬底的管芯的周围。近来，已进行许多工作，使底部填充 剂能够在晶片级上进行施加，以便可以消除耗时的毛细管型底部填充 步骤。0005有凸点的半导体晶片的涂布可使用本领域熟知的各种技术 来进行，这些技术包括旋涂、模版印刷和喷涂。旋涂方法具有非常快 速的优势，并且通过涂料的适当选择可得到非常均匀的涂层厚度。而 且，由于没有刮板或其他物理介质在凸点上刮擦，所以可以以小于焊 料凸点高度的厚度施加涂层，并且涂料配方中可以使用或不使用溶剂。0006但是，当该方法用于有凸点的表面上时，涂料不但涂布管 芯而且涂布焊料凸点的顶部。然后，必须使用热压焊使管芯附着，其 中在管芯放置过程中通过施加热和压力形成焊接。热和压力将涂料从 焊料凸点的顶部驱除，使得在管芯和衬底之间能够形成干净的焊接。 该方法非常耗时，并因此非常昂贵，而且热压焊接设备在工业中不十 分普遍。此外，如果在焊料凸点上存在填料，则热压焊不充分有效， 所以它不能使用含有显著量填料的涂料配方。可选地，在管芯附着至 衬底之前，可去除焊料凸点顶部上的涂料，以使焊料凸点可形成干净 的焊接，得到与邻接衬底的有效互连。当涂料含有填料时，这是非常 必要的，原因在于凸点上的填料颗粒对焊接的形成特别有害。0007多余的涂料和/或填料颗粒的去除可在涂料固化和/或硬化 之后进行，并且可通过物理或化学方法包括磨平、磨光或化学蚀刻来 完成。不幸的是，这些处理步骤耗时，可能损害焊料凸点或晶片，并 且可能导致污染。因此，期望的是这样的涂布方法一一其可涂布晶片 至规定的厚度，该厚度小于焊料凸点高度，并且焊料凸点上没有显著 的涂料残留，使得后续的涂料去除步骤不必要，并且可使用标准的"拾 放(pick and place)"管芯附着设备(该设备具有高生产量并且在工业 中是常用的)。0008模版印刷通常通过施加足以覆盖焊料凸点的厚度的溶剂型 涂料配方来完成。然后涂料被B-阶处理，该处理是蒸发溶剂并部分固化和/或硬化涂料的过程。溶剂的蒸发使得涂料显著收縮，以使所产生 的涂料的厚度小于焊料凸点的高度。但是，在凸点的顶部仍存在显著 的残留涂料，并且如果涂料含有填料，在凸点上也可能存在填料颗粒。 为了通过拾放管芯键合与衬底形成干净的焊接，必须用物理或化学方 法去除涂料和/或填料。0009可选地，在切割和单粒化(切割后管芯的分离)后，使用热压焊可将管芯附着至衬底，这样热和压力迫使残留涂料从焊点上去 除，使得能够形成良好的的键合和电连接。如前面所讨论，热压焊接 设备目前在工业中不是十分普遍，该方法是耗时的附着方法，并且如 果在凸点上存在填料颗粒，它是无效的。因此，期望的是这样的涂布 方法——其能将涂料以规定的厚度施加至晶片，该厚度小于焊料凸点 高度，并且在焊料凸点的顶部上不产生涂料残留物或填料颗粒。这种 方法可使用传统的拾放管芯附着设备来组装封装，并且填充的(有填 料的)涂料配方可更易于使用。0010图l和图2说明了两种晶片涂布的传统方法。
技术实现思路
0011本专利技术是涂布半导体晶片的有源面的方法，其中所述半导体晶片的有源面具有沉积在其上的焊料凸点，所述方法包括(a) 提供半导体晶片，其具有正面和与所述正面相对的背面，所 述正面是有源的并具有沉积在其上的焊料凸点，(b) 将防护材料(repellent material)施加于所述焊料凸点的顶部，(c) 用涂料涂布所述晶片的所述正面，(d) 硬化所述涂料，以及(e) 任选地，将所述防护材料从所述焊料凸点去除。0012该方法使得能够用填充的或未填充的(有填料的或无填料的)涂料将有凸点的晶片涂布至规定的厚度，所述厚度可低于焊料凸 点高度，而无需从凸点去除残留的涂料并且无需使用热压焊，以实现 干净的焊接。0013在另一个实施方式中，本专利技术是根据上述方法制备的半导 体晶片。0014附图说明0015对本专利技术更充分的理解可通过阅读以下详细描述并参考附图来进行，其中0016图1 (现有技术)说明了传统晶片旋涂方法的步骤和相应 的晶片截面图。0017图2 (现有技术)说明了传统模版印刷涂布方法的步骤和 相应的晶片截面图。0018图3说明了本专利技术方法的一个实施方式，其中起始的涂布 厚度低于焊料凸点的顶端。0019图4说明了本专利技术方法的一个实施方式，其中起始的涂布 厚度高于焊料凸点的顶端。定义0020如本文所用，术语"烷基"是指有支链的或无支链的1 至24个碳原子的饱和烃基团，例如甲基("Me")、乙基("Et")、正丙 基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、辛基、癸基及类似基团。本 文优选的垸基含有1至12个碳原子。0021如本文提供的术语化合物、产物或组合物的"有效量"意 思是用以提供所期望结果的化合物、产物或组合物的足够量。如下文 所指出，不同封装所需的精确量将有所变化，其取决于所使用的具体 化合物、产物或组合物，它的施用方式等等。因此，不可能总能规定 精确量；但是有效量可由本领域普通技术人员仅使用常规实验来确定。0022如本文所用，术语"适合的"用于指与如本文提供用于所 述目的的化合物、产物或组合物相容的部分。对所述目的的适合性可 由本领域普通技术人员仅使用常规实验来确定。0023如本文所用，"取代的"通常用于指去除了氢或其他原子 并用其他部分代替的碳或适合的杂原子。而且，"取代的"意图是指不 改变本专利技术的下述化合物、产物或组合物的基本用途和新用途的取代。0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂布半导体晶片的有源面的方法，所述半导体晶片的有源面具有沉积在其上的焊料凸点，所述方法包括：　（ａ）提供半导体晶片，其具有正面和与所述正面相对的背面，所述正面是有源的并具有沉积在其上的焊料凸点，　（ｂ）将防护材料施加在所述焊料凸点的顶部，　（ｃ）用涂料涂布所述晶片的所述正面，　（ｄ）硬化所述涂料，以及　（ｅ）任选地，将所述防护材料从所述焊料凸点去除。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：D怀亚特，G达特，AP珀瑞兹，
申请(专利权)人：汉高股份两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[]