集成電路的背面金屬化圖形的制作方法
【專利說明】集成電路的背面金屬化圖形
發(fā)明背景
[0001]本發(fā)明涉及集成電路設備組件以及，更具體的，涉及晶圓切割或晶圓鋸單片化。
[0002]傳統(tǒng)的集成電路(IC)制造是多步驟工藝，其中矩形管芯一起形成在單個圓形半導體(例如，硅)晶圓上。當組件制造的沉積和去除步驟完成，晶圓經(jīng)歷單片化，其中晶圓被切割以分開個體管芯。單片化的管芯隨后可被安裝到相應的引線框架或襯底上并且用模制化合物封裝以生成準備好安裝到電路板上的各個封裝管芯。應注意，該IC器件組件一般包括第二單片化步驟，這是因為通常多個單片化管芯安裝在包含相應的多個連接的引線框架(或襯底)的金屬板上，多個管芯和相應的引線框架在封裝過程中是同批次處理的，以生成多個封裝1C。該封裝IC隨后被單片化并彼此分開，例如使用金屬穿孔切除引線框架的外部以生成獨立的封裝1C。
[0003]準備好晶圓切割的晶圓通常在晶圓頂面具有管芯有源組件并且在底面具有半導體襯底。晶圓切割可以包括晶圓減薄的初步步驟，有時也稱為背面研磨，其中底面是磨薄以制造更薄，更輕，更小的管芯。晶圓切割也可以包括初步背面金屬化步驟，其中整個底面在減薄以后切割以前涂敷金屬。
[0004]背面金屬化可用于為管芯建立電性導電接觸和/或良好熱傳導接觸。背面金屬化常見于功率器件中，如功率四方扁平無引腳(PQFN)器件，因為金屬是高熱傳導性的并且特別有助于散發(fā)熱量。如它們的名稱所表示的，PQFN器件不具有向外突出引線。取而代之，該器件通過封裝的底面和/或側面的金屬焊墊(典型地使用焊球)安裝并且連接到印刷電路板。
[0005]在切割之前，粘結帶貼在晶圓背面以使得在晶圓切割期間保持管芯在適當位置。通常使用晶圓鋸切割晶圓。晶圓鋸是窄的圓形研磨鋸，其包括沿其切割邊緣嵌入的研磨砂礫，適用于切割晶圓。該晶圓鋸沿鋸通道(也稱為劃線線條)的網(wǎng)格圖形切割，其將晶圓上的管芯分開。晶圓鋸的切割動作同時包括研磨和由頂面下壓。當晶圓鋸切割穿過晶圓的大部分并接近底側時，鋸通道上的剩余晶圓的厚度大幅減小并且，這與晶圓鋸的下壓結合，可能導致襯底底部相比頂部的較大片的損壞和破裂。換言之，背面切割的嚴重程度通常比頂面切割更差。背面切割帶來的損壞可能隨后導致管芯破裂并且，從而，如果管芯隨后充分擠壓則器件故障。
[0006]通常，執(zhí)行可視的或其他光學檢查以確定任意特定管芯背面切割的程度。但是，在具有背面金屬化的晶圓中，難以可視化地確定背面切割的程度，這是因為，盡管通過觀察管芯側看到裂紋線條是相對容易的，但在管芯底視圖中看到破裂深度通常是困難的。
【附圖說明】
[0007]通過隨后的詳細說明，附加的權利要求，以及其中相似的附圖標記定義類似的或相同的元件的相應的附圖，本發(fā)明的其他方面，特點，以及優(yōu)點可以更充分地顯現(xiàn)。注意附圖中的元件并不是按比例畫出的。
[0008]圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有金屬化背面的晶圓的底面視圖；
[0009]圖2顯示圖1的細節(jié)區(qū)域，其中包括部分切割路徑以及鄰接管芯；
[0010]圖3顯示根據(jù)本發(fā)明另實施例的具有金屬化背面的晶圓的底面視圖；
[0011]圖4顯示圖3的細節(jié)區(qū)域；
[0012]圖5顯示根據(jù)本發(fā)明又實施例的具有金屬化背面的晶圓的底面視圖；
[0013]圖6顯示圖5的細節(jié)區(qū)域，其中包括部分切割路徑，完整管芯以及部分管芯；
[0014]圖7顯示了圖1的經(jīng)過晶圓切割的單片化管芯的底面視圖。
詳細說明
[0015]在此公開本發(fā)明具體的展示實施例。但是，在此公開的特定的結構以及功能細節(jié)僅僅是用于描述本發(fā)明示例實施例的代表。本發(fā)明的實施例可能具體化為多個替代形式并且不應解釋為僅僅限定于在此提出的實施例。進一步，此處使用的術語僅用于描述具體實施例的目的并不意味限定本發(fā)明的示例實施例。
[0016]如在此使用的，單數(shù)形式“一個(a，an)”以及“該”意思是也包括復數(shù)形式，除非上下文明確指出別的形式。進一步理解，術語“包括”，“具有”和/或“包含”指定固定特征，步驟，或組件的出現(xiàn)，但不排除一個或多個其他特征，步驟，或組件的出現(xiàn)或增加。同樣應注意，在一些替代執(zhí)行過程中，注明(noted)的功能/效果可能不以圖中注明的順序產(chǎn)生。
[0017]在一個實施例中，晶圓背面被金屬化，以使得沿每個管芯邊緣的外圍無金屬環(huán)包圍每個管芯背面的中央金屬化區(qū)域。該無金屬環(huán)使得單片化管芯背面切割程度的可視化檢查更容易，通過標記被認為過嚴重切割的管芯，其允許更好的質量控制。被標記為過嚴重切割的管芯之后可能被丟棄或另行處理。另外，無金屬環(huán)背面金屬化也可以減少在晶圓切割過程中發(fā)生的背面切割的程度。
[0018]現(xiàn)在參見圖1，根據(jù)本發(fā)明一個實施例示出具有金屬化背面101的示例性晶圓100的簡化底面視圖。注意，為簡化描述，該晶圓100顯示具有包括八個大的完整管芯以及多個外圍部分管芯的陣列。如本領域技術人員能夠理解的，典型的晶圓包括幾十或數(shù)百個完整管芯的陣列。
[0019]背面101上的金屬化通過斜紋線圖形顯示。該金屬化背面101包括切割路徑的規(guī)則矩形網(wǎng)格，包括示例性的切割路徑102，其在例如示例性的鄰接管芯103和104之間延伸。該晶圓100沿其圓周也包括部分管芯，例如示例性的部分管芯105，其通常在單片化后丟棄。無論部分或整個，部分管芯也是通過諸如切割路徑102的切割路徑與鄰接管芯分開的。注意，在一些替代執(zhí)行過程中，該晶圓100僅具有完整管芯而不具有部分管芯。所有切割路徑包括無金屬區(qū)域，其沒有被金屬化而是包括暴露的基板。該無金屬區(qū)域形成繞著完整管芯背面的外圍矩形環(huán)。換言之，該晶圓100的背面101具有非鄰接金屬化區(qū)域的陣列，其由無金屬區(qū)域分開。
[0020]以下更具體的描述細節(jié)區(qū)域106，如虛線圓形所示，其覆蓋切割路徑102在管芯103和104之間的部分。該無金屬區(qū)域可以是，例如，(I)沿背面101剩余部分金屬化的區(qū)域并且其中的金屬化隨后從該區(qū)域被去除以暴露襯底或(2)沒有金屬化的區(qū)域，而背面101的其他部分被金屬化以產(chǎn)生金屬化背面101。例如，背面金屬化可以通過氣相沉積或濺射得到。
[0021]圖2顯示圖1的細節(jié)區(qū)域106，包括部分切割路徑102和管芯103和104。該切割路徑102包括無金屬區(qū)域201，從管芯103下的金屬化邊緣202延伸到管芯104下的金屬化邊緣203。換言之，暴露的晶圓襯底材料的無金屬區(qū)域201與該切割路徑102是同延的。中心線204處在該切割路徑102的中心并且標記鄰接管芯103和104之間的預切割邊界。鋸通道205，在兩側側接該中心線204并且被斜紋線圖形示出，指示將在切割步驟中通過晶圓鋸(未示出)研磨去除的部分晶圓100。該鋸通道205的寬度與晶圓鋸的寬度大體相等。
[0022]管芯邊緣206指示管芯103頂面的器件組件區(qū)域的邊緣。管芯邊緣206比鋸通道205最近的邊緣更遠離中心線204，因為管芯的器件組件在晶圓切割工藝中不應被去除；只有無用的邊界段受切割影響。金屬化邊緣202不一直向外延伸到管芯邊緣206。在一種實施方式中，管芯邊緣206延伸超過金屬化邊緣202大約2+ / -1密耳。注意，I密耳是千分之一英寸，或約0.025毫米。
[0023]類似的，管芯104的管芯邊緣207延伸超過金屬化邊緣203大約2密耳。注意，在鋸通道205的邊緣和管芯103和104的管芯邊緣206和207之間分別存在窄的緩沖區(qū)域，以減少非故意損傷管芯器件組件的風險。但是，應注意管芯103和104的管芯邊緣206和207可以一直向外延伸到鋸通道205的相應邊緣。
[0024]晶圓100的其他切割路徑大體類似于切割路徑102。這意味著晶圓100的每個完整管芯在其背面具有圍繞金屬化中心部分的無金屬邊界，其中無金屬邊界-或外圍環(huán)-從管芯的邊緣向內延伸至少I密耳。
[0025]圖3顯示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的具有金屬化背面301的晶圓300的底面視圖。該晶圓300與圖1的晶圓100基本類似，不同之處在于切割路徑布局，包括示例性的切割路徑302，如下所述。管芯303和304與晶圓100的相應的管芯基本類似。以下將更具體的描述細節(jié)區(qū)域306，其覆蓋切割路徑302在管芯303和304之間的部分。
[0026]圖4顯示圖3的細節(jié)區(qū)域306。圖4中的大部分元件基本類似于圖2中的相應元件并且類似地標示，但是具有不同的前綴。切割路徑302具有兩個窄的無金屬區(qū)域401和409，分別側接管芯邊緣406和407，而不是圖3中的單個無金屬區(qū)域201。切割路徑302包括金屬化區(qū)域408-由斜紋線圖形指示-側接切割路徑302的中心線404并且定位在無金屬區(qū)域401和409之間。金屬化區(qū)域408不比鋸通道405寬并且最好是略窄。
[0027]無金屬區(qū)域401從金屬化區(qū)域408的第一邊緣延伸到管芯303的金屬化邊緣402。管芯303的管芯邊緣406在金屬化區(qū)域408和金屬化邊緣402之間。在一種實施方式中，金屬化邊緣402和管芯邊緣406之間的距離是2+ / -1密耳。
[0028]類似的，無金屬區(qū)域409從金屬化區(qū)域408的另一邊緣延伸到管芯304的金屬化邊緣403。管芯304的管芯邊緣407在金屬化區(qū)域408和金屬化邊緣403之間。在一種實施方式中，金屬化邊緣403和管芯邊緣407之間的距離是2+ / -1密耳。
[0029]圖5顯不根據(jù)本發(fā)明又一實施例的具有金屬化背面501的晶圓500的底面視圖。晶圓500與圖1的晶圓100基本類似，不同之處在于部分管芯的背面，如部分管芯505和510。部分管芯的背面沒有金屬化。完整管芯，如示例性管芯503和504，通過切割路徑分開，如示例性切割路徑502-其基本類似于圖2的切割路徑102。部分管芯(如管芯505和510)通