[发明专利]非抛光玻璃晶片、使用非抛光玻璃晶片减薄半导体晶片的减薄系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年5月27日提交的美国临时申请S/N61/490,818的权益，其内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开涉及非抛光玻璃晶片、使用非抛光玻璃晶片减薄半导体晶片的减薄系统、方法以及制造非抛光玻璃晶片的方法。

背景

摩尔定律可能是与半导体集成电路有关的各种技术中最著名的趋势之一。摩尔定律描述计算硬件中的趋势，其中可廉价地布置在集成电路上的晶体管的数量大约每两年翻倍。这种趋势持续了半个世纪以上，且预期至少在接下来的几年中还将持续。摩尔定律已经良好地服务产业，且已经结合到半导体的国际技术路线图（在国际上称为ITRS）中几十年，用于引导研究和开发的长期规划和设置目标。

在过去的几年中，在从i-线至KrF至ArF及现在至新出现的极紫外（EUV）光刻技术的转变期间，制造较小的半导体集成电路及在半导体集成电路上的较小尺寸的成本已经急剧增加。鉴于此，若干行业专家主张半导体行业不能在摩尔定律所述的相同期间中进一步有成本效率低减小半导体集成电路上尺寸的大小。

然而，可用于改进性能的另一种机制涉及集成电路的封装。一旦集成电路的晶片完成并被切片，该集成电路需要被封装以供使用。图1（现有技术）是示出集成电路的封装在这些年中如何从引线键合102、倒装芯片104、层叠管芯106、层叠封装108发展到三维集成电路110（3D IC110）。

三维集成电路110(3D IC110)是一种半导体电路，其中有源电子组件的两层或更多层水平且垂直地集成到单个电路中。3D IC封装不应与3D封装混淆，3D封装已经被使用多年并且通过将不同芯片层叠在单个封装中来节省空间。3D封装称为封装中的系统（SiP）不将芯片集成到单个电路中。具体地，SiP中的芯片与芯片外控制大量通信，好像它们在不同的封装中被安装在普通的电路板上。

相反，3D IC110充当单个芯片，其中不管是垂直地还是水平地，不同层上的所有组件与芯片上的控制通信。有很多与3D IC封装相关联的优点，这些优点可有助于延伸摩尔定律的执行，且甚至超过摩尔定律的预测可延伸执行。这些优点可包括：

1.尺寸-当与利用不同技术封装的类似集成电路（IC）相比时，3D IC110具有小的多的覆盖范围。图2（现有技术）示出4英寸长且位于传统的电路板的32千兆字节（GB）标准八IC设计202以及可购买到的具有八个IC（每个IC为55微米(μm)厚1毫米(mm)宽）的32GB3D存储器层叠204的侧视图。

2.速度－关于随线长度的平方改变的传播延迟，短得多的互连距离表示与利用不同技术封装的IC相比3D IC110具有更快的速度。

3.功率—当与通过其它封装技术制造的IC相比时，已经发现对于3D IC110由于增加的效率和较短的路径长度而得到在功耗方面10X的改进。

4.成本－高度复杂（昂贵）的IC可被分成若干部分，这意味着当与其它封装技术的IC相比较时缺陷将影响完整3D IC110的非常小的部分。

因此，半导体行业已经采用一种清楚记录且进取的方法来开发并实现这种新兴的3D IC封装技术。为了实现这种技术和3D IC封装中的层叠IC，需要将硅晶片减薄到远远小于标准硅晶片厚度——从约700μm至约50μm-60μm（参见图2）。这种对减薄硅的要求也清楚地记录在ITRS路线图中。因此，毫无疑问硅晶片需要被减薄至几十微米以便利用3D IC封装。