專利名稱：具有改進(jìn)的裂紋防護(hù)的半導(dǎo)體晶片的制作方法
具有改進(jìn)的裂紋防護(hù)的半導(dǎo)體晶片技術(shù)領(lǐng)域[oooii本發(fā)明主要涉及半導(dǎo)體晶片的制造，以及更具體而言，涉及包括防護(hù)由單元片工具所引發(fā)的裂紋擴(kuò)展的半導(dǎo)體晶片的制造方法。
背景技術(shù)：
0002單一的集成電路或芯片通常由被稱為半導(dǎo)體晶片的較大 結(jié)構(gòu)所形成，半導(dǎo)體晶片通常主要包括硅(盡管可以使用其他材料諸如 砷化鎵和磷化銦)。半導(dǎo)體晶片包括以行和列布置的多個(gè)集成電路，每 個(gè)集成電路的周邊形狀通常為正方形或矩形。0003通常，在完成半導(dǎo)體晶片制造后，沿著位于集成電路的 每個(gè)行和列之間的兩組相互垂直的平行線或道，半導(dǎo)體晶片被鋸成或 "切成，，正方形或矩形的分立集成電路。切單的集成電路通常被稱為單 元片(die)。
本發(fā)明通過實(shí)例進(jìn)行說明并不受限于附圖，在附圖中相 似的參考標(biāo)記表示相似的元件。附圖中的元件從簡化和清楚的角度進(jìn) 行了說明，不必要按比例繪制。00101圖l是說明單元片的實(shí)例布局圖的半導(dǎo)體晶片的頂視圖；0011圖2是

圖1中所示的半導(dǎo)體晶片的部分頂視圖，更加詳 細(xì)地顯示了單元片區(qū)域的形成；0012圖3A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片的部分橫切面應(yīng)力吸收材料可以包括聚合物、合成石蠟或珪酮 (silicone)。在應(yīng)力吸收材料可以是聚合物的實(shí)施例中，優(yōu)選聚合物 時(shí)低應(yīng)力聚合物樹脂。
在圖3A到圖4A所說明的實(shí)施例中，每個(gè)線308、 310 包括在半導(dǎo)體晶片300的頂表面320之間延伸并穿過到達(dá)基片102的 至少一個(gè)連續(xù)的溝槽316。如圖4B所示，溝槽316外周地限定了各 自的單元片區(qū)域200，以在其周圍形成邊界。[0042可以利用任何適合的制造工藝，諸如，例如光刻、干法 刻蝕或激光工藝，形成溝槽316。盡管優(yōu)選地，利用傳統(tǒng)的濕法或千 法刻蝕技術(shù)刻蝕出每個(gè)溝槽316。就每個(gè)溝槽316的寬度(W)330(圖 4A)而言，溝槽316的寬度可以介于大約3nm到大約10jun之間，但 通常大約為5 nm。[0043在所說明的實(shí)施例中，每個(gè)溝槽316通常具有矩形的橫 切面輪廓。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是可以使用其他的橫切面輪廓，諸如， 例如楔形。0044不管橫切面輪廓如何，每個(gè)溝槽316被填充以應(yīng)力吸收 材料，用以在切片工藝中降低在單元片上由單元片工具誘發(fā)的應(yīng)力。 在本實(shí)例中，應(yīng)力吸收材料為低應(yīng)力聚合物樹脂，諸如聚酰胺。然而， 應(yīng)當(dāng)理解的是可以使用其他類型的材料，諸如，例如另一種聚合物、 合成石蠟或硅酮。[00451將每個(gè)溝槽316填充以應(yīng)力吸收材料提供了插栓或"鉚 釘"狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)降低在切片過程中在單元片區(qū)域200上由單元片 工具誘發(fā)的應(yīng)力。因此，對于低-K和非低-K半導(dǎo)體產(chǎn)品來說，半導(dǎo) 體晶片300較不易受層間脫層(ILD)的影響。0046如圖3B中更加詳細(xì)顯示的，在溝槽316內(nèi)的應(yīng)力吸收材 料和與應(yīng)力吸收材料和層302交接的壁322、 324之間的鍵合被期望 提供進(jìn)一步防止由單元片工具所誘發(fā)的層間脫層。所產(chǎn)生的插栓或 "鉚釘"狀結(jié)構(gòu)趨向于沿溝槽316的深度方向支持層302。換言之，接 合趨向于在切片工藝中一起保持住層302，從而降低半導(dǎo)體晶片300 產(chǎn)生層間脫層的敏感性。另外，溝槽316內(nèi)的應(yīng)力吸收材料的存在也 在溝槽316寬度方向328上提供了對半導(dǎo)體晶片300的剛性，從而降 低了半導(dǎo)體晶片300發(fā)生層間脫層的敏感性(在使晶片彎曲時(shí)可能出現(xiàn))。00471除了降低半導(dǎo)體晶片300產(chǎn)生層間脫層的敏感性之外， 通過提供對單元片邊緣和角的保護(hù)，插栓或"鉚釘"狀結(jié)構(gòu)也降低了半 導(dǎo)體晶片300在切片工藝中發(fā)生單元片邊緣和角碎片的敏感性。事實(shí) 上，應(yīng)力吸收材料提供了外周地限定單元片區(qū)域200的保護(hù)性阻擋層。0048將溝槽316填充以應(yīng)力吸收材料優(yōu)選發(fā)生在晶片制造過 程中。理想地，在晶片制造過程中，將應(yīng)力吸收材料涂敷到半導(dǎo)體晶 片300上，作為最終晶片表面。[0049現(xiàn)在參照圖5，在切片工藝中，切片工具(諸如切鋸)將相 鄰的單元片區(qū)域200分離開。如果切片工具為切鋸500，那么相鄰的 單元片區(qū)域200的分離包括切鋸500的刀刃沿路徑306切割?？梢杂?于進(jìn)行切片工藝的切片工具的類型，諸如切鋸，屬于技術(shù)人員的知識 領(lǐng)域。[0050如圖5所示，在切片工藝中，切片工具500與溝槽316 內(nèi)的應(yīng)力吸收材料相互作用，且不與層302(圖3A)的邊緣接觸。由切 片工具500所誘發(fā)的應(yīng)力被填充溝槽316的應(yīng)力吸收材料吸收(至少某 種程度上)，因而進(jìn)一步降低了裂紋擴(kuò)展的可能性，并因此降低了單元 片區(qū)域200的層302內(nèi)的層間脫層。[00511圖6描述了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片600 的部分頂視圖。第二實(shí)施例也包括一對線308、 310。然而，在本實(shí)施 例中，線308、 310的每一個(gè)包括以端部對端部布置的被分離開的溝 槽316。如所示，每個(gè)溝槽通常沿其長度方向具有矩形形狀，以及在 截面輪廓上通常為矩形。每個(gè)溝槽316包含應(yīng)力吸收材料，如每個(gè)先 前所描述的實(shí)施例那樣。0052圖6中所說明的類型的溝槽316的布置提供了額外的裂 紋擴(kuò)展防護(hù)，以及從而層間脫層防護(hù)。尤其是，相續(xù)的溝槽316的端 部之間的間隙602提供了趨向于沿各自的切割線308、 310而不是向 單元片區(qū)域200轉(zhuǎn)移裂紋擴(kuò)展的力學(xué)薄弱區(qū)。換言之，源自于切片工 具誘發(fā)的應(yīng)力的裂紋擴(kuò)展將趨向于以與線308、 310相同的方向上被轉(zhuǎn)移并被置于形成各自切割線308、 310的相續(xù)溝槽的端部之間的間 隙606內(nèi)。0053在圖6所說明的實(shí)施例中，溝槽316的每個(gè)角提供了切 片工具誘發(fā)的應(yīng)力發(fā)生集中的點(diǎn)，并從而提供裂紋擴(kuò)展更加可能啟動 的點(diǎn)。在本實(shí)例中，由于相續(xù)溝槽316的端部包括直角的角，裂紋擴(kuò) 展在相同切割線308、 310的相續(xù)溝槽的角之間被轉(zhuǎn)移。在所說明的 實(shí)施例中，溝槽的長度604為50pm。然而，長度可以在30jim到80 Hm之間的范圍。0054圖7和8分別描述了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的半導(dǎo)體 晶片700的部分剖視圖和頂視圖。在圖7中所說明的第三實(shí)施例中， 溝槽706的第二對線702、 704位于第一對線308、 310之間并與其平 行布置。第二對的溝槽706的每個(gè)線702、 704與第一對的線對308、 310的各自一個(gè)相關(guān)并被從其分離開。0055在圖7和8中所說明的實(shí)施例中，以與第一對線308、310 的溝槽316相同的方式制造笫二對線702、 704的每個(gè)溝槽706。因此， 第二對線702、 704的每個(gè)溝槽706具有基本上與包括線308、 310的 溝槽316相同的寬度和長度。另外，每個(gè)溝槽706也被填充以與在溝 槽316中所使用的相同的應(yīng)力吸收材料。盡管在所說明的實(shí)施例中， 包括第一對線308、 310的溝槽316具有與包括第二對線702、 704的 溝槽316相同的尺寸，應(yīng)當(dāng)理解的是尺寸相同是不必要的。實(shí)際上， 在其他實(shí)施例中，包括線308、 310的溝槽316和包括線702、 704的 溝槽706的長度和寬度可以是不同的。[0056如圖8所示，第二對線702、 704的溝槽706橫向,皮偏移 710并4皮從第一對線308、 310的相關(guān)溝槽316橫斷地分隔開來708。 在所說明的實(shí)施例中，間距708大約為5jim。然而，間距可以在大約 5jim到10jim之間的范圍。就相關(guān)溝槽的端部之間的偏移而言(如圖8 中作為數(shù)字對參考標(biāo)記，例如316-1， 706-1所示)，在所說明的實(shí)施例 中，偏移710為大約15 nm(等效于大約1/3溝槽長度(L))。然而，偏 移710可以介于1/3和1/2溝槽長度(L)之間。[0057圖9描述了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片900的第四實(shí)施例 的另一部分圖。圖9中所說明的實(shí)施例與圖7和圖8中所說明的實(shí)施 例類似。然而，在本實(shí)施例中，溝槽316、 706的端部的形狀促使溝 槽316-n、 704-n(其中n=l到4)的端部之間的點(diǎn)-點(diǎn)式裂紋擴(kuò)展。在 本實(shí)例中，溝槽316、 706的端部為圓錐狀并終結(jié)于尖頭處。尖頭提 供了用于使切片工具誘發(fā)的應(yīng)力集中的應(yīng)力點(diǎn)，從而提供了裂紋擴(kuò)展 更加可能啟動的點(diǎn)。另外，由于相續(xù)溝槽的每一個(gè)包括尖頭，裂紋擴(kuò) 展在相同線的溝槽的相續(xù)溝槽的頭之間轉(zhuǎn)移，如圖IO所示。[00581正如所要理解的，盡管圖9中所說明的實(shí)施例包括具有 從溝槽的每個(gè)側(cè)面向內(nèi)逐漸變細(xì)而在尖頭處終結(jié)的端部的溝槽，應(yīng)當(dāng) 理解的是可以使用其他形狀的頭獲得相同的結(jié)果。然而優(yōu)選的是端部 包括具有從其以尖角延伸的圓錐側(cè)面的尖頭。00591圖11描述了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片1100的第五實(shí)施 例的部分頂視圖。圖11中所說明的實(shí)施例包括線308、 310的組合， 該組合包括參照圖3A和4A描述的類型的溝槽316，并與參照圖9描 述的類型的溝槽706的第二對線702、 704線組合。0060正如將會理解的，在不偏離本發(fā)明范疇的情況下，也可 以形成其他組合。在本實(shí)施例中，溝槽706的線702、 704提供了最 初的保護(hù)機(jī)制以通過間隙602轉(zhuǎn)移由切片工具誘發(fā)的裂紋擴(kuò)展。包括 溝槽316的線308、 310提供第二中保護(hù)機(jī)制，該機(jī)制減輕單元片區(qū) 域200因切片工具誘發(fā)的應(yīng)力并進(jìn)一步降低了半導(dǎo)體晶片1100受損 或退化的敏感性。正如將會理解的，可以互換所描述的第一對線308、 310和第二對線702、 704，使得線308、 310包括一對被分開的溝槽 以及線702、 704包括連續(xù)的溝槽。[0061盡管此處已經(jīng)詳細(xì)地說明了本發(fā)明的某些實(shí)施例，應(yīng)當(dāng) 顯而易見的是，在不偏離下列權(quán)利要求中所提出的本發(fā)明范疇的情況 下，對上述實(shí)施例的修改和調(diào)整可以發(fā)生在本領(lǐng)域的技術(shù)人員身上。 因此，書面描述和附圖被看作是說明性的而不是限制性的，并且所有 的這樣的修改目的是被涵蓋于本發(fā)明的范疇內(nèi)。此處針對具體實(shí)施例所描述的任何益處、優(yōu)勢或問題的解決方案不是用來被理解成任何或 所有的權(quán)利要求的關(guān)鍵的、要求的或基本的特征或元素。
權(quán)利要求
1.一種制造用于切片的半導(dǎo)體晶片的方法，該方法包括提供半導(dǎo)體晶片，該半導(dǎo)體晶片包括基片和在其上形成單元片區(qū)域結(jié)構(gòu)的多個(gè)上層，設(shè)置該結(jié)構(gòu)使得通過用于切片工具的路徑將相鄰的單元片區(qū)域分開；在每個(gè)路徑內(nèi)制造一對被分隔開的線，每個(gè)線限定各自路徑的切割邊緣并且包括在晶片頂表面和基片之間延伸的至少一個(gè)溝槽；以及用應(yīng)力吸收材料填充每個(gè)溝槽以在切片過程中降低單元片上由單元片工具誘發(fā)的應(yīng)力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體晶片的方法，其中每個(gè)線被制 造成以端部對端部布置的溝槽的線
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的制造半導(dǎo)體晶片的方法，其中相繼的溝槽 的端部被分隔開。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的制造半導(dǎo)體晶片的方法，其中相繼的溝槽 的端部之間的間距在大約5 nm到大約10 fim的范圍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3的制造半導(dǎo)體晶片的方法，其中相繼的溝槽 的端部被成形為促使在切片過程中裂紋在其間擴(kuò)展。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的制造半導(dǎo)體晶片的方法，其中端部的形狀 為尖狀。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2的制造半導(dǎo)體晶片的方法，其中每個(gè)溝槽的 長度在大約30 nm到大約80 jim的范圍。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體晶片的方法，其中應(yīng)力吸收材 料選自聚合物、合成石蠟以及硅酮中的一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體晶片的方法，在用應(yīng)力吸收材 料填充每個(gè)溝槽的步驟之前，進(jìn)一步包括在第一對線之間制造第二對 線，第二對線的每個(gè)線包括與第一對線的溝槽平行的至少一個(gè)溝槽， 并且其中第二對線的每個(gè)線被從笫一對線的相關(guān)溝槽橫向地偏移以 便與其間隔開大約5 nm到大約10 nm范圍的間距。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的制造半導(dǎo)體晶片的方法，其中第二對線的 溝槽具有基本上與第一對的溝槽相同的尺寸，并且相對第 一對的溝槽 在縱向上被偏移以便沿它們的長度某種程度地交疊。
11. 一種半導(dǎo)體晶片，包括 基片；位于基片上的多個(gè)上層，上層形成單元片區(qū)域結(jié)構(gòu)，設(shè)置該結(jié)構(gòu) 使得通過用于切片工具的路徑將相鄰的單元片區(qū)域分開；位于每個(gè)路徑內(nèi)一對被分隔開的線，該對的每個(gè)線限定各自路徑 的切割邊緣并且包括在晶片頂表面和基片之間延伸的至少一個(gè)溝槽； 以及布置于每個(gè)溝槽內(nèi)的應(yīng)力吸收材料，用于在切片過程中降低單元 片上由單元片工具誘發(fā)的應(yīng)力。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體晶片，其中每個(gè)線被制造成以端 部對端部布置的溝槽的線。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的半導(dǎo)體晶片，其中相繼的溝槽的端部被 分隔開。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的半導(dǎo)體晶片，其中相繼的溝槽的端部之 間的間距在大約5 jim到大約10 nm的范圍。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13的半導(dǎo)體晶片，其中相繼的溝槽的端部被 成形為促使在切片過程中裂紋在其間擴(kuò)展。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的半導(dǎo)體晶片，其中端部的形狀為尖狀。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體晶片，其中每個(gè)溝槽的長度在大 約30 nm到大約80 nm的范圍。
18. 根據(jù)權(quán)利要求ll的半導(dǎo)體晶片，其中應(yīng)力吸收材料選自聚 合物、合成石蠟和硅酮中的一種。
19，根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體晶片，進(jìn)一步包括位于第一對線 之間的第二對線，第二對線的每個(gè)線包括與第一對線的溝槽平行的至 少一個(gè)溝槽，并且其中第二對線的每個(gè)線被從第一對線的相關(guān)溝槽橫 向地偏移以便與其間隔開大約5 nm到大約10 nm范圍的間距。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的半導(dǎo)體晶片，其中第二對線的溝槽具有 基本上與第一對線的溝槽相同的尺寸，并且相對第一對線的溝槽在縱 向上被偏移以便沿它們的長度某種程度地交疊。
全文摘要
一種制造用于切片的半導(dǎo)體晶片的方法，包括提供半導(dǎo)體晶片，該晶片包括基片和位于基片上的形成單元片區(qū)域結(jié)構(gòu)的多個(gè)上層。設(shè)置該結(jié)構(gòu)目的是通過用于切片工具的路徑將相鄰的單元片區(qū)域分離開來。在每個(gè)路徑內(nèi)，制造一對被分隔開的線。每個(gè)線限定各自路徑的一個(gè)切割邊緣并且具有在晶片頂表面和基片之間延伸的至少一個(gè)溝槽。用應(yīng)力吸收材料填充每個(gè)溝槽，用于在切片過程中降低單元片上由單元片工具誘發(fā)的應(yīng)力。
文檔編號H01L23/00GK101236920SQ20081000324
公開日2008年8月6日 申請日期2008年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月29日
發(fā)明者盧威耀, 葉興強(qiáng), 陳蘭珠 申請人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司