CN1160290A - 半导体晶片、半导体器件和半导体器件的制造方法 - Google Patents

半导体晶片、半导体器件和半导体器件的制造方法 Download PDF

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Abstract

可防止半导体集成电路中焊点腐蚀的半导体晶片、半导体器件和制造该半导体器件的方法。沿切割线将带有半导体集成电路和从半导体集成电路上的引线焊点延伸到切割线的互连的半导体晶片切割成芯片。部分互连以测片焊点残留部分的形式留在芯片上，并用绝缘膜覆盖测片焊点残留部分的表面。这就防止了水之类从测片焊点残留部分侵入，从而防止了半导体集成电路中引线焊点的腐蚀，进而提高了半导体器件产品的可靠性和寿命。

Description

半导体晶片、半导体器件和半导体器件的制造方法
本发明涉及到半导体晶片、半导体器件及半导体器件的制造方法，确切地说是涉及到带有从半导体器件焊点伸延到切割线的互连的半导体晶片、用这种半导体晶片制作的半导体器件以及制造这种半导体器件的方法。
图16顶视图示出了一个常规半导体晶片。采用加于半导体集成电路1a中引线焊点2上的晶片测试探针4来进行晶片的测试。图17是图16所示半导体晶片1的剖面图。参照图18，在完成晶片测试之后，沿切割线6将晶片切割，使半导体集成电路1a分割成芯片。图19和20分别对应于图17和图18，示出了使用绝缘膜9来保护半导体集成电路1a上的有源区。在将半导体集成电路1a分割成芯片之后，制作了连接于半导体集成电路1a的引线焊点2的引线(未示出)。
当晶片测试探针4同引线焊点2相接触时，使引线焊点2出现损伤5。为了减小半导体集成电路1a的尺寸并提高半导体集成电路1a中有源区的比率，最近已使引线焊点2越来越小型化。因此，由于半导体集成电路1a的小型化，引线就有可能连接到引线焊点2的损伤5处，这就会引起引线焊点2和引线之间的不良连接。
图21示出了用来防止劣质连接的常规半导体晶片1的剖面。晶片的测试采用只加到切割线6中的晶片测试焊点3上的晶片测试探针4来进行。参照图22，在完成晶片测试之后，沿切割线6来切割晶片，从而将半导体集成电路1a分割成芯片。图23和24分别对应于图21和22，示出了使用绝缘膜9来保护半导体集成电路1a上的有源区。
但是，如图22所示，晶片测试焊点残留部分3a的表面和切割区被暴露出来。这就引起诸如水、钾、镁之类对铝(Al)有腐蚀作用的物质从晶片测试焊点残留部分3a侵入引线焊点2而引起引线焊点2的铝腐蚀的问题。
根据本发明的第一种情况，半导体晶片包含：用来制作带有第一焊点的半导体集成电路的半导体集成电路制作区；围绕着半导体集成电路制作区形成的用来将半导体集成电路切割成芯片的切割区；存在于切割区的第二焊点；以及将第一焊点和第二焊点电连接的并在半导体集成电路制作区上有一弯曲的互连。
根据本发明的第二种情况，第二焊点的面积最好大于第一焊点的面积。
根据本发明的第三种情况，第二焊点最好制作在半导体集成电路制作区周围，不要留有与其中可形成有存在于半导体集成电路制作区周围的切割区中至少一个第二焊点相同面积的空白区。
根据本发明的第四种情况，半导体集成电路制作区最好包括多个含有第一和第二半导体制作区的半导体集成电路，互连包括多个含有第一和第二互连的互连，第一互连电连接第二焊点和第一半导体集成电路制作区上的第一焊点并在第一半导体集成电路制作区上有一弯曲，而第二互连电连接第二焊点和第二半导体集成电路制作区上的第一焊点并在第二半导体集成电路制作区上有一弯曲。
本发明的第五种情况涉及到一种半导体器件，其制作方法是沿切割区对带有从用来制作半导体集成电路的半导体集成电路制作区延伸到形成于半导体集成电路制作区周围的切割区的互连的半导体晶片进行切割，它包含覆盖互连的切割部分的绝缘膜。
本发明的第六种情况涉及到一种半导体器件，其制作方法是沿切割区对带有从用来制作半导体集成电路的半导体集成电路制作区延伸到形成于半导体集成电路制作区周围的切割区的互连的半导体晶片进行切割，其中半导体集成电路制作区上的互连有一弯曲。
根据本发明的第七种情况，制造半导体器件的方法包含下列步骤：制备带有从用来制作半导体集成电路的半导体集成电路制作区延伸到形成于半导体集成电路制作区周围的切割区的互连的半导体晶片；借助于在半导体集成电路制作区和切割区之间边界处形成沟槽的方法，切割互连；制作覆盖沟槽中互连切割部位的绝缘膜；以及沿切割区进行切割以便将半导体集成电路分割成芯片。
根据本发明的第八种情况，在制作绝缘膜的步骤中，绝缘膜最好制作在半导体集成电路引线焊点之外的半导体集成电路制作区中以及切割区中。
根据本发明的第一种情况，当半导体集成电路分割成芯片时，弯曲防止了水之类从互连的侵入，从而防止了第一焊点的腐蚀，改善了半导体器件产品的可靠性和寿命。
根据本发明的第二种情况，大面积的第二焊点增加了晶片测试中探针与第二焊点接触时的可允许位置偏离，从而使测片工艺易于进行。
本发明的第三种情况可使半导体集成电路制作区周围的切割区得到有效利用。
本发明的第四种情况可使切割区小型化，导致半导体器件成品率的提高。
根据本发明的第五种情况，防止了水之类从互连部位侵入，从而防止了半导体集成电路中焊点的腐蚀，改善了半导体器件产品的可靠性和寿命。
根据本发明的第六种情况，弯曲防止了水之类从互连的渗透，从而防止了芯片中焊点的腐蚀，从而改善了半导体器件产品的可靠性和寿命。
本发明的第七种情况提供了一种半导体器件，它防止了水之类从互连侵入，从而防止了芯片中焊点的腐蚀。
根据本发明的第八种情况，同时在沟槽中和除半导体集成电路焊点上之外的半导体集成电路制作区上以及切割区上制作了绝缘膜，这就缓和了对制作绝缘膜的掩模的设计和使用中的精度要求。
本发明已被用来解决上述问题，其目标是获得可防止半导体集成电路中焊点腐蚀的半导体晶片和半导体器件以及制造半导体器件的方法。
结合附图，从本发明的下列详细描述中，本发明的这些和其它的目的、特点、情况和优点将变得更为明显。
图1顶视图示出了本发明第一最佳实施例的半导体器件的制造方法。
图2剖面图示出了本发明第一最佳实施例的半导体器件的制造方法。
图3剖面图示出了本发明第一最佳实施例的半导体器件的制造方法。
图4顶视图示出了本发明第一最佳实施例的半导体器件的制造方法。
图5剖面图示出了本发明第一最佳实施例的半导体器件的制造方法。
图6顶视图示出了本发明第一最佳实施例的半导体器件的制造方法。
图7剖面图示出了本发明第一最佳实施例的半导体器件。
图8顶视图示出了本发明第二最佳实施例的半导体晶片。
图9顶视图示出了本发明第三最佳实施例的半导体晶片。
图10顶视图示出了本发明第四最佳实施例的半导体晶片。
图11顶视图示出了本发明第四最佳实施例的半导体晶片。
图12顶视图示出了本发明第四最佳实施例的半导体晶片。
图13顶视图示出了本发明第四最佳实施例的半导体晶片。
图14顶视图示出了本发明第四最佳实施例的半导体晶片。
图15顶视图示出了本发明第四最佳实施例的半导体晶片。
图16顶视图示出了常规半导体晶片。
图17是图16的剖面图。
图18剖面图示出了常规半导体器件。
图19是常规半导体晶片的剖面图。
图20是常规半导体器件的剖面图。
图21是常规半导体晶片的剖面图。
图22是常规半导体器件的剖面图。
图23是常规半导体晶片的剖面图。
图24是常规半导体器件的剖面图。
第一最佳实施例
图1-7示出了根据本发明第一最佳实施例的半导体器件制造方法。首先参照图1，制备了半导体晶片1。半导体集成电路1a制作在半导体晶片1上的集成电路制作区上。切割线6即切割区将半导体集成电路制作区分割开来。引线焊点2制作在半导体集成电路1a上。引线焊点2延伸至切割线6上，切割线6上的引线焊点2用作测片焊点3，且引线焊点2和测片焊点3被电连接。这就是说，在切割线6上的引线焊点2用作测片焊点3，而引线焊点2中从半导体集成电路1a延伸到切割线6的部位用作电连接引线焊点2和测片焊点3的互连。图2示出了图1的剖面。
对此半导体晶片1进行了晶片测试。在晶片测试中，测片探针4同测片焊点3接触以进行导电测试。测片探针4不与半导体集成电路1a上的引线焊点2相接触。因此，对半导体集成电路1a上的引线焊点2不引起损伤。
然后照参照图3，用激光8在半导体集成电路制作区和切割线6即切割区之间的边界中制作沟槽8a(预切工序)。沟槽8a从测片焊点3的表面延伸到其背面切开作为互连的测片焊点3。这一切割不从半导体集成电路1a的表面穿透到背面(即不切入芯片)。测片焊点3的一部分以测片焊点残留部分3a的形式留在半导体集成电路制作区上。图4示出了图3的上表面。
然后参照图5，在沟槽8a中制作覆盖测片焊点3的切割部位的绝缘膜9(绝缘膜制作工序)。绝缘膜9是制作在除引线焊点2之外的半导体集成电路制作区上和切割区上的钝化膜、聚酰亚胺膜之类。图6示出了图5的上表面。
然后参照图7，沿切割线6将大量半导体集成电路1a切成芯片(最终切割工序)。此半导体集成电路1a带有覆盖测片焊点3的绝缘膜9。
在本最佳实施例中，绝缘膜9完全覆盖测片焊点残留部分3a(它是芯片分割之后留在芯片中的引线焊点2的残留部分)，从而防止了潮气之类的侵入，从而防止了芯片中引线焊点2的腐蚀。这就提高了半导体器件产品的可靠性和寿命。
预切割工序、绝缘膜制作工序和最终切割工序可在制作图23所示的半导体晶片1之后进行。但此时，虽然在图23所示的半导体晶片1中制作了用来保护半导体集成电路1a上有源区的绝缘膜9，在绝缘膜制作工序中再次使用了绝缘膜9。因此，比起常规器件来，以降低生产成品率为条件，为了确保测片焊点3而要求掩膜设计和应用中有更高的精度。
同样，在图5所示的绝缘膜制作工序中，用绝缘膜9覆盖引线焊点2表面以外的半导体集成电路1a以及切割线6。另一方面，在图23中，除引线焊点2表面以外的半导体集成电路1a和部分切割线6被覆盖，而测片焊点3被暴露出来以便测片。因此，与图23相比，由于测片焊点3不暴露，图5对应用绝缘膜9的掩模设计和使用的精度要求较低。第二最佳实施例
图8示出了本发明第二最佳实施例的半导体晶片。在图8中，1表示半导体晶片，1a表示制作在半导体晶片1的半导体集成电路制作区上的半导体集成电路，2表示制作在半导体集成电路1a中的引线焊点，3表示测片焊点，4表示用于测片的测片探针，5表示测片焊点3上的损伤，6表示用来分割半导体集成电路制作区的切割线即切割区，7表示用来连接引线焊点2和测片焊点3的延伸铝互连。
半导体集成电路1a制作在半导体晶片1表面中的半导体集成电路制作区上。切割线6分割半导体集成电路制作区。大量的引线焊点2制作在半导体集成电路1a上。测片焊点3制作在切割线6上。延伸铝互连7对引线焊点2和测片焊点3进行电连接。延伸铝互连7的形状如图8所示且有呈锐角的类直线弯曲，且弯曲至少制作在半导体集成电路制作区上，在除引线焊点2以外的半导体集成电路制作区上和切割区上制作由钝化膜、聚酰亚胺膜之类组成的绝缘膜(未示出)。
对这种半导体晶片1进行测片。在测片过程中，用与测片焊点3相接触的测片探针4来进行导电测试。测片探针4不接触引线焊点2。因此在引线焊点2上不引起损伤。在测片之后，在半导体晶片1的表面上加绝缘膜9，使引线焊点2暴露出来。或者在半导体晶片1上加绝缘膜9，使引线焊点2和测片焊点3在测片之前暴露出来。随后沿切割线6切割半导体晶片1，使大量半导体集成电路1a分割成芯片。因此，水之类只从延伸铝互连7的剖面渗透。但弯曲抑制了其向延伸铝互连7的渗透，从而抑制了它向引线焊点2接近。
根据本最佳实施例，弯曲防止了水之类的侵入，从而防止了芯片中引线焊点2的腐蚀，这就提高了半导体器件产品的可靠性和寿命。
可以采用第一最佳实施例所述的预切割工序、绝缘膜制作工序和最终切割工序。此时，用绝缘膜9覆盖延伸铝互连7的剖面，进一步改善了半导体器件产品的可靠性和寿命。
延伸铝互连7的弯曲可以是U形的、L形的、之字形的，也可以是它们的组合形的。第三最佳实施例
图9示出了本发明第三最佳实施例的半导体晶片。图9中的参考号对应于图8中的参考号。如图9所示，多个相邻半导体集成电路1a上的引线焊点2和测片焊点3通过带有弯曲的延伸铝互连7而被电连接。至少在半导体集成电路制作区上制作了延伸铝互连7的弯曲。
除第三最佳实施例外，在本最佳实施例中，多个引线焊点2和同一个测片焊点3通过延伸铝互连7而被电连接，使切割线6得以小型化，导致半导体器件的产率上升。第四最佳实施例
图10-15示出了第一最佳实施例的半导体晶片的变例。首先，图10是图1的一个变例，其中用延伸铝互连7代替了使引线焊点2和测片焊点3实行电连接的互连。
其次，图11是图10的一个变例，其中测片焊点3的表面积大于引线焊点2的表面积。测片焊点3最好做大，尽可能多地使用切割线6的表面。测片焊点3的表面积的增大提高了测片探针4和测片焊点3之间的可允许位置偏离，使测片工序更易进行。
图12是图11的一个变例，其中测片焊点3也排列在靠近半导体集成电路1a的角落的切割线6上。虽然在图11中靠近半导体集成电路1a的角落的切割线6上存在至少可形成一个测片焊点3的空白区，但图12中的测片焊点3也形成在靠近半导体集成电路1a的角落的切割线6上，致使在切割线6上不存在这种空白区，从而有效地利用了切割线6。例如，延伸铝互连7为L形，以便在靠近切割线6的角落处也形成测片焊点3。
图13是图1的一个变例，其中在相邻的多个半导体集成电路1a上的引线焊点2由一个引线焊点2组成，引线焊点2的中心用作测片焊点，这可使切割线6小型化，导致半导体器件产率的提高。
图14是图13的一个变例，其中用来对引线焊点2和测片焊点3进行电连接的从半导体集成电路1a延伸到切割线6的连接，被延伸铝互连所取代。
图15示出了对图14的一个变例，其中测片焊点3的表面积大于引线焊点2的表面积。
在图10-15所示的半导体晶片1中，分隔成芯片的半导体集成电路1a用第一最佳实施例所解释的预切割工序、绝缘膜制作工序和最终切割工序加以制作。分隔的半导体集成电路1a带有覆盖测片焊点3的切割部位的绝缘膜9。
由带有弯曲的延伸铝互连取代了延伸铝互连7的那种半导体晶片1，可以用作图10、11、12、14和15所示的半导体晶片1，至少在半导体集成电路制作区中形成了弯曲。
虽然对本发明已进行了详细的描述，但上面的描述在所有情况下都是示例性的而不是限制性的。应该理解，可以作出大量的其它修改和变更而不超越本发明的范围。

Claims (8)

1.一种半导体晶片，它包含：
带有第一焊点的用来制作半导体集成电路的半导体集成电路制作区；
制作在上述半导体集成电路制作区周围的用来将上述半导体集成电路切割成芯片的切割区；
存在于上述切割区上的第二焊点；以及
对上述第一焊点和第二焊点进行电连接并在上述半导体集成电路制作区上有弯曲的互连。
2.根据权利要求1的半导体晶片，其中所述的第二焊点的面积大于上述第一焊点的面积。
3.根据权利要求1的半导体晶片，其中所述的第二焊点制作在上述半导体集成电路制作区的周围，在上述半导体集成电路制作区周围的上述切割区中没有至少可制作一个上述第二焊点的空白区。
4.根据权利要求1的半导体晶片，其中
所述的半导体集成电路制作区由包含第一和第二半导体集成电路制作区的多个上述半导体集成电路组成，且
所述的互连包括多个包含第一和第二互连的上述互连，
上述第一互连电连接上述第二焊点和上述第一半导体集成电路制作区上的上述第一焊点并在上述第一半导体集成电路制作区上有弯曲，且
上述第二互连电连接上述第二焊点和上述第二半导体集成电路制作区上的上述第一焊点并在上述第二半导体集成电路制作区上有弯曲。
5.一种半导体器件，其是沿上述切割区切割带有从用来制作半导体集成电路的半导体集成电路制作区延伸到形成于上述半导体集成电路制作区周围的切割区的互连的半导体晶片而形成，它有覆盖上述互连切割部位的绝缘膜。
6.一种半导体器件，其是沿上述切割区切割带有从用来制作半导体集成电路的半导体集成电路制作区延伸到形成于上述半导体集成电路制作区周围的切割区的互连的半导体晶片而形成，其中在上述半导体集成电路制作区上的上述互连有弯曲。
7.一种制造半导体器件的方法，它包含下列步骤：
制备半导体晶片，它带有从用来制作半导体集成电路的半导体集成电路制作区延伸到形成于上述半导体集成电路制作区周围的切割区的互连；
借助于在上述半导体集成电路制作区和上述切割区之间的边界处形成沟槽的方法，切割上述互连；
在上述沟槽中制作覆盖上述互连的切割部位的绝缘膜；以及
沿上述切割区切割上述半导体晶片以便将上述半导体集成电路分割成芯片。
8.根据权利要求7的制造半导体器件的方法，其中在制作上述绝缘膜的上述步骤中，上述绝缘膜制作在上述半导体集成电路的除引线焊点以外的上述半导体集成电路制作区中和上述切割区中。
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