專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置，特別涉及在通過切割將半導(dǎo)體晶片分割為單個的半導(dǎo)體芯片時，謀求防止殘留在半導(dǎo)體芯片端部的劃片TEG焊盤的切斷殘渣部與接合線等發(fā)生短路的半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
近年來，半導(dǎo)體裝置隨著微細(xì)化的發(fā)展而謀求高集成化和高密度化，并且具備各種電路功能等的高功能化的發(fā)展也非常顯著。在這樣的發(fā)展中，為了監(jiān)控工藝且分析不良等，能夠準(zhǔn)確地掌握基本器件和基本電路的特性的評估元件即試驗元件組(TEG)的作用是不可或缺的。隨著半導(dǎo)體裝置的高密度化和高功能化，TEG的個數(shù)趨于增加。所述TEG在半導(dǎo)體基板內(nèi)占有相應(yīng)的面積，在半導(dǎo)體晶片狀態(tài)下的用于評估基本特性的TEG因為在半導(dǎo)體晶片制作完的時刻得到評估數(shù)據(jù)，所以在該時刻能夠?qū)崿F(xiàn)該評估目的。因此，通過在因半導(dǎo)體基板被切割為單個的半導(dǎo)體芯片而消失的劃片槽上設(shè)置上述用途的TEG，能夠謀求半導(dǎo)體基板的有效利用。下面，將設(shè)置在劃片槽上的TEG稱為劃片TEG，并對其進(jìn)行說明。如前所述，完成了前工序的半導(dǎo)體晶片通過切割劃片槽而被分割為單個的半導(dǎo)體芯片。即劃片槽的作用在于直到制作完半導(dǎo)體晶片使各半導(dǎo)體芯片一體化，之后劃片槽成為通過切割被切斷除去的區(qū)域。因此，劃片槽 優(yōu)選為處于寬度盡可能窄的狀態(tài)，但是劃片TEG的采用，使劃片槽的寬度趨于增大。在下面的專利文獻(xiàn)I中，通過盡量使劃片TEG最上層的劃片TEG焊盤與基底形成區(qū)域重疊，謀求縮小劃片TEG在劃片槽內(nèi)所占有的面積。另外，在專利文獻(xiàn)2中公開了利用掩模對準(zhǔn)標(biāo)記來防止劃片TEG增大的內(nèi)容。在專利文獻(xiàn)3中公開了一種特殊情況，為了減少前工序完成后的半導(dǎo)體器件的高頻特性與后工序完成后的半導(dǎo)體器件的高頻特性之差，并且為了維持成品的電特性等的可靠性，廢除劃片TEG以減小劃片槽寬度的內(nèi)容。專利文獻(xiàn)1:(日本)特開2003-332397號公報專利文獻(xiàn)2:(日本)特開平08-138999號公報專利文獻(xiàn)3:(日本)特開2006-120896號公報如上所示，專利文獻(xiàn)1，2公開了盡量減小劃片TEG的大小，以謀求有效利用半導(dǎo)體基板的內(nèi)容。即使在該情況下，劃片TEG最上層的劃片TEG焊盤也需要規(guī)定的大小。這是因為需要在劃片TEG焊盤上適當(dāng)?shù)氐纸泳哂幸?guī)定剖面積的特性測量用探針。其結(jié)果，如前所述，為了有效利用半導(dǎo)體基板而將劃片槽的寬度盡量設(shè)計得狹窄，所以，如圖4 (A)的劃片槽附近的主要部分的放大俯視圖所示，劃片TEG焊盤33在垂直于劃片槽31的方向上的寬度被擴展至劃片槽31的寬度。例如，劃片TEG焊盤在垂直于劃片槽31方向上的寬度被設(shè)定為劃片槽寬度的90%以上。劃片TEG焊盤33由鋁(Al)等所構(gòu)成的金屬薄膜形成。其膜厚通常為Iym左右，但是在流有較大電流的功率類器件等情況下，其膜厚為數(shù)ym左右。劃片TEG焊盤33成為TEG特性測量用焊盤，配置在多層配線的最上層未被鈍化膜覆蓋。圖4 (A)表示器件形成區(qū)域32及形成在該器件形成區(qū)域32的器件焊盤34。器件形成區(qū)域32被鈍化膜40覆蓋。在鈍化膜上形成使該器件焊盤34的一部分露出的鈍化膜40的開口部40a。如圖4 (A)所示，劃片槽31形成在上下器件形成區(qū)域32之間，在該劃片槽31的一部分區(qū)域配置劃片TEG形成區(qū)域51。從劃片槽上除去鈍化膜40。這是因為由氮化硅膜等形成的鈍化膜40硬且脆，在切割時因應(yīng)力而容易產(chǎn)生裂紋。在該劃片TEG形成區(qū)域51的表面上形成多個劃片TEG焊盤33，但在圖4 (A)中因為只要理解本發(fā)明的要旨即可，所以在一個劃片TEG形成區(qū)域51只表示一個劃片TEG焊盤33，以謀求簡化。圖4 (B)是圖4 (A)的A-A線剖面圖，劃片TEG焊盤33經(jīng)由埋設(shè)在形成于層間絕緣膜37中的通路孔的由鎢(W)等形成的插頭電極35，與下層電極36連接。需要說明的是，劃片TEG焊盤33經(jīng)由通路孔直接與下層電極36連接的情況也較多。下層電極36以與劃片TEG焊盤33相同的大小形成在層間絕緣膜38上。圖4 (C)是圖4 (A)的B-B線剖面圖。劃片TEG焊盤33在同一的層間絕緣膜37上與器件焊盤34相對而形成。圖4 (D)是圖4 (A)的C-C線剖面圖。完成了前工序的半導(dǎo)體晶片50形成有多個半導(dǎo)體芯片。各半導(dǎo)體芯片通過測試儀判斷其電特性的好壞，并 且通過劃片TEG收集到處理數(shù)據(jù)后，沿著劃片槽31被切割，分割為單個的半導(dǎo)體芯片52，圖5 (A)為該半導(dǎo)體芯片52的劃片槽31附近的主要部分的俯視放大圖。切割寬度雖由切割刀的寬度來決定，但要窄于劃片槽31的寬度。這是因為如果切割寬度為劃片槽31的整個寬度，則切割時應(yīng)力和變形波及器件形成區(qū)域32，從而存在對器件特性等造成惡劣影響的危險。其結(jié)果為如圖4所示，在被分割的半導(dǎo)體芯片52的端部，劃片TEG焊盤33的一部分被切割而殘留。該劃片TEG焊盤33的切斷殘渣部33a與切割區(qū)域相鄰，所以如圖5 (A)的D-D線剖面圖即圖5 (B)所示，基底區(qū)域的層間絕緣膜37成為因切割而產(chǎn)生變形的變形層39。因此，切斷殘渣部33a被切割而殘留在因各種應(yīng)力而容易遭破壞的不穩(wěn)定的變形層39上。而且，劃片TEG焊盤33的切斷殘渣部33a因為從切割區(qū)域向器件形成區(qū)域32方向延伸的寬度較窄，所以不能以足夠的面積與成為基底區(qū)域的層間絕緣膜37接合。因此，在因切割而產(chǎn)生變形的不穩(wěn)定的變形層39上，以狹窄的寬度殘留的劃片TEG焊盤33的切斷殘渣部33a即使施加有較小的力也易于從半導(dǎo)體芯片50的端部剝落。特別在功率類器件的情況下，與如前所述的器件焊盤34同樣，劃片TEG焊盤33的膜厚也較厚，為數(shù)μ m,所以劃片TEG焊盤33的切斷殘渣部33a與普通膜厚的劃片TEG焊盤33的情況相比，對不穩(wěn)定的變形層39施加較大的力。其結(jié)果為，劃片TEG焊盤33的切斷殘渣部33a與普通膜厚即I μ m左右的劃片TEG焊盤33的情況相比，易于從半導(dǎo)體芯片52的端面剝落。因此，在后工序中通過金線等引線接合半導(dǎo)體芯片52的器件焊盤34與引線框等之間時，如圖6 (A)及其F-F線剖面圖即圖6 (B)所示，從半導(dǎo)體芯片52端部剝落的劃片TEG焊盤33的切斷殘渣部33a成為須狀鋁片，有時會與接合線41和在鈍化膜40的開口部40a露出其一部分的器件焊盤34接觸。從半導(dǎo)體芯片52端部剝落的劃片TEG焊盤33的切斷殘渣部33a有時使不同的接合線41彼此、不同的器件焊盤34彼此，或者接合線41與器件焊盤34發(fā)生短路，或者使它們處于易于發(fā)生短路的狀態(tài)。其結(jié)果，使已制作完的半導(dǎo)體裝置的產(chǎn)量降低，在長期可靠性方面出現(xiàn)問題。于是，防止該劃片TEG焊盤33的切斷殘渣部33a從半導(dǎo)體芯片52的端部剝落而成為須狀的鋁片并引發(fā)各種問題成為課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的特征在于，包括:具有多個器件焊盤的半導(dǎo)體芯片、被切割而殘留在所述半導(dǎo)體芯片的端部且從該端部被剝落的劃片TEG焊盤的切斷殘渣部、與所述器件焊盤連接的接合線，所述切斷殘渣部不直接或者經(jīng)由所述結(jié)合線使相鄰的所述器件焊盤之間發(fā)生短路。而且，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的 特征在于，所述器件焊盤被鈍化膜覆蓋，該鈍化膜具有使該器件焊盤的一部分露出的開口部，所述劃片TEG焊盤未被所述鈍化膜覆蓋。而且，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的特征在于，所述劃片TEG焊盤由多個長方形焊盤構(gòu)成，多個該長方形焊盤在分割為所述半導(dǎo)體芯片之前的半導(dǎo)體晶片的劃片槽內(nèi)向器件形成區(qū)域方向延伸而形成。而且，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的特征在于，所述通路孔內(nèi)埋設(shè)插入電極。而且，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的特征在于，所述劃片TEG焊盤具有多個突出部，多個該突出部在分割為所述半導(dǎo)體芯片之前的半導(dǎo)體晶片的劃片槽內(nèi)向器件形成區(qū)域方向延伸。而且，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的特征在于，所述突出部的一部分構(gòu)成所述切斷殘渣部。而且，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的特征在于，所述切斷殘渣部的長度小于相鄰的所述器件焊盤上的所述鈍化膜開口部的端部彼此之間的間隔。另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的特征在于，所述半導(dǎo)體芯片為功率類器件。根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，能夠防止劃片TEG焊盤的切斷殘渣部從半導(dǎo)體芯片的端部剝落而使接合線等發(fā)生短路，或者降低發(fā)生短路的概率。


圖1 (A) (D)是本發(fā)明實施方式中形成在半導(dǎo)體晶片的劃片槽上的劃片TEG焊盤和器件焊盤的主要部分的俯視放大圖及剖面放大圖；圖2 (A) (C)是本發(fā)明實施方式中半導(dǎo)體芯片的劃片TGB焊盤的切斷殘渣部、器件焊盤的主要部分的俯視放大圖、剖面放大圖，以及表示附著在被引線接合的器件焊盤附近的剝落的劃片TEG焊盤切斷殘渣部的主要部分的俯視放大圖；圖3 (A)、(B)是表示本發(fā)明實施方式變形例的劃片TEG焊盤形狀的主要部分的俯視放大圖4 (A) (D)是現(xiàn)有例中形成于半導(dǎo)體晶片的劃片槽上的劃片TEG焊盤和器件焊盤的主要部分的俯視放大圖及剖面放大圖；圖5 (A) (C)是現(xiàn)有例中半導(dǎo)體芯片的劃片TEG焊盤的切斷殘渣部和器件焊盤的主要部分的俯視放大圖和剖面放大圖；圖6 (A)、(B)是表示現(xiàn)有例中附著在被引線接合的器件焊盤上的剝落的劃片TEG焊盤的切斷殘渣部主要部分的俯視放大圖及剖面放大圖。附圖標(biāo)記說明I劃片槽；2器件形成區(qū)域；3劃片TEG焊盤；3b長方形焊盤；3a切斷殘渣部；4器件焊盤；5插入電極；6下層電極；7，8層間絕緣膜；9變形層；10接合線；11劃片TEG形成區(qū)域；40 鈍化膜；40a開口部；42半導(dǎo)體基板；60 半導(dǎo)體晶片；62 半導(dǎo)體芯片；51劃片TEG形成區(qū)域；53，54劃片TEG焊盤；53b，54b 突出部；31劃片槽；32器件形成區(qū)域；33劃片TEG焊盤；33a切斷殘渣部；34器件焊盤；35插入電極；36下層電極；37，38層間絕緣膜；39變形層；41接合線；43變形層；50半導(dǎo)體晶片；51劃片TEG形成區(qū)域；52半導(dǎo)體芯片。
具體實施例方式下面，參照圖1和圖2說明本發(fā)明的實施方式。圖1 (A)是在半導(dǎo)體晶片60中的劃片槽I附近的主要部分的俯視放大圖，大致表示在被兩個器件形成區(qū)域2夾在中間的劃片槽I內(nèi)形成的劃片TEG形成區(qū)域11、該劃片TEG形成區(qū)域11上的劃片TEG焊盤3和形成于器件形成區(qū)域2的器件焊盤4的配置關(guān)系。雖然在劃片TEG形成區(qū)域11上形成有多個劃片TEG焊盤3，但如前所述，只要能夠明白本發(fā)明的要旨即可，所以將其中的一個劃片TEG焊盤3作為多個細(xì)長的長方形焊盤3b的集合體進(jìn)行表示。本實施方式的特征與圖4 (A)所示的四角形的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)不同，不同點在于劃片TEG焊盤3構(gòu)成為平行于劃片槽I的方向的邊長短的細(xì)長長方形焊盤3b的集合體。圖1 (B)是圖1 (A)的A-A線剖面圖。構(gòu)成劃片TEG焊盤3的多個長方形焊盤3b經(jīng)由形成于層間絕緣膜7中埋設(shè)多個通路孔的由鎢(W)等形成的插入電極5，與形成于層間絕緣膜8上的同一的下層電極6連接。即構(gòu)成劃片TEG焊盤3的多個長方形焊盤3b經(jīng)由下層電極6相互電連接。需要說明的是，也可以使長方形焊盤3b與下層電極電極6不經(jīng)由插入電極5而經(jīng)由通路孔直接連接。圖1 (C)是圖1 (A)的B-B線剖面圖。劃片TEG焊盤3與器件焊盤4在由同一平面形成的層間絕緣膜7上相對而形成。它們的膜厚與膜質(zhì)也相同。圖1 (D)是圖1 (A)的C-C線剖面圖。多個長方形焊盤3b彼此之間被層間絕緣膜7覆蓋，并構(gòu)成劃片TEG形成區(qū)域11的一部分。半導(dǎo)體晶片60形成有多個半導(dǎo)體芯片。各半導(dǎo)體芯片的器件特性通過使探針抵接在各自的器件焊盤4上來測量。同樣地，通過劃片TEG焊盤3測量TEG特性。雖然劃片TEG焊盤3由被分割為多個長方形焊盤3b構(gòu)成，但是如前所述，通過下層電極6分別被電連接。 因此，即使在測量電流較大的情況下，也通過將前端被加工成平坦的探針抵接在被分割的各個長方形焊盤3b上，能夠測量評估TEG特性。而且，即使探針的整體未與任一個長方形焊盤3b接觸，因為該長方形焊盤3b經(jīng)由多個插入電極5與同一的下層電極6連接，所以在測量評估上不會出現(xiàn)問題。圖2 (A)是表示一個半導(dǎo)體芯片62在劃片槽I附近區(qū)域的主要部分的俯視放大圖，該半導(dǎo)體芯片62是所述半導(dǎo)體晶片60在劃片槽I區(qū)域通過切被切斷為多個半導(dǎo)體芯片中的一個，其中表示有多個因切割而殘留的長方形焊盤3b的切斷殘渣部3a。如該圖所示，切斷殘渣部3a的從該半導(dǎo)體芯片62端部向器件形成區(qū)域2方向延伸的寬度及沿半導(dǎo)體芯片62端部的寬度均小于相鄰的器件焊盤4上的鈍化膜40的開口部40a的端部彼此之間的間隔。圖2 (B)是圖2 (A)的A-A線剖面圖。在成為半導(dǎo)體芯片端面的切割切斷面上所露出的層間絕緣膜7內(nèi)，與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)同樣地形成有切割時變形的變形層9。因此，長方形焊盤3b的切斷殘渣部3a以較小的接觸面積配置在上述的不穩(wěn)定的變形層9上，所以在后續(xù)工序中即使施加有較小的應(yīng)力，切斷殘渣部3a也有可能從下層的層間絕緣膜7被剝落。圖2 (C)大致表示在器件焊盤4上引線接合有金線等接合線10的狀態(tài)。雖然省略了包括接合線10的剖面圖，但是與現(xiàn)有例的圖6 (B)相同。與圖6的不同之處在于，從層間絕緣膜7被剝落的切斷殘渣部3a的長度小于相鄰的器件焊盤4上的鈍化膜40的開口部40a的端部彼此之間的間隔。其結(jié)果，從半導(dǎo)體芯片62端部的具有變形層9的層間絕緣膜7被剝落的切斷殘渣部3a即使與一根接合線10接觸或者與從鈍化膜40的開口部40a露出的一個器件焊盤4接觸，也因為整體的長度小于鈍化膜4 0的開口部40a的端部彼此之間的間隔，所以切斷殘渣部3a不會橫跨接合線10之間、器件焊盤4之間或者接合線10與器件焊盤4之間而接觸。因此，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的對半導(dǎo)體裝置的產(chǎn)量及長期可靠性帶來影響之類的問題點。在本實施方式中，通過切割劃片槽I將半導(dǎo)體晶片60分割為多個半導(dǎo)體芯片62時，使殘留在半導(dǎo)體芯片60端部的長方形焊盤3的切斷殘渣部3a的長度小于相鄰的器件焊盤4上的鈍化膜40的開口部40a的端部彼此之間的間隔，由此能夠謀求解決現(xiàn)有技術(shù)中在產(chǎn)量和長期可靠性上存在的問題。因此，只要劃片TEG焊盤3的形狀形成為切割時所產(chǎn)生的切斷殘渣部3a的長度小于相鄰的器件焊盤4上的鈍化膜40的開口部40a的端部彼此之間的間隔即可。作為本實施方式的變形例，圖3 (A)表示劃片TEG焊盤53，圖3 (B)表示劃片TEG焊盤54，劃片TEG焊盤53，54均形成為從寬度較大的主體部分突出有突出部53b，54b。突出部53b，54b經(jīng)由埋設(shè)在形成于其下的層間絕緣膜7中的通路孔的由鎢(W)形成的插入電極5與下層電極6連接。其結(jié)果，劃片TEG焊盤53，54的整體面積增大，有利于大電流流動。通過切割劃片槽1，切斷劃片TEG焊盤53，54的所有主體部分和突出部53b，54b的一部分。由被切割殘留的突出部53b，54b形成的未圖示的切斷殘渣部的長度被設(shè)計為小于相鄰的器件焊盤4的鈍化膜40的開口部40a端部彼此之間的間隔。只要能夠使切斷殘渣部的長度小于相鄰的器件焊盤4上的鈍化膜40的開口部40a端部彼此之間的間隔，作為變形例就不限于圖3 (A)和圖3 (B)0例如，也可以具有從劃片TEG焊盤主體部分突出的半圓狀、半橢圓狀等的突出部。需要說明的是，即使在采用單層配線結(jié)構(gòu)而不采用多層配線結(jié)構(gòu)的功率類器件的情況下，通過使劃 片TEG焊盤形成為與圖3 (A)等相同的形狀，也能夠獲得同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，包括: 半導(dǎo)體芯片，其具有多個器件焊盤； 劃片TEG焊盤的切斷殘渣部，其被切割而殘留在所述半導(dǎo)體芯片的端部，且從該端部被剝落； 接合線，其與所述器件焊盤連接； 所述切斷殘渣部不直接或者經(jīng)由所述接合線使相鄰的所述器件焊盤之間發(fā)生短路。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述器件焊盤被鈍化膜覆蓋，該鈍化膜具有使該器件焊盤的一部分露出的開口部，所述劃片TEG焊盤未被所述鈍化膜覆蓋。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述劃片TEG焊盤由多個長方形焊盤構(gòu)成，多個該長方形焊盤在分割為所述半導(dǎo)體芯片之前的半導(dǎo)體晶片的劃片槽內(nèi)向器件形成區(qū)域方向延伸而形成。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，多個所述長方形焊盤經(jīng)由在該長方形焊盤的下層層間絕緣膜中形成的通路孔與同一下層電極連接。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述通路孔內(nèi)埋設(shè)有插入電極。
6.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述劃片TEG焊盤具有多個突出部，多個該突出部在分割為所述半導(dǎo)體芯片之前的所述半導(dǎo)體晶片的劃片槽內(nèi)向器件形成區(qū)域方向延伸。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述突出部的一部分構(gòu)成所述切斷殘渣部。
8.如權(quán)利要求3或7所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述切斷殘渣部的長度小于相鄰的所述器件焊盤上的所述鈍化膜開口部的端部彼此之間的間隔。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體芯片為功率類器件。
全文摘要
一種半導(dǎo)體裝置，能夠防止劃片TEG焊盤的切斷殘渣部從半導(dǎo)體芯片的端部剝落而使接合線之間、器件焊盤之間或者接合線與器件焊盤之間發(fā)生短路。由在劃片槽(1)內(nèi)向器件形成區(qū)域(2)的方向延伸的多個長方形焊盤構(gòu)成半導(dǎo)體晶片(60)的劃片TEG焊盤(3)。通過切割將半導(dǎo)體晶片(60)分割為半導(dǎo)體芯片(62)，此時被切割而殘留在半導(dǎo)體芯片端部的劃片TEG焊盤(3)的切斷殘渣部(3a)的長度小于相鄰的所述器件焊盤上的所述鈍化膜(40)的開口部(40a)端部彼此之間的間隔。
文檔編號H01L23/544GK103219323SQ20131001801
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者谷口敏光 申請人:半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司