划片槽的形成方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种划片槽的形成方法。

背景技术

半导体芯片工艺中，在半导体芯片封装工艺中，需要对芯片进行切割，切割过程在切割道中进行。切割的机械力可能导致边缘处形成微小裂痕，尤其是接近边角处。所形成的裂痕可能会朝向集成电路的中心电路区域推进而造成其中的电路区域毁坏。为了保护电路区域，一般会在集成电路芯片上介于电路区域以及其切割道之间，配置芯片密封环(sea lr i ng)。芯片密封环可以防止任何裂痕侵入集成电路内部的电路区域，然而，随着芯片尺寸的变小，芯片与芯片间的切割道尺寸也逐步缩小，切割道尺寸的缩小给后段的切割(d ie saw)工艺带来了严峻的挑战，而切割过程的微小裂缝也成为影响产品可靠性能的一个隐患。在切割工艺过程中，甚至会破坏掉芯片密封环，裂缝最终进入芯片内部，对芯片本身造成致命的伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种划片槽的形成方法，通过划片槽将多个芯片切割分开，保持芯片密封环的完整，减少对芯片的伤害，并且划片槽内部侧壁和底壁均是光滑的。

为了达到上述目的，本发明提供了一种划片槽的形成方法，用于将多个芯片分割开，包括：

提供半导体器件，包括芯片、位于所述芯片外围的用于保护芯片的芯片密封环，以及位于所述芯片密封环外围的切割道，所述芯片、所述芯片密封环和所述切割道形成在半导体基底上；

部分刻蚀所述切割道并露出所述半导体基底表面，以形成深沟槽，所述深沟槽的两侧与所述切割道的边缘均具有一定距离；

在所述半导体器件表面形成掩膜层，所述掩膜层覆盖所述深沟槽的侧壁和底壁；

同时刻蚀所述深沟槽底壁的掩膜层露出半导体基底表面和位于所述芯片上的掩膜层露出半导体器件表面，以分别形成划片槽和焊盘。

可选的，在所述的划片槽的形成方法中，所述半导体基底包括衬底和前段IC。

可选的，在所述的划片槽的形成方法中，所述芯片密封环的材料包括金属。

可选的，在所述的划片槽的形成方法中，所述切割道的材料包括含氟氧化物。

可选的，在所述的划片槽的形成方法中，所述氧化物包括二氧化硅。

可选的，在所述的划片槽的形成方法中，所述掩膜层的材料为氮化物。

可选的，在所述的划片槽的形成方法中，所述氮化物包括氮化硅。

可选的，在所述的划片槽的形成方法中，所述芯片包括位于所述半导体基地上介质层，以及位于所述介质层内的多个金属层。

可选的，在所述的划片槽的形成方法中，同时刻蚀所述深沟槽底壁的掩膜层和位于所述芯片上的掩膜层，以分别形成划片槽和焊盘的方法包括：在所述掩膜层的表面形成图案化的光刻胶，以图案化的光刻胶为掩摸同时刻蚀所述深沟槽底壁的掩膜层和所述芯片的掩摸层。

可选的，在所述的划片槽的形成方法中，所述深沟槽的的宽度为4μm～6μm。

在本发明提供的一种划片槽的形成方法中，包括：提供半导体器件，包括芯片、位于所述芯片外围的用于保护芯片的芯片密封环，以及位于所述芯片密封环外围的切割道，所述芯片、所述芯片密封环和所述切割道形成在半导体基底上；部分刻蚀所述切割道并露出所述半导体基底表面，以形成深沟槽，所述深沟槽的两侧与所述切割道的边缘均具有一定距离；在所述半导体器件表面形成掩膜层，所述掩膜层覆盖所述深沟槽的侧壁和底壁；同时刻蚀所述深沟槽底壁的掩膜层露出半导体基底表面和位于所述芯片上的掩膜层露出半导体器件表面，以分别形成划片槽和焊盘。由于划片槽离切割道边缘还有一定的距离，相当于划片离芯片密封环还有一定的距离，所以通过划片槽切割芯片不会伤害到密封环，从而可以保护芯片。划片槽侧壁的掩膜层阻止了切割道的材料暴露在空气中，避免了切割道的材料与空气反应，从而阻止了芯片的金属被腐蚀，并且形成的划片槽底部没有掩膜层，在切割的时候使得切割后的划痕光滑，没有卷边。

附图说明

图1是本发明实施例的划片槽的形成方法的流程图；

图2至图7是本发明实施例的划片槽的形成方法的示意图；

图中：10-深沟槽区、20-密封环区、30-芯片区、110-半导体基底、120-金属层结构、130-介质层、140-芯片密封环、150-切割道、160-深沟槽、170-掩膜层、180-图案化的光刻胶、190-划片槽、200-焊盘。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

在下文中，术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。

由于芯片制作完成后是集成在一晶圆上，因此，需要将多个芯片切割开，一般的技术是采用在芯片与芯片之间设置切割道，通过切割道切割使得芯片分开，为了使得在切割时，切割的力度不会伤害到芯片，会在芯片周围增加芯片密封环。但是随着芯片尺寸的减小，切割道尺寸的减小，切割时仍然可能震坏芯片密封环，从而损坏芯片。特别是现在为了节省更多时间和资源，选择在功能测试后再进行分片，如果此时一旦损坏芯片，后果将不堪设想。因此，考虑在切割道内形成划片槽，从划片槽切割切割道，使芯片与芯片分开。然后由于切割道是有氧化物组成，如果直接切割切割道，导致切割道的氧化物暴露在空气中，切割道的材料还有氟，氟与空气中的氢形成HF，HF可能对芯片上的金属产生破坏。因此，需要将露出的切割道部分包裹住。

请参照图1，本发明提供了一种划片槽的形成方法，用于将多个芯片分割开，包括：

S11：提供半导体器件，包括芯片、位于所述芯片外围的用于保护芯片的芯片密封环，以及位于所述芯片密封环外围的切割道，所述芯片、所述芯片密封环和所述切割道形成在半导体基底上；

S12：部分刻蚀所述切割道并露出所述半导体基底表面，以形成深沟槽，所述深沟槽的两侧与所述切割道的边缘均具有一定距离；

S13：在所述切割道表面形成掩膜层，所述掩膜层覆盖所述深沟槽的侧壁和底壁；

S14：同时刻蚀所述深沟槽底壁的掩膜层露出半导体基底表面和位于所述芯片上的掩膜层，以分别形成划片槽和焊盘。

首先，请参照图2，提供一半导体基底110，半导体基底110可以是一衬底，例如晶圆，也可以是前段IC。在半导体基底110上形成金属层结构120和包围金属层结构120的介质层130，介质层130一般是低介电常数材料如含氟二氧化硅以保证金属导线的信号延迟更小。将具有金属层结构120的区域划分为芯片，在芯片外围同时形成芯片密封环140，所述芯片密封环140的材料包括金属层，芯片密封环140保护芯片不会被切割力震坏。芯片密封环140外围为切割道150，也就是说切割道150由含氟氧化物形成。

接着，请参照图3，部分刻蚀所述切割道150并露出所述半导体基底110表面，以形成深沟槽160，所述深沟槽160的两侧与所述切割道150的边缘均具有一定距离，具体的，所述深沟槽的的宽度为4μm～6μm，例如，可以是5μm。深沟槽与所述划片位置(切割点)的距离为20μm～30μm。深沟槽与芯片密封环的距离是5μm～10μm。刻蚀方法可以是干法刻蚀。深沟槽160是通过光刻定义在切割道150内，然后刻蚀切割道150形成的，自然地，深沟槽160的侧壁是由切割道150的材料形成，切割道150的材料暴露在空气中。切割道150的材料包括氟元素，如果氟元素暴露在空中，与空气中的氢结合形成HF，HF对芯片上的金属有腐蚀作用。

接着，请参照图4，在切割道150表面形成掩膜层170，所述掩膜层170覆盖所述深沟槽160的侧壁和底壁，所述掩膜层170的材料为氮化物，例如，可以是氮化硅。此时，掩膜层170可以阻隔切割道150内的氟元素与空气中的氢结合，从而阻止金属被HF腐蚀。但是如果直接刻蚀深沟槽160分割芯片，氮化硅比较脆，会使得划痕不够光滑，切割后的芯片的边缘出现卷边，影响美观甚至影响质量。

接着，请参照图5和图6，在所述掩膜层170的表面形成图案化的光刻胶180，以图案化的光刻胶180为掩摸同时刻蚀所述深沟槽160底壁的掩膜层170和所述芯片的掩摸层180露出半导体器件表面，以分别形成划片槽190和焊盘200刻蚀所述深沟槽160底壁的掩膜层170和刻蚀。位于所述芯片上的掩膜层170可以同时进行，并且相比于只刻蚀形成焊盘，本发明实施例只用改变图案化的光刻胶180的模型，就可以同时刻蚀所述深沟槽160底壁的掩膜层180和刻蚀位于所述芯片上的掩膜层170，不用额外增加掩膜版，也不用额外增加刻蚀步骤。划片槽190侧壁的掩膜层170可以保护划片槽190的侧壁，可以阻止切割道150的材料中的氟元素与空气中的氢结合，从而阻止芯片上的金属被腐蚀，同时，划片槽190底部没有掩膜层，在刻蚀的时候不用刻蚀脆性的物质，因此，刻蚀后形成的划痕较光滑，刻蚀后的芯片边缘不会有卷边。

请参照图7，深沟槽区10用于形成深沟槽160或者划片槽190、密封环区20用于形成芯片密封环140、芯片区30也是pad区域，用于形成金属层结构120和焊盘200(pad)，焊盘200露出金属层结构120，其他电子产品或者其他半导体结构可以通过焊盘200与金属层结构120连接。

综上，在本发明实施例提供的一种划片槽的形成方法中，包括：提供半导体器件，包括芯片、位于所述芯片外围的用于保护芯片的芯片密封环，以及位于所述芯片密封环外围的切割道，所述芯片、所述芯片密封环和所述切割道形成在半导体基底上；部分刻蚀所述切割道并露出所述半导体基底表面，以形成深沟槽，所述深沟槽的两侧与所述切割道的边缘均具有一定距离；在所述半导体器件表面形成掩膜层，所述掩膜层覆盖所述深沟槽的侧壁和底壁；同时刻蚀所述深沟槽底壁的掩膜层露出半导体基底表面和位于所述芯片上的掩膜层露出半导体器件表面，以分别形成划片槽和焊盘。由于划片槽离切割道边缘还有一定的距离，相当于划片离芯片密封环还有一定的距离，所以通过划片槽切割芯片不会伤害到密封环，从而可以保护芯片。划片槽侧壁的掩膜层阻止了切割道的材料暴露在空气中，避免了切割道的材料与空气反应，从而阻止了芯片的金属被腐蚀，并且形成的划片槽底部没有掩膜层，在切割的时候使得切割后的划痕光滑，没有卷边。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。