一種防止開裂的晶圓結(jié)構(gòu)及劃片方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種防止半導(dǎo)體襯底開裂的晶圓結(jié)構(gòu)及劃片方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體芯片都是直接在半導(dǎo)體晶圓(比如4英寸、6英寸、8英寸、12英寸等)上加工，然后把晶圓進(jìn)行劃片切割后分離出許多正方形或長(zhǎng)方形的芯片。比如在一個(gè)8英寸的晶圓上可以切割出2000多顆4mmX4mm的芯片。在設(shè)計(jì)芯片的版圖時(shí)，需要在這些芯片與芯片之間留一定間距作為劃片槽。為了節(jié)約成本，劃片槽越細(xì)越好，但劃片槽必須滿足劃片的需求。當(dāng)前最常見的劃片槽的寬度是40-100微米。
[0003]當(dāng)前的半導(dǎo)體工藝大部分是表面工藝，也就是在半導(dǎo)體晶圓的表面注入離子以及在表面上沉積導(dǎo)電金屬層、絕緣層等。隨著技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體的體加工工藝逐漸成熟，也有越來越多的應(yīng)用，比如TSV(Thr0ugh Silicon Via)等。相對(duì)于表面加工的表面薄膜加工，體加工直接在半導(dǎo)體晶圓做深加工，加工的深度從幾十微米到幾百微米，甚至跟晶圓厚度相當(dāng)。這些被加工出來的構(gòu)件的材料有些是半導(dǎo)體本身，有些是被替換成不同的材料，比如金屬、樹脂等。由于材料熱膨脹系數(shù)的不同，在生產(chǎn)加工過程中會(huì)產(chǎn)生很大應(yīng)力。如果這些構(gòu)件的體積在芯片中占比大到一定程度，產(chǎn)生的應(yīng)力就會(huì)造成半導(dǎo)體芯片的機(jī)械結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、甚至開裂。公開專利:CN102870175B提出了在芯片外圍增加金屬邊框，以提供機(jī)械框架，提高機(jī)械魯棒性，解決了此問題，但其劃片時(shí)的晶圓結(jié)構(gòu)如圖1所示，芯片If與芯片IV之間的劃片槽13'的材料仍是半導(dǎo)體本身，比如硅。所以相當(dāng)于一個(gè)很細(xì)的硅框里嵌有體積相當(dāng)?shù)慕饘?如金屬邊框120。硅是很脆的材料，這種情況下硅很容易開裂，造成劃片時(shí)晶圓開裂，從而降低了產(chǎn)品良率，導(dǎo)致成本增高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于為解決上述問題而提供一種可以避免在劃片過程中半導(dǎo)體襯底開裂，提高產(chǎn)品良率，同時(shí)，可使劃片槽的寬度盡量小，提高半導(dǎo)體襯底利用率，降低成本的晶圓結(jié)構(gòu)及劃片方法。
[0005]為此，本發(fā)明公開了一種防止開裂的晶圓結(jié)構(gòu)，包括一半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上布有縱橫交錯(cuò)的金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)，從而整個(gè)半導(dǎo)體襯底被金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)分割成多個(gè)單元網(wǎng)格，芯片形成于金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)的單元網(wǎng)格之中的半導(dǎo)體襯底上，單元網(wǎng)格以外的區(qū)域建立劃片槽位置。
[0006]進(jìn)一步的，所述金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)由金屬條縱橫交錯(cuò)形成，由縱橫交錯(cuò)金屬條所圍合成的每個(gè)封閉區(qū)域即為形成芯片的單元網(wǎng)格。
[0007]進(jìn)一步的，所述金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)包括多個(gè)間隔排布的金屬框體和連接相鄰金屬框體的金屬連接部，所述金屬框體以內(nèi)的區(qū)域即為形成芯片的單元網(wǎng)格。
[0008]更進(jìn)一步的，連接相鄰金屬框體的金屬連接部是連接金屬框體的框邊，或者是連接金屬框體的框角。
[0009]進(jìn)一步的，所述金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)為銅、銀或合金。
[0010]本發(fā)明還公開了一種防止開裂的劃片方法，包括如下步驟
[0011]Al，制備上述的晶圓結(jié)構(gòu)；
[0012]A2，對(duì)步驟Al制備得到的晶圓結(jié)構(gòu)沿劃片槽進(jìn)行劃片獲得獨(dú)立芯片。
[0013]進(jìn)一步的，所述步驟Al具體為，先在半導(dǎo)體襯底上制備芯片，再制備金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
[0014]進(jìn)一步的，所述步驟Al具體為，先在半導(dǎo)體襯底上制備金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)，再制備芯片。
[0015]本發(fā)明的有益技術(shù)效果:
[0016]本發(fā)明通過在半導(dǎo)體襯底上設(shè)置縱橫交錯(cuò)的金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)，將原來半導(dǎo)體襯底材料(如娃)框中嵌有金屬變成金屬框中嵌有半導(dǎo)體襯底材料，可以避免在劃片過程中半導(dǎo)體襯底開裂，提高產(chǎn)品良率，同時(shí)，可使劃片槽的寬度盡量小，提高半導(dǎo)體襯底利用率，降低成本。
【附圖說明】
[0017]圖1為【背景技術(shù)】的晶圓結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為實(shí)施例一的晶圓結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019]圖3為實(shí)施例一的芯片一種結(jié)構(gòu)不意圖；
[°02°]圖4為實(shí)施例一的芯片另一種結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021]圖5為實(shí)施例二的晶圓結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為實(shí)施例二的芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7為實(shí)施例三的晶圓結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖8為實(shí)施例三的芯片結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0026]由于作為芯片的半導(dǎo)體襯底常規(guī)都是使用硅材料，所以本發(fā)明的實(shí)施例以硅襯底為例來說明，但不限于此。
[0027]本發(fā)明公開了一種防止開裂的晶圓結(jié)構(gòu)，包括一硅襯底，所述硅襯底上布有縱橫交錯(cuò)的金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)，從而整個(gè)半導(dǎo)體襯底被金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)分割成多個(gè)單元網(wǎng)格，芯片形成于金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)的單元網(wǎng)格之中的半導(dǎo)體襯底上，單元網(wǎng)格以外的區(qū)域建立劃片槽位置，即劃片時(shí)，沿著單元網(wǎng)格以外的區(qū)域進(jìn)行劃片切割。這樣就將原來硅框(即劃片槽位置的材料為硅材料)中嵌有金屬變成金屬框中嵌有硅材料，可以避免在劃片過程中，因劃片產(chǎn)生大量的熱，使金屬和硅受熱產(chǎn)生的膨脹，而由于金屬和硅的熱膨脹系數(shù)不一致，且相差較大，而硅本身又是比較脆的材料，就容易造成在劃片時(shí)硅襯底開裂的問題，從而提高了產(chǎn)品良率。同時(shí)，由于不存在硅開裂問題，可以將劃片槽的寬度盡量縮小，提高硅襯底的利用率，降低成本。
[0028]實(shí)施例一:
[0029]如圖2所示，本實(shí)施例中，金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)是由縱橫交錯(cuò)的金屬條23形成，本實(shí)施例中，優(yōu)選為由垂直相交的金屬條23形成，但不限于此，從而形成類似棋盤狀的結(jié)構(gòu)，金屬條23可以是銀、銅或其它合適的合金或金屬，由金屬條23所圍合成的每個(gè)封閉區(qū)域即為形成芯片21的單元網(wǎng)格，芯片21形成于金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)的單元網(wǎng)格之中的半導(dǎo)體襯底上，這樣就變成金屬框中嵌有硅材料，單元網(wǎng)格以外的區(qū)域即金屬條23建立劃片槽位置，劃片時(shí)，沿著金屬條23進(jìn)行切割，當(dāng)金屬條23的寬度等于或小于劃片槽的寬度時(shí)，切割后的芯片21如圖3所示，沒有金屬邊框，當(dāng)金屬條23的寬度大于劃片槽的寬度時(shí)，切割后的芯片21如圖4所示，具有金屬邊框22，金屬邊框22為芯片21提供機(jī)械框架，提高機(jī)械魯棒性和散熱性，防止在劃片過程中或使用中由于受熱開裂。本實(shí)施例的金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，制作過程比較簡(jiǎn)便，但其耗費(fèi)的金屬材料較多，浪費(fèi)大。
[0030]實(shí)施例二:
[0031]本實(shí)施例中，金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)包括多個(gè)間隔排布的方形金屬框體32和連接相鄰金屬框體32的框邊的金屬連接部33組成，如圖5所示，金屬框體32的框邊和金屬連接部33可以是銀、銅或其它合適的合金或金屬，金屬框32以內(nèi)的區(qū)域即為形成芯片31的單元網(wǎng)格，芯片31形成于金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)的單元網(wǎng)格之中的半導(dǎo)體襯底上，本實(shí)施例中，金屬連接件33的橫截面為條狀，當(dāng)然在其它實(shí)施例