晶圓切割道結構的製作方法

2023-11-08 09:01:44 2

本實用新型涉及半導體集成電路領域，特別是涉及一種晶圓的切割道結構及晶片。

背景技術：

在半導體晶片封裝工藝中，需要對晶片進行切割，切割過程在切割道中進行。切割的機械力可能導致邊緣處形成微小裂痕，尤其是接近邊角處。所形成的裂痕可能會朝向集成電路的中心電路區域推進而造成其中的電路區域毀壞。為了保護電路區域，一般會在集成電路晶片上介於電路區域以及其切割道之間，配置晶片密封環(seal ring)，傳統的密封環一般採用多層金屬層疊加，通常為雙密封環(內外共兩圈)或單密封環(僅一圈)。晶片密封環可以防止任何裂痕侵入集成電路內部的電路區域。現有的密封環結構請參閱圖1，圖1為包含有密封環的晶片的局部截面示意圖，如圖所示，所述密封環1以為單密封環為例，包括焊墊11，還包括位於所述焊墊11上下兩側的鈍化層，以及位於上述結構下方的疊層結構，例如包括七層金屬層以及七層通孔層，由圖1可知，所述密封環1的金屬層自下而上依次包括金屬層M1、金屬層M2、金屬層M3、金屬層M4、金屬層M5、金屬層TM1、金屬層TM2，其中金屬層TM2為頂層金屬，且相鄰金屬層之間通過通孔層相連接，如圖所述還顯示了通孔層V1、通孔層V2、通孔層V3、通孔層V4、通孔層V5、通孔層TV1及通孔層TV2。

然而，隨著晶片尺寸的變小，晶片與晶片間的切割道尺寸也逐步縮小，切割道尺寸的縮小給後段的切割(die saw)工藝帶來了嚴峻的挑戰，而切割過程的微小裂縫也成為影響產品可靠性能的一個隱患。在切割工藝過程中，甚至會破壞掉密封環，裂縫最終進入晶片內部，對晶片本身造成致命的傷害。而常規的目檢無法檢測到刀片偏移引起的異常，從而這些微小裂縫在日常的目檢中無法及時發現，而最終在終端產品上造成功能失效，造成較大的損失。

因此，提供一種晶圓切割道結構以解決上述問題實屬必要。

技術實現要素：

鑑於以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在於提供一種晶圓切割道結構，用於解決現有技術中在進行日常目檢時，無法檢測道由於刀片偏移引起的異常的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種晶圓切割道結構，適於將晶圓分隔為若干個晶片，其中，所述晶圓切割道結構與晶片之間設有密封環，其特徵在於，所述晶圓切割道結構包括：

監測環，環繞所述密封環設置，且與所述密封環相距一安全距離。

作為本實用新型的一種優選方案，所述安全距離大於或等於所述監測環的線寬。

作為本實用新型的一種優選方案，所述密封環包括疊層結構以及與其相連接的焊墊，且所述監測環的厚度等於所述焊墊的厚度。

作為本實用新型的一種優選方案，所述監測環與所述焊墊位於同一金屬層。

作為本實用新型的一種優選方案，還包括位於所述監測環上下兩側的上鈍化層以及下鈍化層，其中，至少所述上鈍化層將所述監測環全部覆蓋。

作為本實用新型的一種優選方案，所述監測環的縱截面的形狀包括圓形、方形、圓環形、或方環形。

作為本實用新型的一種優選方案，所述監測環的為鋁材質的監測環。

作為本實用新型的一種優選方案，還包括測試結構，位於所述監測環的正下方。

本實用新型還提供一種半導體結構，所述半導體結構包括：功能器件區域、密封環以及上述方案中任一項所述的晶圓切割道結構；其中

所述密封環位於所述功能器件區域及所述晶圓切割道結構之間，且所述密封環環繞所述功能器件區域，以將所述功能器件區域與所述晶圓切割道結構隔離開。

如上所述，本實用新型的晶圓切割道結構，在具體操作過程中，具有如下有益效果：

1、在日常目檢的過程中，及早發現切割工藝的偏差引起的微小裂紋，並及早進行工藝調整，從而避免造成較大的損失。

2、本實用新型所提供的結構，可以現有工藝同時曝光顯影，簡化工藝，降低生產成本。

附圖說明

圖1顯示為現有技術中密封環的結構示意圖。

圖2顯示為本實用新型實施例一中提供的晶圓切割道結構對應的襯底結構剖面圖。

圖3顯示為本實用新型實施例一中提供的晶圓切割道結構的剖面圖。

元件標號說明

1 密封環

11 焊墊

21 上鈍化層

22 下鈍化層

3 襯底

4 監測環

A 密封環區域

B 切割道結構區域

C 測試結構區域

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。

請參閱圖2至圖3。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構想，雖圖示中僅顯示與本實用新型中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局形態也可能更為複雜。

實施例一

如圖2-圖3所示，本實用新型提供一種晶圓切割道結構，適於將晶圓分隔為若干個晶片，其中，所述晶圓切割道結構與所述晶片之間設置有密封環1，所述晶圓切割道結構包括：

監測環4，環繞所述密封環1設置，且與所述密封環1相距一安全距離d。

具體的，如圖2所示，在晶片的製作過程中，通常提供一半導體襯底3，所述襯底3包括密封環區域A以及包圍所述密封環區域A的切割道結構區域B。其中，所述密封環區域A用於製作所述密封環1。在本實施例中，所述監測環4設置於與所述切割道結構區域B對應的位置，並與所述密封環1相距一安全距離d。

作為示例，所述安全距離d大於或等於所述監測環4的線寬。

具體的，所述安全距離d不得小於所述監測環4的最小尺寸。

作為示例，所述密封環1包括疊層結構以及與其相連接的焊墊11，且所述監測環4的厚度等於所述焊墊11的厚度。

具體的，所述監測環4屬於所述晶圓切割道結構的一部分，在本實施例中，優選地，位於所述切割道結構內部的較為靠上的部分，或者所述監測環4部分裸露在所述切割道結構的表面。

作為示例，所述監測環4與所述焊墊11的所述焊墊11位於同一金屬層。

優選地，所述監測環4為與所述焊墊11為刻蝕同一金屬層形成的結構。具體的，在晶片的製作過程中，可以對所述焊墊11進行改版，增加所述監測環4的圖形，這樣，所述監測環4便可與所述焊墊11同時進行曝光顯影，從而在所述密封環1的外圍形成所述監測環4，簡化工藝，降低生產成本。

作為示例，還包括位於所述監測環4上下兩側的上鈍化層21以及下鈍化層22，其中，至少所述上鈍化層21將所述監測環4全部覆蓋。

作為示例，所述監測環4的縱向截面的形狀包括圓形、方形、圓環形、或方環形。

作為示例，所述監測環4的為鋁材質的監測環。

具體的，在本實施例中，所述監測環4為鋁材質的監測環，在其他實施例中，也可以為實現相同功能的其他監測環。優選地，所述監測環4與所述焊墊11為相同材質的結構，從而在同時曝光顯影的過程中簡化製造工藝。

作為示例，還包括測試結構，位於所述監測環4的正下方。

具體的，所述切割道區域B中還包括測試結構區域C，用於製作測試結構(Test Key)，檢驗工藝是否合格。進行晶粒切割時，通常由所述切割道區域B中的測試結構區域C進行切割。從而，所述監測環4與所述測試結構上下對應設置，節省所述切割道結構的空間，同時，實現本結構在目檢中即可發現微小裂紋的作用。

需要說明的是，在實際的晶圓切割過程中，刀片可能會切到所述監測環4，此時，若檢測到所述監測環4被切到，如觀察到產生了所述監測環4碎屑或所述監測環4上覆蓋的鈍化層被切割，使得被鈍化層覆蓋的所述監測環4裸露出來被目檢到，則便可知道其內部產生了裂紋。

實施例二

本實用新型還提供一種半導體結構，本實施例所提供的半導體結構包括：功能器件區域、密封環1以及如實施例一中任一方案所述的晶圓切割道結構；其中

所述密封環1位於所述功能器件區域及所述晶圓切割道結構之間，且所述密封環1環繞所述功能器件區域，以將所述功能器件區域與所述晶圓切割道結構隔離開。

綜上所述，本實用新型提供一種晶圓切割道結構，適於將晶圓分隔為若干個晶片，其中，所述晶圓切割道結構與所述晶片之間設置有密封環，所述晶圓切割道結構包括：監測環，設置於所述密封環外圍，與所述密封環相距一安全距離。通過上述方案，在進行日常目檢時，可以及早發現切割工藝偏差，並及早進行工藝調整。

上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用於限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。