TW202437408A - 半導體晶片、半導體封裝件及其製造方法 - Google Patents

Abstract

提供了一種半導體晶片、半導體封裝件及其製造方法。通過以下步驟製造半導體晶片：在半導體基板中沿著第一方向以第一深度形成第一改質區域，在半導體基板中沿著不同於第一方向的第二方向以不同於第一深度的第二深度形成第二改質區域，以及利用第一改質區域和第二改質區域將半導體基板切割成半導體晶片。半導體封裝件被製造成包括這樣的經切割的半導體晶片。

Description

半導體晶片、半導體封裝件及其製造方法

本揭示內容總體上涉及封裝技術，並且更具體地，涉及半導體晶片、半導體封裝件、半導體晶片的製造方法和半導體封裝件的製造方法。

半導體封裝可以包括將半導體基板或半導體晶圓切割成半導體晶片。對半導體基板或半導體晶圓進行切割可以通過使用諸如晶圓雷射鋸切技術和隱形切割技術之類的雷射切割技術來執行。半導體封裝可以包括將半導體晶片設置在封裝基板上方並且形成保護半導體晶片的模製層。

根據本揭示內容的實施方式，提供了一種半導體晶片的製造方法。該製造方法可以包括以下步驟：在半導體基板中沿著第一方向以第一深度形成第一改質區域；在半導體基板中沿著不同於第一方向的第二方向以不同於第一深度的第二深度形成第二改質區域；以及利用第一改質區域和第二改質區域將半導體基板切割成半導體晶片。

根據本揭示內容的實施方式，提供了一種半導體封裝件的製造方法。該製造方法可以包括以下步驟：在半導體基板中沿著第一方向以第一深度形成第一改質區域；在半導體基板中沿著不同於第一方向的第二方向以不同於第一深度的第二深度形成第二改質區域；利用第一改質區域和第二改質區域將半導體基板切割成半導體晶片，半導體晶片中的每一個包括沿著第一方向切割的第一側表面和沿著第二方向切割的第二側表面；將半導體晶片中的一個半導體晶片安裝在封裝基板上方；以及通過在封裝基板上方提供模製材料以朝向半導體晶片的第二側表面流動來形成覆蓋半導體晶片的模製層。

根據本揭示內容的實施方式，提供了一種半導體封裝件的製造方法。該方法包括以下步驟：在封裝基板上方設置半導體晶片，以及形成覆蓋半導體晶片的模製層。該半導體晶片可以包括：第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面彼此相對；第一側表面和第二側表面，所述第一側表面和所述第二側表面從第一表面延伸到第二表面；第一改質區域，其以距第一表面的第一距離位於第一側表面上；以及第二改質區域，第二改質區域以距第一表面的第二距離位於第二側表面上，距第一表面的第二距離不同於距第一表面的第一距離。可以通過在封裝基板上提供模製材料以朝向半導體晶片的第二側表面流動來形成模製層。

根據本揭示內容的實施方式，提供了一種半導體晶片，該半導體晶片包括：半導體基板，半導體基板包括：第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面彼此相對；第一側表面和第二側表面，所述第一側表面和所述第二側表面從第一表面延伸到第二表面；第一改質區域，其以距第一表面的第一距離位於第一側表面上；以及第二改質區域，其以距第一表面的第二距離位於第二側表面上，距第一表面的第二距離不同於距第一表面的第一距離。

根據本揭示內容的實施方式，提供了一種半導體封裝件，該半導體封裝件包括：封裝基板；半導體晶片，其設置在封裝基板上方；以及模製層，其覆蓋半導體晶片。該半導體晶片可以包括半導體基板，半導體基板包括：第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面彼此相對；第一側表面和第二側表面，所述第一側表面和所述第二側表面從第一表面延伸到第二表面；第一改質區域，其以距第一表面的第一距離位於第一側表面上；以及第二改質區域，第二改質區域以距第一表面的第二距離位於第二側表面上，距第一表面的第二距離不同於距第一表面的第一距離。

本文使用的術語可以對應於在所呈現的實施方式中考慮到它們的功能而選擇的詞語，並且術語的含義可以被解釋為根據實施方式所屬領域的普通技術人員而有所不同。如果術語被詳細定義，則可以根據定義來解釋術語。除非另有定義，否則本文使用的術語（包括技術術語和科學術語）具有與實施方式所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。

在本揭示內容的描述中，諸如“第一”和“第二”、“側部”、“頂部”和“底部”或“下部”之類的描述被用於區分元件，而不用於限制元件本身或暗示特定順序。在本揭示內容的描述中，諸如“上”或“下方或之下”之類的描述意味著相對位置關係，而不限制其中另一構件被進一步引入到與元件的界面或與元件直接接觸的特定情況。相同的解釋可以應用於描述組件之間的關係的其它表達。

在整個說明書中，相同的附圖標記指代相同的裝置。儘管可能沒有參照一個附圖提及或描述附圖標記，但是可以參照另一附圖提及或描述該附圖標記。此外，即使在一個附圖中可能沒有示出附圖標記，但是可以在另一附圖中示出該附圖標記。

圖1是例示根據本揭示內容的實施方式的半導體晶片的製造方法的製程步驟的流程圖。

參照圖1，半導體晶片的製造方法可以包括使用雷射切割半導體基板的方法。半導體晶片的製造方法可以包括隱形切割技術。半導體晶片的製造方法可以包括在半導體基板中沿著第一方向形成第一改質區域的步驟（S1）、在半導體基板中沿著不同於第一方向的第二方向以與第一改質區域的深度不同的深度形成第二改質區域的步驟（S2），以及利用第一改質區域和第二改質區域將半導體基板切割成半導體晶片的步驟（S3）。

可以執行將半導體基板切割成半導體晶片的步驟（S3），使得伴隨第一改質區域和第二改質區域的裂紋生長以到達半導體基板的第一表面和第二表面，並且半導體晶片通過裂紋的生長而與半導體基板分離。當在半導體基板中形成第一改質區域和第二改質區域時，可以從第一改質區域和第二改質區域和/或圍繞第一改質區域和第二改質區域形成裂紋。半導體基板可以在橫向方向上擴展以使裂紋生長或傳播，並且半導體晶片可以通過裂紋的生長而與半導體基板分離。可以向半導體基板的第二表面施加外力，以用於裂紋的生長或傳播。可以通過研磨機來研磨半導體基板的第二表面，使得可以在減小半導體基板的厚度的同時向半導體基板施加有助於裂紋的生長的外力。

圖2至圖8是例示根據本揭示內容的實施方式的半導體晶片的製造方法的圖。

圖2是例示半導體基板100W的平面圖。參照圖2，半導體基板100W可以包括晶片區域100R和劃線道區域100SL。半導體基板100W可以具有晶圓的形狀。當從X-Y平面觀看時，多個晶片區域100R可以在X軸方向上佈置在半導體基板100W上，並且多個晶片區域100R可以在Y軸方向上佈置在半導體基板100W上。晶片區域100R可以是積體電路被積體在其中的區域。劃線道區域100SL可以是位於晶片區域100R之間的區域。劃線道區域100SL可以是基本上不包括積體電路的區域。

可以切割半導體基板100W，使得每個半導體晶片包括晶片區域100R。可以設置將半導體晶片與半導體基板100W分離的切割線。切割線可以被設置為在晶片區域100R之間穿過。第一切割線DL1可以在劃線道區域100SL內在第一方向上延伸。第一方向可以是X-Y-Z坐標系中的X軸方向。第二切割線DL2可以與劃線道區域100SL中的第一切割線DL1交叉。第二切割線DL2可以在劃線道區域100SL內在第二方向上延伸。第二方向可以是X-Y-Z坐標系中的Y軸方向。

圖3和圖4是例示在圖2的半導體基板100W中形成第一改質區域210的步驟的圖。圖4可以示出半導體基板100W的沿著圖3的第一切割線DL1的橫截面形狀。參照圖3和圖4，可以沿著第一切割線DL1延伸的第一方向在半導體基板100W中形成第一改質區域210。

半導體基板100W可以包括彼此相對的第一表面100B和第二表面100T。半導體基板100W可以是積體電路（IC）整合在其上的基板或晶圓。積體電路可以整合在半導體基板100W的晶片區域100R中。積體電路可以包括諸如動態隨機存取記憶體（DRAM）裝置、靜態隨機存取記憶體（SRAM）裝置、NAND快閃記憶體裝置、NOR快閃記憶體裝置、磁性RAM（MRAM）裝置、電阻式RAM（ReRAM）裝置、鐵電RAM（FeRAM）裝置或相變RAM（PcRAM）裝置之類的記憶體裝置。另選地，積體電路可以構成邏輯電路、應用處理器（AP）、圖形處理單元（GPU）或中央處理單元（CPU）。

半導體基板100W可以包括半導體基底102和作用層101。第一改質區域210可以形成在半導體基底102中。半導體基底102可以提供半導體基板100W的第二表面100T，並且作用層101可以提供第一表面100B。半導體基底102可以是半導體基板100W的主體。半導體基底102可以包括半導體材料。半導體材料可以包括矽（Si）。構成積體電路的一些組件可以形成在半導體基底102中。可以在半導體基底102中形成雜質摻雜區域。雜質摻雜區域可以形成在半導體基底102中以配置諸如電晶體之類的電子組件。作用層101可以包括構成積體電路的一些其它組件。作用層101可以包括各種類型的導電圖案、介電層和絕緣層。可以形成導電圖案以配置記憶體裝置的字線、位元線或佈線。

可以通過將雷射501照射到半導體基板100W中來形成第一改質區域210。可以通過應用隱形切割技術在半導體基板100W的半導體基底102中形成第一改質區域210。第一改質區域210可以形成在劃線道區域100SL內。雷射501可以穿過半導體基板100W的第二表面100T照射到半導體基板100W中。雷射501可以由雷射源500產生。

雷射源500可以將雷射501照射到半導體基板100W中，使得雷射501以預定深度聚焦在半導體基底102上。半導體基底102的雷射501聚焦在其上的一些部分可以通過從雷射501傳送的能量來加熱，並且這些部分的晶體結構可以被改變。雷射501聚焦的區域可以變形或改質為具有與半導體基底102的晶體結構不同的晶體結構。半導體基底102可以具有單晶結構，而第一改質區域210可以具有多晶結構或非晶結構。第一改質區域210可以形成為具有與周圍的半導體基底102區域的晶體結構不同的晶體結構。由於第一改質區域210的晶體結構與周圍的半導體基底102不同地形成，因此應力可伴隨在第一改質區域210周圍，並且可以由應力引起裂紋200C。裂紋200C可以從第一改質區域210產生，或者可以在第一改質區域210周圍產生。

可以沿著第一切割線DL1延伸的第一方向將雷射501重複地照射到半導體基板100W中。在沿著第一方向移動雷射源500的位置和/或半導體基板100W的位置的同時，雷射501可以重複地照射到半導體基板100W中。因此，可以形成沿著第一方向佈置的第一改質區域210。第一改質區域210可以在第一方向或X軸方向上彼此間隔開一定距離。第一改質區域210可以形成為在半導體基板100W的半導體基底102內在Z軸方向上具有基本相同的深度。Z軸方向可以是半導體基板100W的厚度方向，或者可以是垂直於半導體基板100W的第一表面100B和第二表面100T的方向。第一改質區域210可以在Z軸方向上與半導體基板100W的第一表面100B間隔開第一距離D1。第一改質區域210可以在Z軸方向上與作用層101間隔開一定距離。

圖5和圖6是例示在半導體基板100W中形成第二改質區域220的步驟的圖。圖6示出了沿著圖5的切割線Y1-Z1-X1的橫截面形狀。

參照圖5和圖6，可以沿著第二切割線DL2延伸的第二方向在半導體基板100W中形成第二改質區域220。第二改質區域220可以形成在劃線道區域100SL內。雷射可以從半導體基板100W的第二表面100T照射到半導體基板100W中。由於雷射聚焦的部分可以被改質，因此可以在半導體基板100W中形成第二改質區域220。通過沿著第二方向重複地照射雷射，第二改質區域220可以形成為沿著第二方向佈置。第二改質區域220可以形成為具有與周圍的半導體基底102區域的晶體結構不同的晶體結構。第二改質區域220可以具有與半導體基底102的晶體結構不同的晶體結構。當形成第二改質區域220時，可以在第二改質區域220周圍產生裂紋200C。

第一改質區域210和第二改質區域220可以以彼此不同的深度形成在半導體基板100W的半導體基底102中。第一改質區域210和第二改質區域220可以位於距半導體基板100W的第一表面100B或第二表面100T彼此不同的距離處。第二改質區域220可以在Z軸方向上與半導體基板100W的第一表面100B間隔開第二距離D2。第二距離D2可以比第一距離D1更遠。第一改質區域210可以定位成比第二改質區域220更靠近半導體基板100W的第一表面100B。第一改質區域210可以定位成比第二改質區域220更靠近半導體基板100W的作用層101。第二改質區域220可以定位成比第一改質區域210更遠離半導體基板100W的作用層101。第二改質區域220可以基於半導體基底102的厚度方向而形成在中間部分處。

儘管可以在形成第一改質區域210之後形成第二改質區域220，但是根據本揭示內容的實施方式的半導體晶片的製造方法不限於此。可以首先形成第二改質區域220，然後可以形成第一改質區域210。

圖7和圖8是例示切割半導體基板100W的步驟的截面圖。圖7和圖8可以示出沿著圖5的切割線Y1-Z1-X1的橫截面形狀。參照圖7和圖8，可以利用第一改質區域210和第二改質區域220將半導體基板100W切割成半導體晶片10。

更具體地，可以通過向半導體基板100W施加外力來生長裂紋200C。裂紋200C可以橫跨半導體基板100W傳播。裂紋200C可以在半導體基板100W內在Z軸方向上生長。

為了生長裂紋200C，可以將負載施加到半導體基板100W的第二表面100T。另選地，半導體基板100W可以在向外周緣方向上擴展。可以通過在X軸方向和Y軸方向上拉動半導體基板100W來生長裂紋200C。儘管未示出，但是擴展帶可以附接到半導體基板100W，並且擴展帶可以被拉動和擴展，從而擴展半導體基板100W。

當裂紋200C生長到半導體基板100W的第一表面100B和第二表面100T時，可以沿著生長的裂紋200C切割半導體基板100W。因此，如圖8所示，半導體晶片10可以與半導體基板100W分離。每個半導體晶片10可以包括劃線道區域100SL的一部分和晶片區域100R。

裂紋200C可以生長到半導體基板100W的第一表面100B和第二表面100T以形成切割表面100SX和100SY。切割表面100SX和100SY可以是半導體晶片10的側表面100SX和100SY。沿X軸方向切割的第一切割表面100SX可以是半導體晶片10的第一側表面100SX。沿Y軸方向切割的第二切割表面100SY可以是半導體晶片10的第二側表面100SY。半導體晶片10的第一側表面100SX和第二側表面100SY可以彼此正交。

以此方式，因為裂紋200C產生切割表面100SX和100SY，並且切割表面100SX和100SY構成半導體晶片的第一側表面100SX和第二側表面100SY，所以第一改質區域210可以保留在半導體晶片10的第一側表面100SX上，並且第二改質區域220可以保留在第二側表面100SY上。另選地，第一改質區域210的一部分可以保留在半導體晶片10的第一側表面100SX上，並且第二改質區域220的一部分可以保留在第二側表面100SY上。

圖9是例示根據本揭示內容的實施方式的半導體晶片10的立體圖。參照圖9，半導體晶片10可以具有彼此相對的第一表面100B和第二表面100T、第一側表面100SX和第二側表面100SY。第一側表面100SX和第二側表面100SY可以為從第一表面100B延伸到第二表面100T的切割表面。

第一改質區域210可以位於第一側表面100SX上，並且第二改質區域220可以位於第二側表面100SY上。第一改質區域210和第二改質區域220可以位於距半導體基板100的第一表面100B不同的距離D1和D2處。第一改質區域210可以定位成比第二改質區域220更靠近第一表面100B。半導體基板100可以包括半導體基底102和作用層101，並且第一改質區域210和第二改質區域220中的每一個可以具有與半導體基底102的晶體結構不同的晶體結構。

圖10至圖14是例示根據本揭示內容的實施方式的半導體封裝件的製造方法的圖。圖11示出了沿著圖10的線X-C1~X-C2的橫截面形狀。切割線X-C1~X-C2可以是在X軸方向上穿過半導體晶片10的中央的橫截面線。圖13可以示出沿著圖12的切割線X-C1~X-C2的橫截面形狀。圖14可以示出沿著圖12的切割線Y-C1~Y-C2的橫截面形狀。切割線Y-C1~Y-C2可以是在Y軸方向上穿過半導體晶片10的中央的橫截面線。

參照圖10和圖11，半導體晶片10可以安裝在封裝基板300上方。半導體晶片10可以使用圖1至圖8中描述的製造方法來製備。具體地，如圖3和圖4所示，可以在半導體基板100W中沿著第一方向形成第一改質區域210。如圖5和圖6所示，可以在半導體基板100W中沿著第二方向以與第一改質區域210的深度不同的深度形成第二改質區域220。如圖7和圖8所示，可以利用第一改質區域210和第二改質區域220將半導體基板100W切割成半導體晶片10。半導體晶片10可以包括第一側表面100SX和與第一側表面100SX正交的第二側表面100SY。第一改質區域210可以保留在第一側表面100SX上，並且第二改質區域220可以保留在第二側表面100SY上。

半導體晶片10可以設置在封裝基板300上方，使得切割的半導體基板100的第一表面100B面向封裝基板300。半導體晶片10可以設置在封裝基板300上方，使得半導體基板100的作用層101面向封裝基板300。半導體晶片10可以通過導電連接件350連接到封裝基板300。導電連接件350可以是導電凸塊。

封裝基板300可以是印刷電路板（PCB）。另選地，封裝基板300可以是中介層。封裝基板300可以包括將半導體晶片10電連接到外部裝置或另一電子裝置的佈線。封裝基板300還可以包括在與半導體晶片10垂疊的位置處的通孔300H。

參照圖12、圖13和圖14，可以形成覆蓋半導體晶片10的模製層400。具體地，可以對半導體晶片10安裝在其上的封裝基板300執行模製製程。封裝基板300可以安裝在模具中，並且可以將模製材料注入到模具中。可以通過用模製材料覆蓋半導體晶片10來形成模製層400。

流入模具中以覆蓋半導體晶片10的模製材料的流400F可以由注入孔形成，通過該注入孔將模製材料注入到模具中。模製材料的流400F可以形成為使得模製材料流向半導體晶片10的第二側表面100SY。半導體晶片10可以設置在封裝基板300上方，使得模具的注入模製材料的注入孔面向半導體晶片10的第二側表面100SY。因此，可以引導模製材料的流400F，使得模製材料朝向半導體晶片10的第二側表面100SY流動。

通過模製材料的流400F，模製層400可以進一步延伸以填充半導體晶片10與封裝基板300之間的空間。可以通過通孔300H施加來自模具底部的真空。通孔300H可以是用於空氣交換的通氣孔。由於通過將模製材料注入到模具中的壓力和/或由通過通孔300H的真空引起的壓力差，致使模製材料可以在半導體晶片10與封裝基板300之間流動並且填充半導體晶片10與封裝基板300之間的空間。模製材料可以被引導到通孔300H中以填充通孔300H，並且因此，模製層400可以延伸以在填充通孔300H的同時形成從封裝基板300突出的模製層底部401。模製層底部401可以形成為在與模製材料的流400F的方向基本相同的方向上延伸的條形形狀或線形形狀。因為模製材料的流400F朝向半導體晶片10的第二側表面100SY形成，所以模製層底部401可以具有在垂直於半導體晶片10的第二側表面100SY的平面方向上（即，在X軸方向上）延伸的條形形狀。

因此，可以形成包括安裝在封裝基板300上方的半導體晶片10和覆蓋半導體晶片10的模製層400的半導體封裝件。

圖15至圖19是例示根據本揭示內容的實施方式的半導體封裝件的製造方法的效果的圖。

參照圖15，可以使用導電連接件35將半導體晶片15安裝在封裝基板30上方，並且模製材料可以流動到封裝基板30上以形成模製層40。具體地，可以將封裝基板30安裝在模具50中，並且可以將模製材料注入到模具50中。模具50包括上模具50T和下模具50B。上模具50T可以被引導到半導體晶片15上方以形成腔50C。模製材料可以填充在腔50C中，即，形成在封裝基板30和上模具50T之間。下模具50B可以具有模製凹槽50G，在模製凹槽50G中，圖13和圖14的模製層底部401被模製。下模具50B可以與封裝基板30接觸，並且模製凹槽50G可以形成為封裝基板30與下模具50B之間的空的空間。

當腔50C中的模製材料從封裝基板30的一個邊緣流動到相對邊緣時，發生模製材料的流40F。模製材料可以被注入到腔50C中，使得模製材料朝向半導體晶片15的側表面15S流動。

參照圖15，由於模製材料的流40F，致使可以引起模製材料的覆蓋作為半導體晶片15的上表面的第二表面15T的第一流40F-1以及模製材料的流入封裝基板30與作為半導體晶片15的下表面的第一表面15B之間的空間39中的第二流40F-2。

參照圖16，模製材料的第一流40F-1可以進一步行進，使得模製材料完全覆蓋半導體晶片15。模製材料的第二流40F-2可以進一步行進，使得模製材料填充空間39。流入空間39中的模製材料可以因真空而流入到通孔30H中，並且進一步流入到下模具50B的模製凹槽50G中。通過模製材料的第三流40F-3，模製材料可以穿過通孔30H並且填充下模具50B的模製凹槽50G。當模製材料填充下模具50B的模製凹槽50G時，可以形成模製層底部41。因為下模具50B的模製凹槽50G具有在模製材料的流40F的方向上延伸的溝槽形狀，所以模製層底部41可以是長線性形狀或條形形狀。

返回參照圖15，模製材料的第一流40F-1可以顯示比模製材料的第二流40F-2相對更高的流速。當封裝基板30被安裝在模具50中時，半導體晶片15的第二表面15T和上模具50T可以基本上垂直地間隔開第一間隔距離D3。半導體晶片15的第一表面15B和封裝基板30可以基本上垂直地間隔開第二間隔距離D4。因為第二間隔距離D4取決於導電連接件35的高度或厚度，所以第二間隔距離D4可以與導電連接件35的高度或厚度基本相同。上模具50T與半導體晶片15之間的第一間隔距離D3可以大於通過導電連接件35連接的半導體晶片15與封裝基板30之間的第二間隔距離D4。

因為第一間隔距離D3大於第二間隔距離D4，所以半導體晶片15的第二表面15T與上模具50T之間的空間59可以大於半導體晶片15的第一表面15B與封裝基板30之間的空間39。流入到空間59中的模製材料的第一流40F-1可以表示與模製材料的第二流40F-2相比相對較高的流速。

因此，在空間39填充有模製材料之前，半導體晶片15的第二表面15T的與空間59垂疊的部分可以覆蓋有模製材料。由於模製材料流40F-1和40F-2的流速差異，導致可以在從第二表面15T朝向第一表面15B的方向上向半導體晶片15施加壓力P。壓力P可以被局部地施加到與半導體晶片15的側表面15S相鄰的部分。由於模製材料的流40F-1和40F-2之間的流速差，導致壓力P可以從半導體晶片15的上部施加到半導體晶片15的底部。半導體晶片15的上部可以比半導體晶片15的底部更快地被模製材料覆蓋。應力可以被局部施加在半導體晶片15上。當半導體晶片15的強度不足以承受應力時，可能在半導體晶片15中出現裂縫（cleavage）。可以觀察到，裂縫從與半導體晶片15的側表面15S相鄰的、首先被模製材料覆蓋的部分開始。裂縫可以在模製材料流動的方向上傳播。

參照圖15和圖17，在與半導體晶片15的側表面15S相鄰的部分上產生的壓力P可以充當使與半導體晶片15的側表面15S相鄰的部分彎曲的力。壓力P可以在半導體晶片15的面向封裝基板30的第一表面15B的部分中引起拉伸應力M。當在X軸方向上觀察時，拉伸應力M可以是從半導體晶片15的中央部分指向邊緣部分的力。因為壓力P可以被局部地限制在與半導體晶片15的側表面15S相鄰的部分，所以拉伸應力M也可以被局部地限制在與半導體晶片15的側表面15S相鄰的部分。

參照圖17和圖18，當第一改質區域21的用於切割半導體晶片15的部分保留在側表面15S上時，裂紋21C可以因拉伸應力M從第一改質區域21的殘留部附加地生長或傳播。可以通過這些裂紋21C的生長在半導體晶片15中引起裂縫。因為拉伸應力M可以局部地集中在半導體晶片15的中央部分上，所以裂紋21C-1可以相對優先地從位於半導體晶片15的中央部分中的第一改質區域21-1生長。當裂紋21C-1到達半導體晶片15的第一表面15B時，可以在半導體晶片15中產生裂縫。

參照圖18和圖19，當第一改質區域21被定位成比第二改質區域22更靠近第一表面15B時，第一改質區域21可以比第二改質區域22更強烈地受到拉伸應力M的影響。因此，當施加相同的壓力P時，裂紋21C從第一改質區域21生長至裂縫的概率可以高於裂紋22C從第二改質區域22生長至裂縫的概率。其中被定位成比第一改質區域21更遠離第一表面15B的第二改質區域22位於側表面15S上的半導體晶片15可以顯示相對增加的晶片強度。

返回參照圖12，在根據本揭示內容的實施方式的製造半導體封裝件的方法中，半導體晶片10可以設置在封裝基板300上方，使得第二側表面100SY面向模製材料的流400F，並且模製材料可以被提供到封裝基板300上以朝向第二側表面100SY流動。保留在第二側表面100SY上的第二改質區域220可以被定位成比第一改質區域210更遠離第一表面100B。因此，通過如圖15所示的模製材料的流40F-1和40F-2之間的差異產生的局部壓力P，可以減少或抑制由如圖18所示的半導體晶片10中的裂紋21C-1的生長引起的裂縫。

以此方式，通過控制模製材料的流400F和半導體晶片10的佈置方向，可以在形成模製層400的製程中減少或抑制半導體晶片10中的裂縫的產生。可以減少半導體晶片10的斷裂或損壞。

圖20是例示根據本揭示內容的實施方式的半導體封裝件20的圖。參照圖20，半導體封裝件20可以包括設置在封裝基板300上方的半導體晶片10以及覆蓋半導體晶片10的模製層400。半導體晶片10可以包括半導體基板100，並且半導體基板100可以包括彼此相對的第一表面100B和第二表面100T以及從第一表面100B延伸到第二表面100T的第一側表面100SX和第二側表面100SY。第一改質區域210可以位於第一側表面100SX上，並且第二改質區域220可以位於第二側表面100SY上。第一改質區域210和第二改質區域220可以位於距第一表面100B不同的距離D1和D2處。模製層400可以進一步在半導體晶片10與封裝基板300之間延伸。封裝基板300還包括位於與半導體晶片10垂疊的位置處的通孔（圖13中的300H），並且模製層400可以延伸以在填充通孔300H的同時形成從封裝基板300突出的模製層底部401。

返回參照圖16，模製層40的上表面40T可以形成為與上模具50T的表面接觸。上模具50T與半導體晶片10之間的第一間隔距離D3可以大於半導體晶片15與封裝基板30之間的第二間隔距離D4。因此，半導體晶片15的第二表面15T與上模具50T之間的間隔距離可以大於半導體晶片15與封裝基板30之間的間隔距離。模製層40的覆蓋半導體晶片15的第二表面15T的部分的厚度可以大於半導體晶片15與封裝基板30之間的間隔距離。

圖21是例示根據本揭示內容的實施方式的半導體封裝件的封裝基板300的示例的圖。參照圖13和圖21，封裝基板300可以包括通孔300H，並且通孔300H可以形成在封裝基板300中以與半導體晶片10的中央部分垂疊。通孔300H-A可以形成在封裝基板300中以與遠離半導體晶片10的中央部分的位置垂疊。多個通孔300H-A和300H可以形成在封裝基板300中以沿著一個方向設置。多個通孔300H-A和300H可以沿著穿過半導體晶片10的中央的虛擬線X-C1~X-C2或沿著X軸方向形成在封裝基板300中。

圖22是例示根據本揭示內容的實施方式的半導體封裝件的製造方法的效果的圖。參照圖22，半導體基板100可以包括由單晶矽（Si）形成的半導體基底102和形成在半導體基底102上的作用層101。作用層101可以包括介電層101-1、導電圖案101-2和導電連接件101-3。可以層疊多個介電層101-1，並且可以層疊由介電層101-1絕緣的多個導電圖案101-2。多個導電連接件101-3可以基本上垂直地將導電圖案101-2彼此連接。

以此方式，因為作用層101可以包括多個層，所以裂紋200C穿過作用層101的傳播可以比裂紋在單晶結構的半導體基底102中的傳播更困難。在構成作用層101的各層的界面200A處，裂紋200C的行進可以沿著界面分散。因此，可以降低根據裂紋200C的行進的切割力。為了提高切割力或提高裂紋200C的傳播能力，改質區域200可以定位成相對地靠近作用層101。

基於根據本揭示內容的實施方式的半導體晶片的製造方法，如圖7所示，第一改質區域210可以形成為比第二改質區域220更靠近作用層101或更靠近第一表面100B。因此，能夠在切割半導體基板100W時抑制切割力分散。

已經結合如上所述的一些實施方式揭示了本發明構思。本領域技術人員將理解，在不脫離本揭示內容的範圍和精神的情況下，能夠進行各種修改、添加和/或替換。因此，本說明書中揭示的實施方式不應當從限制性的觀點而是從說明性的觀點來考慮。本發明構思的範圍不限於以上描述，而是由所附請求項限定，並且等效範圍中的所有區別特徵都應當被解釋為包括在本發明構思中。 相關申請的交叉引用

本申請主張於2022年11月22日提交的韓國申請案號10-2022-0156954和於2023年6月22日提交的韓國申請案號10-2023-0080682的優先權，上述韓國申請通過引用整體併入本文中。

10:半導體晶片 15:半導體晶片 15B:第一表面 15S:側表面 15T:第二表面 20:半導體封裝件 21:第一改質區域 21-1:第一改質區域 21C:裂紋 21C-1:裂紋 22:第二改質區域 22C:裂紋 30:封裝基板 30H:通孔 35:導電連接件 39:空間 40:模製層 40F:流 40F-1:第一流 40F-2:第二流 40F-3:第三流 40T:上表面 41:模製層底部 50:模具 50B:下模具 50C:腔 50G:模製凹槽 50T:上模具 59:空間 100:第二側表面 100B:第一表面 100R:晶片區域 100SL:劃線道區域 100SX:切割表面/側表面/第一側表面 100SY:切割表面/側表面/第二側表面 100T:第二表面 100W:半導體基板 101:作用層 101-1:介電層 101-2:導電圖案 101-3:導電連接件 102:半導體基底 200:改質區域 200A:界面 200C:裂紋 210:第一改質區域 220:第二改質區域 300:封裝基板 300H:通孔 300H-A:通孔 350:導電連接件 400:模製層 400F:流 401:模製層底部 500:雷射源 501:雷射 D1:距離 D2:距離 D3:第一間隔距離 D4:第二間隔距離 DL1:第一切割線 DL2:第二切割線 M:拉伸應力 P:壓力 S1:步驟 S2:步驟 S3:步驟 X:X軸 X-C1:線/切割線/虛擬線 X-C2:線/切割線/虛擬線 Y:Y軸 Y-C1:切割線 Y-C2:切割線 Y1-Z1-X1:切割線 Z:Z軸

[圖1]是例示根據本揭示內容的實施方式的半導體晶片的製造方法的流程圖。

[圖2]至[圖8]是例示根據本揭示內容的實施方式的半導體晶片的製造方法的圖。

[圖9]是例示根據本揭示內容的實施方式的半導體晶片的立體圖。

[圖10]至[圖14]是例示根據本揭示內容的實施方式的半導體封裝件的製造方法的圖。

[圖15]至[圖19]是例示根據本揭示內容的實施方式的半導體封裝件的製造方法的效果的圖。

[圖20]和[圖21]是例示根據本揭示內容的實施方式的半導體封裝件的圖。

[圖22]是例示根據本揭示內容的實施方式的半導體封裝件的製造方法的效果的圖。

10:半導體晶片

100:第二側表面

100B:第一表面

100SX:切割表面/側表面/第一側表面

100SY:切割表面/側表面/第二側表面

100T:第二表面

101:作用層

102:半導體基底

210:第一改質區域

220:第二改質區域

D1:距離

D2:距離

X:X軸

Y:Y軸

Z:Z軸

Claims (35)

1. 一種製造半導體晶片的方法，所述方法包括以下步驟： 在半導體基板中沿著第一方向以第一深度形成第一改質區域； 在所述半導體基板中沿著不同於所述第一方向的第二方向以不同於所述第一深度的第二深度形成第二改質區域；以及 利用所述第一改質區域和所述第二改質區域將所述半導體基板切割成半導體晶片。
2. 根據請求項1所述的方法， 其中，所述半導體基板具有彼此相對的第一表面和第二表面，並且 其中，所述第一改質區域被定位成比所述第二改質區域更靠近所述第一表面。
3. 根據請求項2所述的方法，其中，所述半導體基板包括： 半導體基底，所述半導體基底提供所述第二表面；以及 作用層，所述作用層形成在所述半導體基底上，所述作用層提供所述第一表面。
4. 根據請求項1所述的方法，其中，所述第一改質區域和所述第二改質區域包括與所述半導體基板的晶體結構不同的晶體結構。
5. 根據請求項1所述的方法，其中，切割所述半導體基板的步驟包括以下步驟： 生長伴隨所述第一改質區域和所述第二改質區域的裂紋以到達所述半導體基板的相對表面；以及 擴展所述半導體基板，使得所述半導體晶片通過所述裂紋與所述半導體基板分離。
6. 根據請求項1所述的方法，其中，通過從所述半導體基板的表面將雷射照射在所述半導體基板中並且通過所述雷射使所述半導體基板的所述雷射聚焦的部分改質來形成所述第一改質區域。
7. 根據請求項1所述的方法，其中，所述半導體晶片中的每一個與所述半導體基板分離以包括第一側表面和第二側表面，所述第一改質區域位於所述第一側表面上，並且所述第二改質區域位於所述第二側表面上。
8. 一種製造半導體封裝件的方法，所述方法包括以下步驟： 在半導體基板中沿著第一方向以第一深度形成第一改質區域； 在所述半導體基板中沿著不同於所述第一方向的第二方向以不同於所述第一深度的第二深度形成第二改質區域； 利用所述第一改質區域和所述第二改質區域將所述半導體基板切割成半導體晶片，所述半導體晶片中的每一個包括沿著所述第一方向切割的第一側表面和沿著所述第二方向切割的第二側表面； 將所述半導體晶片中的一個半導體晶片安裝在封裝基板上方；以及 通過在所述封裝基板上方提供模製材料以朝向所述半導體晶片的所述第二側表面流動來形成覆蓋所述半導體晶片的模製層。
9. 根據請求項8所述的方法， 其中，所述半導體基板具有彼此相對的第一表面和第二表面，並且 其中，所述第一改質區域被定位成比所述第二改質區域更靠近所述第一表面。
10. 根據請求項9所述的方法，其中，所述半導體晶片設置在所述封裝基板上方，使得所述第一表面面向所述封裝基板。
11. 根據請求項9所述的方法，其中，所述半導體基板包括： 半導體基底，所述半導體基底提供所述第二表面；以及 作用層，所述作用層形成在所述半導體基底上，所述作用層提供所述第一表面。
12. 根據請求項8所述的方法，其中，所述第一改質區域和所述第二改質區域包括與所述半導體基板的晶體結構不同的晶體結構。
13. 根據請求項8所述的方法，其中，切割所述半導體基板的步驟包括以下步驟： 生長伴隨所述第一改質區域和所述第二改質區域的裂紋以到達所述半導體基板的相對表面；以及 擴展所述半導體基板，使得所述半導體晶片通過所述裂紋與所述半導體基板分離。
14. 根據請求項8所述的方法，其中，通過從所述半導體基板的表面將雷射照射在所述半導體基板中並且通過所述雷射使所述半導體基板的所述雷射聚焦的部分改質來形成所述第一改質區域。
15. 根據請求項8所述的方法，其中，所述模製層進一步在所述封裝基板與所述半導體晶片之間延伸。
16. 根據請求項8所述的方法， 其中，所述封裝基板還包括位於與所述半導體晶片垂疊的位置處的通孔，並且 其中，所述模製層延伸以填充所述通孔。
17. 根據請求項8所述的方法，其中，所述半導體晶片通過導電連接件連接到所述封裝基板。
18. 根據請求項17所述的方法， 其中，形成所述模製層的步驟包括以下步驟： 將所述封裝基板安裝在模具中；以及 將所述模製材料注入到所述模具中，並且 其中，所述模具與所述半導體晶片之間的間隔距離大於所述半導體晶片與所述封裝基板之間的間隔距離。
19. 一種製造半導體封裝件的方法，所述方法包括以下步驟： 在封裝基板上方設置半導體晶片；以及 形成覆蓋所述半導體晶片的模製層， 其中，所述半導體晶片包括： 第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面彼此相對； 第一側表面和第二側表面，所述第一側表面和所述第二側表面從所述第一表面延伸到所述第二表面； 第一改質區域，所述第一改質區域以距所述第一表面的第一距離位於所述第一側表面上；以及 第二改質區域，所述第二改質區域以距所述第一表面的第二距離位於所述第二側表面上，距所述第一表面的所述第二距離不同於距所述第一表面的所述第一距離，並且 其中，通過在所述封裝基板上提供模製材料以朝向所述半導體晶片的所述第二側表面流動來形成所述模製層。
20. 一種半導體晶片，所述半導體晶片包括半導體基板，所述半導體基板包括： 第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面彼此相對； 第一側表面和第二側表面，所述第一側表面和所述第二側表面從所述第一表面延伸到所述第二表面； 第一改質區域，所述第一改質區域以距所述第一表面的第一距離位於所述第一側表面上；以及 第二改質區域，所述第二改質區域以距所述第一表面的第二距離位於所述第二側表面上，距所述第一表面的所述第二距離不同於距所述第一表面的所述第一距離。
21. 根據請求項20所述的半導體晶片，其中，所述半導體基板還包括： 半導體基底，所述半導體基底提供所述第二表面；以及 作用層，所述作用層形成在所述半導體基底上，所述作用層提供所述第一表面。
22. 根據請求項20所述的半導體晶片，其中，所述第一改質區域和所述第二改質區域具有與所述半導體基板的晶體結構不同的晶體結構。
23. 根據請求項20所述的半導體晶片，其中，所述第一改質區域被定位成比所述第二改質區域更靠近所述第一表面。
24. 根據請求項20所述的半導體晶片，其中，所述第一側表面和所述第二側表面是彼此交叉的側表面。
25. 一種半導體封裝件，所述半導體封裝件包括： 封裝基板； 半導體晶片，所述半導體晶片設置在所述封裝基板上方；以及 模製層，所述模製層覆蓋所述半導體晶片， 其中，所述半導體晶片包括半導體基板，所述半導體基板包括： 第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面彼此相對； 第一側表面和第二側表面，所述第一側表面和所述第二側表面從所述第一表面延伸到所述第二表面； 第一改質區域，所述第一改質區域以距所述第一表面的第一距離位於所述第一側表面上；以及 第二改質區域，所述第二改質區域以距所述第一表面的第二距離位於所述第二側表面上，距所述第一表面的所述第二距離不同於距所述第一表面的所述第一距離。
26. 根據請求項25所述的半導體封裝件，其中，所述半導體基板還包括： 半導體基底，所述半導體基底提供所述第二表面；以及 作用層，所述作用層形成在所述半導體基底上，所述作用層提供所述第一表面。
27. 根據請求項25所述的半導體封裝件，其中，所述第一改質區域和所述第二改質區域具有與所述半導體基板的晶體結構不同的晶體結構。
28. 根據請求項25所述的半導體封裝件，其中，所述半導體晶片設置在所述封裝基板上方，使得所述第一表面面向所述封裝基板。
29. 根據請求項25所述的半導體封裝件，其中，所述模製層進一步在所述封裝基板與所述半導體晶片之間延伸。
30. 根據請求項25所述的半導體封裝件， 其中，所述封裝基板還包括位於與所述半導體晶片垂疊的位置處的通孔，並且 其中，所述模製層延伸以填充所述通孔。
31. 根據請求項25所述的半導體封裝件，其中，所述封裝基板還包括設置在與所述半導體晶片垂疊的位置處的多個通孔。
32. 根據請求項25所述的半導體封裝件，所述半導體封裝件還包括設置在所述封裝基板和所述半導體晶片之間的導電連接件，所述導電連接件將所述封裝基板和所述半導體晶片彼此連接。
33. 根據請求項32所述的半導體封裝件，其中，所述半導體晶片與所述封裝基板之間的間隔距離等於所述導電連接件的高度。
34. 根據請求項25所述的半導體封裝件，其中，所述半導體晶片的所述第二表面與所述模製層的表面之間的間隔距離大於所述半導體晶片與所述封裝基板之間的間隔距離。
35. 根據請求項25所述的半導體封裝件，其中，所述第一改質區域被定位成比所述第二改質區域更靠近所述第一表面。