專利名稱：不連續(xù)薄半導(dǎo)體晶片表面特征的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及集成電路(IC)。更具體來說，本發(fā)明涉及制造集成電路。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體裸片包括晶體管與在襯底的作用層和膜層中的其它組件的集合。通常，這些襯底為半導(dǎo)體材料，且具體來說為硅。另外，這些襯底常規(guī)上厚于為獲得所要裝置性能所必需的厚度。所述半導(dǎo)體裸片是從半導(dǎo)體晶片被單一化或分割。常規(guī)上，所述層沉積于半導(dǎo)體晶片上，所述半導(dǎo)體晶片經(jīng)單一化或經(jīng)分割以形成若干多半導(dǎo)體裸片。厚襯底在超出晶體管性能范圍的半導(dǎo)體制造期間具有優(yōu)點(diǎn)。在晶片和/或裸片的制造期間，襯底經(jīng)受許多工藝、高溫，以及工具甚至制造場(chǎng)所之間的轉(zhuǎn)移。在這些轉(zhuǎn)移期間， 襯底可斷裂，從而導(dǎo)致時(shí)間和資源的損失。厚襯底不大可能在制造期間斷裂。沉積于襯底上的膜層具有與襯底不同的應(yīng)力，從而導(dǎo)致不平衡的應(yīng)力。當(dāng)襯底與膜層之間的應(yīng)力不平衡時(shí)，襯底可能翹曲或彎曲以達(dá)到平衡應(yīng)力。厚襯底能夠比薄襯底更好地使由膜層強(qiáng)加的應(yīng)力平衡。已在常規(guī)上通過用黏合劑將薄襯底附接到厚支撐襯底來解決在制造期間使用薄襯底的問題。所述支撐襯底被稱作載體晶片。在完成制造過程的薄襯底經(jīng)受破裂風(fēng)險(xiǎn)的部分后，拆離所述載體晶片。由于若干原因，使用載體晶片為不合意的。所述載體晶片增加了制造成本，但未增加最終產(chǎn)品的有形價(jià)值。另外，將載體晶片附接到薄襯底的黏合劑會(huì)將殘余物留在半導(dǎo)體晶片的薄襯底上。盡管載體晶片提供了制造期間的穩(wěn)定性，但從載體晶片釋放薄襯底提出制造挑戰(zhàn)。使用薄襯底制造的一個(gè)實(shí)例為堆疊式IC的構(gòu)造。堆疊式IC通過垂直地堆疊裸片而增加裝置功能性并減小裸片大小。類似于在較小陸地面積中配備較多辦公空間的高層塔，堆疊式IC在占用相同面積的同時(shí)為晶體管和其它組件提供更多空間。在堆疊式IC中，第二裸片堆疊于第一裸片上，從而允許構(gòu)造擴(kuò)展成三維(3D)構(gòu)造。堆疊式IC允許具有大量組件的產(chǎn)品配合小的形狀因子。半導(dǎo)體裸片的組件密度為裸片中的組件的數(shù)目除以裸片面積。舉例來說，將一裸片堆疊于等同裸片上導(dǎo)致相同面積中的組件的數(shù)目大致加倍，以使組件密度加倍。當(dāng)將第二裸片堆疊于第一裸片上時(shí)，所述兩個(gè)裸片共享同一封裝且經(jīng)由所述封裝與外部裝置通信。常規(guī)上，第二裸片通過位于第一裸片中的穿硅通孔而耦合到封裝和外部裝置。部分地基于所選擇的制造技術(shù)，穿硅通孔的縱橫比為受限制的。結(jié)果，第一裸片的高度受限制，以便確保穿硅通孔可延伸第一裸片的整個(gè)高度。穿硅通孔應(yīng)延伸所述整個(gè)高度以獲得從封裝襯底到第二裸片的導(dǎo)電路徑。隨著第一裸片的高度減小以適應(yīng)穿硅通孔制造，第一裸片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受到損失。常規(guī)上，制造堆疊式IC包括在使第一裸片薄化之前將第一裸片附接到用于支撐的載體晶片。接著使所述第一裸片薄化以適應(yīng)所述穿硅通孔的高度。在薄化后應(yīng)從載體晶片釋放第一裸片的半導(dǎo)體晶片，以封裝堆疊式IC。然而，一旦從載體晶片釋放，第一裸片便可能在襯底與膜層之間具有不平衡應(yīng)力。因此，需要釋放晶片上的應(yīng)力。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種半導(dǎo)體晶片包括具有前側(cè)和背側(cè)的半導(dǎo)體襯底。所述半導(dǎo)體晶片還包括在所述半導(dǎo)體襯底的所述前側(cè)上的膜層。所述膜層和所述半導(dǎo)體襯底中的至少一者具有第一不連續(xù)表面，所述第一不連續(xù)表面具有至少一條蝕刻線。所述不連續(xù)表面減小所述半導(dǎo)體晶片中的殘余應(yīng)力。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種制造半導(dǎo)體晶片的方法包括使所述半導(dǎo)體晶片薄化。所述方法還包括在使所述半導(dǎo)體晶片薄化之后在所述半導(dǎo)體晶片中蝕刻至少一條蝕刻線，以形成不連續(xù)表面。所述不連續(xù)表面消除所述半導(dǎo)體晶片中的應(yīng)力。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種半導(dǎo)體晶片包括半導(dǎo)體襯底。所述半導(dǎo)體晶片還包括膜層。所述半導(dǎo)體晶片進(jìn)一步包括用于消除所述半導(dǎo)體襯底和所述膜層中的至少一者中的應(yīng)力的裝置。前述內(nèi)容已相當(dāng)廣泛地概述了本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)以便可更好地理解以下詳細(xì)描述。下文中將描述形成本發(fā)明的權(quán)利要求書的標(biāo)的物的額外特征和優(yōu)點(diǎn)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，所揭示的概念和特定實(shí)施例可容易用作用于修改或設(shè)計(jì)用于實(shí)施本發(fā)明的相同目的的其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，所述等效構(gòu)造并不脫離如在所附權(quán)利要求書中所陳述的本發(fā)明的技術(shù)。當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，從以下描述將更好地理解據(jù)信為本發(fā)明所特有的新穎特征(關(guān)于其組織和操作方法兩者)連同其它目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。然而，應(yīng)明確地理解，各圖中的每一者僅出于說明和描述目的而提供且無意作為對(duì)本發(fā)明的限制的界定。


為了更完整地理解本發(fā)明，現(xiàn)參考結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述。圖1為展示可有利地使用本發(fā)明的實(shí)施例的示范性無線通信系統(tǒng)的方框圖。圖2為說明針對(duì)如下文所揭示的半導(dǎo)體組件的電路、布局和邏輯設(shè)計(jì)而使用的設(shè)計(jì)工作站的方框圖。圖3為說明堆疊式IC的方框圖。圖4為說明處于張應(yīng)力下的裸片的方框圖。圖5為說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有示范性不連續(xù)表面特征的晶片的俯視圖的方框圖。圖6為說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于示范性不連續(xù)表面特征的制造過程的方框圖。圖7為說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的在襯底中具有示范性不連續(xù)表面特征的晶片的橫截面圖的方框圖。圖8為說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的在膜層中具有示范性不連續(xù)表面特征的晶片的橫截面圖的方框圖。
具體實(shí)施方式
圖1為展示可有利地使用本發(fā)明的實(shí)施例的示范性無線通信系統(tǒng)100的方框圖。 出于說明的目的，圖1展示三個(gè)遠(yuǎn)程單元120、130和150以及兩個(gè)基站140。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，典型的無線通信系統(tǒng)可具有多得多的遠(yuǎn)程單元和基站。遠(yuǎn)程單元120、130和150包括IC裝置125A、125B和125C，所述裝置包括通過本文所揭示的工藝而制造的電路。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，含有 IC的任何裝置還可包括具有所揭示特征的半導(dǎo)體組件和/或通過本文中所揭示的工藝而制造的組件，包括基站、開關(guān)裝置和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。圖1展示從基站140到遠(yuǎn)程單元120、130和 150的前向鏈路信號(hào)180和從遠(yuǎn)程單元120、130和150到基站140的反向鏈路信號(hào)190。在圖1中，將遠(yuǎn)程單元120展示為移動(dòng)電話，將遠(yuǎn)程單元130展示為便攜式計(jì)算機(jī)，且將遠(yuǎn)程單元150展示為無線本地環(huán)路系統(tǒng)中的固定位置遠(yuǎn)程單元。舉例來說，所述遠(yuǎn)程單元可為例如以下各者的裝置音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、固定位置數(shù)據(jù)單元，和計(jì)算機(jī)。盡管圖1說明根據(jù)本發(fā)明的教示的遠(yuǎn)程單元，但本發(fā)明并不限于這些示范性所說明的單元。如以下所描述，本發(fā)明可合適地用于包括半導(dǎo)體組件的任何裝置中。圖2為說明針對(duì)如以下所揭示的半導(dǎo)體組件的電路、布局和邏輯設(shè)計(jì)而使用的設(shè)計(jì)工作站的方框圖。設(shè)計(jì)工作站200包括硬盤201，硬盤201含有操作系統(tǒng)軟件、支持文件和例如Cadence或OrCAD的設(shè)計(jì)軟件。設(shè)計(jì)工作站200還包括顯示器以促進(jìn)電路210或半導(dǎo)體晶片212的設(shè)計(jì)。提供存儲(chǔ)媒體204以用于有形地存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)210或半導(dǎo)體晶片 212。電路設(shè)計(jì)210或半導(dǎo)體晶片212可以例如⑶SII或GERBER的文件格式存儲(chǔ)于存儲(chǔ)媒體204上。存儲(chǔ)媒體204可為⑶-R0M、DVD、硬盤、快閃存儲(chǔ)器或其它適當(dāng)裝置。此外，設(shè)計(jì)工作站200包括驅(qū)動(dòng)設(shè)備203，以用于接收來自存儲(chǔ)媒體204的輸入或?qū)⑤敵鰧懭氲酱鎯?chǔ)媒體 204。記錄于存儲(chǔ)媒體204上的數(shù)據(jù)可指定邏輯電路配置、用于光刻掩模的圖案數(shù)據(jù)， 或用于串行寫入工具(例如，電子束光刻)的掩模圖案數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)可進(jìn)一步包括例如與邏輯仿真相關(guān)聯(lián)的時(shí)序圖或網(wǎng)狀電路的邏輯驗(yàn)證數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)提供于存儲(chǔ)媒體204上通過減小用于設(shè)計(jì)半導(dǎo)體晶片的過程的數(shù)目來促進(jìn)電路設(shè)計(jì)210或半導(dǎo)體晶片212的設(shè)計(jì)。圖3為說明堆疊式IC的方框圖。堆疊式IC 300包括封裝襯底310。封裝襯底310 經(jīng)由封裝連接件322(例如，在球狀柵格陣列中的凸塊)而耦合到第一層裸片320?；蛘?，可使用引腳或其它合適的封裝連接件。第二層裸片330經(jīng)由封裝連接件332(例如，在球狀柵格陣列中的凸塊)而耦合到第一層裸片320。第一層裸片320包括穿硅通孔324。穿硅通孔3M延伸第一層裸片320的整個(gè)高度，且將封裝襯底310耦合到封裝連接件332以允許從封裝襯底310到第一層裸片320或第二層裸片330的通信?？蛇M(jìn)一步將額外裸片(未圖示)堆疊于第二層裸片330的頂部上。例如堆疊式IC 300的堆疊式IC允許經(jīng)由3D堆疊來制造比可在2D IC上實(shí)現(xiàn)的密度高的密度的ic。舉例來說，第二層裸片330可為存儲(chǔ)器或高速緩沖存儲(chǔ)器裝置，且第一層裸片320可為處理器或其它邏輯電路。微處理器的裸片面積的大部分被L2高速緩沖存儲(chǔ)器占用。將高速緩沖存儲(chǔ)器堆疊于邏輯電路上可減小微處理器的裸片大小。或者，可將位于與微處理器分開的裸片上的DRAM組件堆疊于微處理器上。將DRAM組件堆疊于微處理器上可減小對(duì)母板的空間約束。另外，將DRAM組件定位成更靠近微處理器可減小等待時(shí)間，且允許使用增加到DRAM組件的帶寬(例如，較高的時(shí)鐘速率)的方法。出于至少這些原因，預(yù)期可使用堆疊式IC實(shí)現(xiàn)的組件的較高密度來支持將來IC的開發(fā)。當(dāng)?shù)诙勇闫?30附接到第一層裸片320時(shí)，可能由于置于第一層裸片320上的物理力而發(fā)生損壞。第一層裸片320的厚度對(duì)應(yīng)于其承受這些物理力的機(jī)械強(qiáng)度。因此， 當(dāng)使第一層裸片320薄化以暴露穿硅通孔324時(shí)，更有可能在第二層裸片330的附接期間發(fā)生對(duì)第一層裸片320的損壞。圖4為說明處于張應(yīng)力下的裸片的方框圖。裸片400具有襯底412和膜層414。 舉例來說，襯底412包括塊體硅或其它半導(dǎo)體材料和例如晶體管等組件的作用層。膜層414 可包括互連件、通孔、例如氮化硅或氧化硅等隔離層，和例如觸點(diǎn)等額外層。穿硅通孔416 位于襯底412中，以允許襯底412的前側(cè)413與襯底412的背側(cè)411之間的耦合。舉例來說，裸片400可為安裝于封裝襯底(未圖示)上的堆疊式IC中的第一層。在此情況下，穿硅通孔416可將堆疊式IC的第二層耦合到封裝襯底。穿硅通孔416是用例如反應(yīng)性離子蝕刻、濕式蝕刻或激光鉆孔等蝕刻技術(shù)而形成。穿硅通孔416的高度受限制且部分地由穿硅通孔416的寬度來確定。舉例來說，蝕刻工藝可具有10 1的蝕刻比率，其指示所述蝕刻的深度僅可為穿硅通孔416的寬度的十倍。 在此情況下，1 μ m的穿硅通孔可被蝕刻10 μ m深。因此，襯底412的高度應(yīng)小于選定蝕刻工藝和穿硅通孔416的寬度所允許的高度。在此情況下，襯底412的高度應(yīng)為ΙΟμπι。處置襯底412的問題可能在使襯底412薄化到適當(dāng)高度之后出現(xiàn)。襯底412的機(jī)械強(qiáng)度與襯底412的高度成比例。因此，減小襯底412的高度以允許穿硅通孔416從前側(cè)413延伸到背側(cè)411減小了襯底412的機(jī)械強(qiáng)度。膜層414在襯底 412的薄化期間保持固定高度。因此，不管襯底412的高度為如何，襯底412的強(qiáng)度不足以支撐在膜層414中累積的相同水平的應(yīng)力。視構(gòu)成膜層414的膜的數(shù)目和類型而定，膜層 414中的應(yīng)力可為殘余的壓縮應(yīng)力或殘余的張應(yīng)力。如果在襯底412上存在凈殘余壓縮應(yīng)力，則襯底412將傾向于向外推且整個(gè)組合件將呈皺眉狀彎曲。如果在襯底412上存在凈殘余張應(yīng)力，則襯底412將傾向于向內(nèi)推且整個(gè)組合件將呈微笑狀彎曲。另外，溫度可影響膜層414和襯底412中的應(yīng)力。舉例來說，隨著溫度升高，不同材料可以不同速率膨脹。如果膜層414以比襯底412快的速率膨脹，則襯底412可能歸因于缺乏機(jī)械強(qiáng)度而翹曲。翹曲可能損壞襯底412的作用層中的組件、膜層414中的結(jié)構(gòu)，或稍后在制造過程中引起若干問題。另外，襯底412上的作用層中的組件經(jīng)設(shè)計(jì)以在特定應(yīng)力范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)仄鹱饔谩?舉例來說，張應(yīng)力改進(jìn)nFET裝置中的載流子移動(dòng)性。除了膜層414中的累積的應(yīng)力外，制造過程還損壞襯底412的前側(cè)413。由等離子體工藝(例如，反應(yīng)性離子蝕刻和金屬沉積)期間高能粒子對(duì)襯底412的沖擊而引起損壞。 還可由暴露于濕式蝕刻或清潔期間所使用的化學(xué)物質(zhì)而引起損壞。當(dāng)襯底412的前側(cè)413 受損壞時(shí)，受損壞部分的應(yīng)力與襯底412的塊體的應(yīng)力不同。應(yīng)力上的這些差異導(dǎo)致制造過程中的額外翹曲問題。膜層或襯底中的應(yīng)力的釋放可通過執(zhí)行對(duì)襯底和/或膜層的蝕刻以形成不連續(xù)表面來實(shí)現(xiàn)。經(jīng)蝕刻的區(qū)域通過允許不連續(xù)表面中的原子膨脹并達(dá)到平衡而提供應(yīng)力消除。以下將進(jìn)一步詳細(xì)描述不連續(xù)表面特征。圖5為說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有示范性不連續(xù)表面特征的晶片的俯視圖的方框圖。展示晶片510的俯視圖。晶片510含有通過切割溝道518分開的裸片514，切割溝道 518可用以將所述裸片分開。在方框512中展示裸片的子集。方框512說明晶片510上的裸片514。裸片514包括膜層和包括作用層的襯底。當(dāng)層達(dá)到平衡時(shí)，膜層與襯底之間的應(yīng)力差造成晶片510的翹曲。蝕刻線516為從以下各者移除材料的線膜層、襯底的作用層、 塊體硅的前側(cè)、塊體硅的背側(cè)或其用以形成消除應(yīng)力的不連續(xù)表面特征的任何組合。蝕刻線516不影響晶片510或裸片514的其它電特性。舉例來說，當(dāng)蝕刻線在膜層中時(shí)，所述蝕刻線可圍繞互連件而彎曲，使得互連件或通孔不被切斷。另外，如果蝕刻線 516在襯底的作用層中，則蝕刻線516可圍繞源極/漏極區(qū)或襯底的作用層中的溝道而彎曲ο如果膜層包括多個(gè)不同材料層，則蝕刻線516的小部分可在膜層的第一層中且蝕刻線516的小部分可在膜層的第二層中。以此方式，蝕刻線516可處于晶片510中的不同高度處。蝕刻線516被展示為大體上正交的水平線和垂直線，但可采取任何形狀。如以下所描述，當(dāng)以光刻工藝來形成蝕刻線516時(shí)，可界定所述形狀。可使用例如結(jié)合光刻技術(shù)(例如，電子束光刻或深UV光刻)而使用的反應(yīng)性離子蝕刻或濕式蝕刻等蝕刻技術(shù)來實(shí)現(xiàn)形成蝕刻線516。以下將參看圖6更詳細(xì)地描述所述制
造工藝ο圖6為說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于示范性不連續(xù)表面特征的制造工藝的方框圖。 在方框620處，在晶片上沉積光致抗蝕劑。光致抗蝕劑材料經(jīng)選擇以匹配曝光期間所使用的光源。舉例來說，如果所述光源為電子束，則可將聚甲基丙烯酸甲酯沉積于晶片上。在方框630處，使用對(duì)于在方框620處所沉積的光致抗蝕劑適當(dāng)?shù)墓庠唇?jīng)由掩模來使所述光致抗蝕劑曝光。所述掩模含有例如圖5中所展示的蝕刻線等特征。如果在方框620處沉積正色調(diào)光致抗蝕劑，則暴露于光源的區(qū)域?qū)⒃诠庵驴刮g劑顯影之后溶解掉。未經(jīng)曝光的光致抗蝕劑充當(dāng)掩模以防止將保留的材料在后續(xù)工藝期間被蝕刻。如果在方框620處沉積負(fù)色調(diào)光致抗蝕劑，則未暴露于光源的區(qū)域?qū)⒃诠庵驴刮g劑劑顯影之后溶解掉?？蓤?zhí)行如此項(xiàng)技術(shù)中眾所周知的色調(diào)顛倒工藝，例如沉積金屬和提離光致抗蝕劑。在方框640處，可執(zhí)行例如反應(yīng)性離子蝕刻的蝕刻以移除晶片上的材料。蝕刻化學(xué)物質(zhì)經(jīng)選擇以移除針對(duì)不連續(xù)表面特征的材料。舉例來說，如果將蝕刻氮化硅層以形成不連續(xù)氮化硅表面，則可選擇包括CF4的反應(yīng)性離子蝕刻。另外，可蝕刻膜層中的一個(gè)以上的層。舉例來說，所述蝕刻可移除氮化硅層和金屬層。在此情況下，可使用單一蝕刻化學(xué)物質(zhì)或多種蝕刻化學(xué)物質(zhì)。在蝕刻完成之后，在方框650處剝離任何剩余的光致抗蝕劑?？蓤?zhí)行額外的清潔和沖洗步驟以作為剝離光致抗蝕劑的部分，以移除晶片上的殘余物?；蛘?，在無色調(diào)顛倒工藝的情況下，可將用于方框630中的曝光的掩模反轉(zhuǎn)以允許所述工藝用負(fù)色調(diào)光致抗蝕劑來操作。根據(jù)另一實(shí)施例，可使用經(jīng)聚焦離子束形成不連續(xù)表面。在此實(shí)施例中，不使用光致抗蝕劑?？缭骄谋砻鎾呙杷鼋?jīng)聚焦離子束，且在經(jīng)聚焦離子束掃描到的地方蝕刻晶片上的材料。舉例來說，可通過經(jīng)聚焦離子束掃描例如圖5中所展示的蝕刻線等線。
在一個(gè)實(shí)施例中，在晶片的襯底中形成示范性不連續(xù)表面特征，以消除襯底中的應(yīng)力。圖7為說明在襯底中具有示范性不連續(xù)表面特征的晶片的橫截面圖的方框圖。晶片 700包括襯底710。經(jīng)由如上文參看圖6所描述的制造工藝所形成的蝕刻線712產(chǎn)生不連續(xù)表面特征。在蝕刻線712處，襯底710的原子平面斷開，且允許所述原子平面膨脹到蝕刻線712中以消除襯底710中的應(yīng)力。蝕刻線712可處于襯底710的前側(cè)或背側(cè)中。在另一實(shí)施例中，在晶片的膜層中形成示范性不連續(xù)表面特征，以消除膜層中的應(yīng)力。圖8為說明在膜層中具有示范性不連續(xù)表面特征的晶片的橫截面圖的方框圖。晶片 800包括襯底810和膜層830。膜層830包括蝕刻線832。蝕刻線832產(chǎn)生膜層830中的不連續(xù)表面特征。在蝕刻線832處，膜層830中的原子平面可膨脹以消除膜層830中的應(yīng)力。盡管展示單一蝕刻線，但還可提供多條蝕刻線。蝕刻線532可處于襯底810的前側(cè)或背側(cè)中。在蝕刻線832形成于膜層830中之后，可沉積隔離插塞834以部分地或完全地填充蝕刻線832。隔離插塞834防止將來沉積于膜層830上的層干擾膜層830。舉例來說，如果將金屬層沉積于膜層830上，則所述金屬層可將膜層830中的互連件或通孔短接。用于隔離插塞834的材料的所要性質(zhì)包括匹配的熱膨脹系數(shù)和膜層830與隔離插塞834之間的用以防止分層的良好粘附。舉例來說，隔離插塞834可為二氧化硅、氮化硅或聚酰亞胺。盡管未圖示，但隔離插塞834可與膜層830齊平。在隔離插塞834的沉積之后，可使用化學(xué)機(jī)械拋光工藝，以使隔離插塞834與膜層830齊平。盡管在圖8中僅展示一個(gè)膜層，但膜層可包括多層互連件或通孔(包括銅層或鋁層)、組件(例如，晶體管或電容器)和絕緣層(例如，氧化硅或氮化硅)。如以上所述，(若干)蝕刻線可處于膜層中的任何一者或一者以上中。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可在晶片上以組合方式使用襯底中的不連續(xù)表面特征(如以上參看圖7所說明)和膜層中的不連續(xù)表面特征(如以上參看圖8所說明)，以消除晶片的多個(gè)位置中的應(yīng)力。盡管術(shù)語“穿硅通孔”包括字“硅”，但應(yīng)注意，沒有必要以硅來建構(gòu)穿硅通孔。而是，所述材料可為任何裝置襯底材料。盡管已詳細(xì)地描述了本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，但應(yīng)理解，在不脫離如由附加權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明的技術(shù)的情況下，可在本文中進(jìn)行各種改變、替代和更改。此外，本申請(qǐng)案的范圍無意限于本說明書中所描述的工藝、機(jī)器、制造、物質(zhì)組成、手段、方法和步驟的特定實(shí)施例。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于從本發(fā)明了解，可根據(jù)本發(fā)明利用目前現(xiàn)存或稍后待開發(fā)的執(zhí)行與本文中所描述的對(duì)應(yīng)實(shí)施例大體上相同的功能或?qū)崿F(xiàn)與所述對(duì)應(yīng)實(shí)施例大體上相同的結(jié)果的工藝、機(jī)器、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟。因此，所附權(quán)利要求書意欲在其范圍內(nèi)包括此些工藝、機(jī)器、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體晶片，其包含半導(dǎo)體襯底，其具有前側(cè)和背側(cè)；以及膜層，其位于所述半導(dǎo)體襯底的所述前側(cè)上；其中所述膜層和所述半導(dǎo)體襯底中的至少一者具有包含至少一條蝕刻線的第一不連續(xù)表面，所述第一不連續(xù)表面減小所述半導(dǎo)體晶片中的殘余應(yīng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片，其中所述至少一條蝕刻線減少所述半導(dǎo)體晶片的翹曲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片，其進(jìn)一步包含所述膜層中的第二不連續(xù)表面， 所述第二不連續(xù)表面包含至少一條蝕刻線，其中所述第一不連續(xù)表面也處于所述膜層中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體晶片中，其中所述第一不連續(xù)表面大體上與所述第二不連續(xù)表面正交。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片，其進(jìn)一步包含隔離插塞，所述隔離插塞填充所述第一不連續(xù)表面的至少一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體晶片，其中所述隔離插塞包含氧化硅膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片，其中所述膜層包含氮化硅層，所述第一不連續(xù)表面處于所述氮化硅層中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片，其中所述第一不連續(xù)表面包含大體上彼此正交的至少兩條蝕刻線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片，其被并入到選自由以下各者組成的群組的裝置中音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個(gè)人數(shù)字助理PDA、固定位置數(shù)據(jù)單元，和計(jì)算機(jī)。
10.一種制造半導(dǎo)體晶片的方法，所述方法包含使所述半導(dǎo)體晶片薄化；以及在使所述半導(dǎo)體晶片薄化之后在所述半導(dǎo)體晶片中蝕刻至少一條蝕刻線以形成不連續(xù)表面，所述不連續(xù)表面消除所述半導(dǎo)體晶片中的應(yīng)力。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中在所述半導(dǎo)體晶片中蝕刻所述至少一條蝕刻線包含在所述半導(dǎo)體晶片的半導(dǎo)體襯底中蝕刻至少一條蝕刻線。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中在所述半導(dǎo)體晶片中蝕刻所述至少一條蝕刻線包含在所述半導(dǎo)體晶片的膜層中蝕刻至少一條蝕刻線。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中在所述半導(dǎo)體晶片的膜層中蝕刻所述至少一條蝕刻線包含在所述膜層的第一層中蝕刻至少一條蝕刻線；以及在所述膜層的第二層中蝕刻至少一條蝕刻線。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包含用隔離插塞來填充所述不連續(xù)表面的至少一部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其進(jìn)一步包含將所述隔離插塞背面研磨到所述半導(dǎo)體晶片的表面水平。
16.一種半導(dǎo)體晶片，其包含半導(dǎo)體襯底；膜層；以及用于消除所述半導(dǎo)體襯底和所述膜層中的至少一者中的應(yīng)力的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體晶片，其進(jìn)一步包含 用于隔離的裝置，其填充所述應(yīng)力消除裝置的至少一部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體晶片，其中所述隔離裝置防止信號(hào)跨越所述應(yīng)力消除裝置短接。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體晶片，其中所述應(yīng)力消除裝置安置于所述膜層中。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體晶片，其中所述應(yīng)力消除裝置安置于所述半導(dǎo)體襯底中。
全文摘要
半導(dǎo)體晶片具有半導(dǎo)體襯底和所述襯底上的膜。所述襯底和/或所述膜具有形成不連續(xù)表面的至少一條蝕刻線，所述不連續(xù)表面減小所述晶片中的殘余應(yīng)力。當(dāng)所述晶片較薄時(shí)，減小所述半導(dǎo)體晶片中的殘余應(yīng)力減少了所述晶片的翹曲。另外，可使用隔離插塞來填充所述蝕刻線的一部分，以防止層的短接。
文檔編號(hào)H01L21/302GK102414802SQ201080019777
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2010年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者阿爾溫德·錢德拉舍卡朗 申請(qǐng)人:高通股份有限公司