通过盖结构和相关切割装置利用切割工具暴露金属化焊盘以形成集成电路装置的方法与流程

通过盖结构和相关切割装置利用切割工具暴露金属化焊盘以形成集成电路装置的方法


背景技术：

1.本发明通常涉及电子装置。更具体地，本发明提供与用于体声波谐振器装置、单晶体声波谐振器装置、单晶滤波器和谐振器装置等的制造方法和结构相关的技术。仅仅作为示例，本发明已经被应用于用于通信装置、移动装置、计算装置等的单晶谐振器装置。
2.无线数据通信可利用在5ghz左右和更高频率下操作的rf滤波器。已知将结合了多晶压电薄膜的体声波谐振器(bawr)用于一些应用。虽然一些多晶基压电薄膜bawr对于操作在约1-3ghz的频率的滤波器可以是足够的，但是由于与这类薄的多晶基膜(thinpoly-based film)相关联的结晶度降低，因此在5ghz左右及以上的频率上的应用可能存在障碍。


技术实现要素：

3.一种制造半导体装置的方法可包括提供集成电路，该集成电路电联接到半导体晶圆上的金属化焊盘，该集成电路和该金属化焊盘由盖结构覆盖。通道，该通道可使用具有尖端表面和斜切侧表面的切割工具在覆盖金属化焊盘的盖结构的一部分中切割而成，以暴露通道中的金属化焊盘的在第一方向上延伸的上表面；以及导电材料，可在通道中沉积该导电材料以与通道中的金属化焊盘的上表面欧姆接触。
附图说明
4.图1a是在根据本发明一些实施例中的晶圆的示意性代表图，该晶圆具有在其上形成的半导体装置a和b，该晶圆位于适用于单体化布置中以便将装置彼此分离以用于晶圆级集成格式中。
5.图1b是根据本发明一些实施例中的图1a的晶圆的截面图，该晶圆位于使用具有斜切侧表面的切割工具来暴露与装置a和b相联接的金属化焊盘的位置。
6.图1c是根据本发明一些实施例中的图1b的切割工具的截面视图，示出了相对于该切割工具的尖端表面的斜切侧表面以及在它们之间形成的角度的详细视图。
7.图1d是根据本发明一些实施例中的装置a和b的金属化焊盘的截面视图，这些金属化焊盘是使用图1b的切割工具暴露的，以便在晶圆盖结构中形成具有第一斜切侧壁和第二斜切侧壁的通道，其中，每个斜切侧壁与装置a或b中的一个相联接。
8.图2是根据本发明的一些实施例中的装置a的金属化焊盘的截面视图，该金属化焊盘使用切割工具暴露，以在晶圆盖结构中形成通道从而形成斜切侧壁，该斜切侧壁被定位成暴露出该金属化焊盘的上表面的至少20％。
9.图3是根据本发明一些实施例中的装置a的金属化焊盘的截面视图，该金属化焊盘使用切割工具暴露，以在具有斜切侧壁的晶圆盖结构中形成通道，该斜切侧壁包括各自形成不同角度的至少两个部分。
10.图4a是根据本发明一些实施例中的图1a和1b的装置a和b的示意性俯视图，该装置已经用切割工具处理，以形成暴露装置a和b的对应金属化焊盘的通道。
11.图4b是根据本发明一些实施例中的图1a和1b的装置a和b的示意性截面图，该装置已经用切割工具处理，以形成暴露相应金属化焊盘的通道，这些金属化焊盘具有在其上形成的导电材料。
12.图5是根据本发明一些实施例中的装置a的示意性平面图，该装置已经用切割工具处理，以形成暴露装置a的金属化焊盘的第一通道和第二通道。
13.图6是根据本发明一些实施例中图5的装置a的示意性截面图，该装置a已经被处理以在暴露的金属化焊盘上的通道中形成导电材料。
14.图7-12是根据本发明一些实施例中的装置a的示意性平面图，该装置已经用切割工具处理，以形成暴露装置a的金属化焊盘的通道。
具体实施方式
15.根据本发明，提供总体与电子装置相关的技术。更具体地，本发明提供与例如体声波谐振器装置、单晶谐振器装置、单晶滤波器和谐振器装置等的制造方法和结构相关的技术。这些类型的设备已经被应用于用于通信装置、移动装置和计算装置等单晶谐振器装置。然而，将理解，无论技术或应用如何，根据本发明的实施例可以应用于涉及在晶圆上制备的装置的单体化的任何制造工艺。
16.如本发明人所了解，切割工具可用以暴露位于晶圆上的集成电路装置的金属化焊盘。在一些实施例中，该切割工具可被成形为切割穿过晶圆盖结构的通道，该通道被配置为在将导电材料沉积在该通道中暴露的这些金属化焊盘上时，减小形成空洞的可能性。例如，在根据本发明的一些实施例中，切割工具具有斜切侧表面和平坦的尖端表面，当切割晶圆盖时，该斜切侧表面和平坦的尖端表面可形成通道以暴露金属化焊盘的上表面。因此，通道可形成为具有向外呈锥形的斜切侧壁，使得通道在顶部比在底部更宽。如由本发明人进一步了解的，当导电材料被沉积在这些焊盘上时，这种锥形通道形状可允许所沉积的导电材料与金属化焊盘之间的改善的接触。
17.在一些实施方式中，切割工具的斜切侧表面可与尖端表面形成约60度至约85度之间范围内的角度。在一些实施例中，切割工具足够宽以在单次通过中暴露晶圆上的两个相邻装置的金属化焊盘，并且具有相对的斜切侧表面以为与每个装置相邻的通道的每一侧赋予对应的斜切侧壁表面。在一些实施例中，切割工具足够宽以在单次通过中暴露装置的单行金属化焊盘中的金属化焊盘，并且具有相对的斜切侧表面以针对该单行的通道的每一侧赋予对应的斜切侧壁表面。
18.在一些实施方式中，切割工具的斜切侧表面可是单个斜切表面。例如，在一些实施例中，斜切侧表面可具有约等于切割工具将切割到晶圆盖结构中的深度的高度。在一些实施例中，该切割工具的斜切侧表面包括两个或更多个斜切侧表面。在一些实施例中，斜切侧表面可具有下部，该下部的高度为切割工具将切割到晶圆盖结构中的深度的约50％。在另外的实施例中，斜切侧表面可具有以第一角度斜切的第一斜切部分和以第二角斜切的第二斜切部分。
19.在一些实施例中，该切割工具可用于切割在晶圆上沿第一方向设置的多个装置的晶圆盖结构。在一些实施例中，该切割工具可用于切割在晶圆上沿第一方向和第二方向设置的多个装置的晶圆盖结构。在一些实施例中，该切割工具可包括多于一个的切割部分，其
中，每个部分被配置为用于切割通道以暴露用于该晶圆上的不同装置的金属化焊盘。
20.图1a是在根据本发明一些实施例中的晶圆100的示意性代表图，晶圆100具有在其上形成的多个半导体装置，该半导体装置位于配置用于单体化(singulation)布置中以将装置彼此分离以用于晶圆级集成格式中。如图1a所示，半导体晶圆100包括在x和y维度中的二维图案中的多个集成电路装置。集成电路装置在x和y维度上通过横跨晶圆延伸的划线区域彼此分开。划线区域可以允许划片机(dicing saw)或切割装置将晶圆切割成片，使得该装置可以彼此分离且以晶圆级格式组装。划线区域一般无有源装置，例如本文所述的那些。
21.然而，在根据本发明的一些实施例中，可使用切割装置来切割覆盖集成电路装置的晶圆盖结构以暴露装置的金属化焊盘，而不是切穿晶圆。换言之，可用于通过沿划线区域切割以单体化装置的切割工具，也可以用来切割位于划线区域之间的装置。
22.将理解，图1a中所示的集成电路装置可为可用于制造如本文中所描述的晶圆级集成封装的任何类型的技术，诸如mems装置或其他集成电路装置。因此，根据本发明的实施例不限于特定技术或甚至特定封装类型，而是可用于从集成电路去除覆盖材料以暴露金属化焊盘的任何工艺中。
23.还应当理解，切割装置划片刀(cutting device saw)用于将晶圆切成片以将装置彼此分离。然而，在一些实施例中，根据所提及的逗号，切割装置可用于切割覆盖集成电路装置的晶圆盖结构，以暴露金属化焊盘，上述金属化焊盘用于向集成电路装置传导信号和从集成电路装置传导信号。
24.图1b是在根据本发明的一些实施例中的图1a所示的晶圆100的截面图，晶圆100位于使用具有斜切侧表面225的切割工具220暴露与装置a和b相联接的210金属化焊盘的位置200。根据图1b，切割工具220包括尖端表面230，该尖端表面相对于切割工具220与之接触的表面是大体平坦的。切割工具220还包括在尖端表面230各侧上的斜切侧表面225。如图1b所示，斜切侧表面225相对于尖端表面230成角度以定义在约85度至60度之间范围内的角度。
25.如图1b中进一步所示，晶圆包括晶圆基底205上的金属化焊盘220，金属化焊盘220被具有厚度235的晶圆盖结构215覆盖。将理解的是，金属化焊盘210可联接至集成电路a和b。切割工具220穿透盖结构215，使得尖端表面230暴露金属化焊盘210的上表面。在根据本发明的一些实施例中，盖结构215的厚度为约50微米至约100微米。也可以使用其他厚度。
26.如图1b中进一步所示，金属化焊盘210的中心部分可在晶圆基底205上彼此间隔开约50μm至2000μm之间范围内的距离。将理解的是，切割工具220可因此被定尺寸以适应晶圆盖结构215的深度、以及金属化接合焊盘之间的间隔，使得当切割工具220切割穿过晶圆盖结构215以接触金属化焊盘210时，在装置之间的晶圆盖结构215中形成通道，使得通道具有符合切割工具220的斜切侧表面225的侧壁轮廓。
27.图1c是根据本发明一些实施例中的图1b的切割工具220的截面图，示出了在相对于切割工具220的尖端表面220的斜切侧表面225以及在它们间形成的角度的详细视图。根据图1c，切割工具220具有从侧壁的第一平坦部分延伸至另一侧壁的宽度w1，而第二宽度w2是从斜切侧表面与平坦尖端表面230相交之处测量的。如在图1c中进一步示出的，切割工具220的斜切侧表面225与尖端表面230形成角θ。在根据本发明的一些实施方式中，在斜切侧表面225和平坦尖端表面230之间形成的角θ在约60度至约85度的范围内。
28.如图1c中进一步示出的，斜切侧表面225的高度h被定尺寸为大致是切割工具220
将被放置到盖结构215中使得金属化焊盘210暴露的深度，并且由切割工具220形成的通道250的侧壁被斜切，以具有与斜切侧表面225的角度相同的角度。
29.图1d是根据本发明一些实施例中的装置a和b的金属化焊盘210的截面图，这些金属化焊盘210是使用图1b的切割工具220暴露的，以在晶圆盖结构215中形成具有第一和第二斜切侧壁270的通道250，其中，每个斜切侧壁270与装置a或b中的一个相联接。
30.根据图1d，切割工具220被从晶圆100去除以留下暴露金属化焊盘210的上表面的通道250。如图1d中进一步示出的，通道250还被表征为具有侧壁270，侧壁270被斜切，以具有与在切割工具220的斜切侧表面225之间限定的相同的角度，从而相对于金属化焊盘210的上表面形成角度θ。盖结构215具有约h的高度，该高度对应于切割工具220的斜切侧表面225的高度。如图1d所示，在斜切侧壁270的底部处的通道250的宽度为w2，而在通道250的开口处的宽度为w1，w1比w2宽。因此，由于切割工具220的斜切侧表面侧壁225的形状，通道250的侧壁270向外成锥形。
31.图2是根据本发明一些实施例中的装置a的金属化焊盘210的截面图，金属化焊盘210使用切割工具220暴露以在晶圆盖结构215中形成通道250，以形成经定位以暴露金属化焊盘210的上表面的至少20％的斜切侧壁270。根据图2，通过切割工具220切割盖结构215以经由斜切侧表面225形成斜切侧壁270，从而使得通道250暴露金属化焊盘210的至少20％的表面积。例如，如图2所示，可调整切割工具220的位置或切割工具220调整，使得当切割工具加工盖结构215时暴露大致所有的金属化焊盘210。相反，如果切割工具220的w2减小，则通道250的侧壁的位置可移动总量245，使得在通道250中暴露较少的金属化焊盘210。在根据本发明的一些实施例中，在通道250中暴露的金属化焊盘210的最小量为约20％。然而，还应理解，在任一位置形成的角度可以是相同的。
32.图3是根据本发明的一些实施例中的装置a的金属化焊盘210的截面视图，该金属化焊盘使用切割工具220暴露以在具有斜切侧壁270的晶圆盖结构215中形成通道250，该斜切侧壁包括各自形成不同角度的至少两个部分。根据图3，切割工具220具有倾斜侧壁表面225的多于一个部分。具体地，如图3所示，斜切侧表面225包括定义斜切侧表面225的下部的第一部分302和定义斜切侧表面225的上部的上部分305。将理解的是，部分302和305中的每一个可相对于金属化焊盘210形成不同的角度。如图3中进一步示出的，切割工具210的宽度还可被调整以移动通道255的斜切侧壁，从而暴露金属化焊盘210的表面积的更多或更少面积，如以上参见图2所描述的。
33.图4a是根据本发明一些实施例中的图1a和1b的装置a和b的示意性俯视图，装置a和b已用切割工具220处理以形成暴露装置a和b的相应金属化焊盘210的通道250。根据图4a，已经在晶圆100上多次通过(pass)，以暴露装置a和b的两侧上的金属化焊盘210。具体地，装置a和b之间的中心部分已经被处理，以暴露通道250中的下层金属化焊盘以及装置a和b中的每一个的相对侧上的金属化焊盘210。因此，在根据本发明的一些实施例中，切割工具220可用于通过将切割工具220从晶圆的一端运行至另一端来处理晶圆上的装置，使得可如本文所描述地处理所有装置。
34.图4b是在根据本发明的一些实施例中已经用切割工具220处理以形成暴露相应金属化焊盘210的通道250的图1a和1b的装置a和b的示意性截面视图，相应的金属化焊盘210具有在其上形成的导电材料以提供导电柱460和焊接盖465。根据图4b，装置a和b被进一步
处理以在通道250中沉积导电材料，以在其上提供导电柱460和焊接盖465。因此，金属化焊盘210、导电柱460和焊接盖465的组合可提供与晶圆100上的装置的欧姆接触。
35.图5是根据本发明一些实施例中的装置a的示意性平面图，该装置a已经用切割工具220处理以形成暴露装置a的金属化焊盘210的第一通道和第二通道250。根据图5，所示的装置已经使用一对切割工具220a和220b处理过，每个切割工具可以专用于处理集成电路装置的特定侧。如图5中进一步示出的，切割工具220a在装置的左侧上形成通道250，并且切割工具220b在装置的右侧上形成通道250。这些通道中的每个暴露一组相应的金属化焊盘以用于该装置上的10。如在图5中进一步示出的，由这对切割工具220a和220b形成的每个通道已经将斜切侧壁272给予如本文描述的每个通道。
36.图6是根据本发明一些实施例中的已被处理以在暴露的金属化焊盘210上的通道250中形成导电材料的图5的装置a的示意性截面图。在根据本发明的一些实施例中，根据图6，其中所示的装置已经通过一对切割工具220a和220b处理，并且进一步通过在通道270中的每一个中沉积导电材料而处理，之后形成导电柱460和导电焊接盖465。
37.图7-12是根据本发明的一些实施例中的装置a的示意性平面图，该装置已经用切割工具处理以形成暴露装置a的金属化焊盘的通道。根据图7，其中所示的装置已经被处理，以便通过例如如本文所描述地在x维度和y维度两者上运行切割工具220，在x维度和y维度两者上暴露金属化焊盘210。
38.如在图7中进一步示出的，通过切割工具220在装置的两侧上且在x和y维度上去除盖结构215以形成具有斜切侧壁270的通道250x和250y，并且暴露导电焊盘210，使得可在其上形成导电柱460。在图8中，切割工具220已经如所示在y方向上运行以暴露金属化焊盘210。根据图9，切割工具220已经用于在x维度和y维度两者上处理晶圆以在x维度和y维度两者上暴露金属化焊盘210，并且给予盖结构215以斜切侧壁270。
39.根据图10，切割工具220已经用于在y维度上处理晶圆，以暴露金属化焊盘210，使得可以形成导电材料和柱460。如图10所示，盖结构215已经被切割工具220处理，以形成斜切侧壁270。根据图11，切割工具220已经用于在y维度上处理晶圆，使得覆盖金属化焊盘410的材料的相对窄的部分已经被去除以形成具有斜切侧壁270的通道250y。如图12所示，切割工具220已经用于在x和y维度两者上处理晶圆，以形成具有暴露金属化焊盘410的斜切侧壁表面270的通道250y和250x。
40.应当理解，尽管本文中可以使用术语第一、第二等来描述各种元件，但这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。例如，第一元件可被称为第二元件，并且类似地，第二元件可被称为第一元件，而不脱离在此描述的不同实施例的保护范围。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项的任何和所有组合。
41.本文中使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，并不旨在限于其他实施方式。如本文中使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。将进一步理解的是，当在本文中使用时，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(includes)”和/或“包括(including)”、“具有(have)”和/或“具有(having)”特指所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。被描述为“用于”执行功
能、动作和/或操作的元件可以被配置为或被构造成这样做。
42.除非另有定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本文中描述的各种实施方式所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。应进一步理解的是，本文中使用的术语应被解释为具有与它们在本说明书和相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且不得以理想化或过于形式的意义进行解释，除非本文中明确如此定义。
43.结合上面的描述和附图，在本文中已经公开了许多不同的实施方式。应当理解，在字面上描述和示出这些实施例的每种组合和子组合将不适当地重复和模糊。因此，可以任何方式和/或组合来组合所有实施方式，并且本说明书(包括附图)将支持任何这样的组合或子组合的权利要求。