[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

2009年1月22日提交的第2009-11570号日本专利申请的公开， 其包括说明书、附图和说明书摘要，通过引用被整体并入本文中。

技术领域

本发明涉及半导体器件(或半导体集成电路器件)的结构，或对 于在半导体器件(或半导体集成电路器件)的制造方法中的划片技术 有效的技术。

背景技术

日本专利公开第2008-55519号(专利文献1)公开了一种切削光 学IC结构的技术，其中用旋转刀片(rotary blade)切削光学IC结 构从而不在结构中产生裂纹，这种结构是通过将由光学玻璃组成的较 软的棱柱层附着于由较硬的硅材料组成的光学IC衬底上而获得的。 具体地说，根据该技术，上方的棱柱层的一部分被用大宽度的第一刀 片切削，然后上方的棱柱层的剩余部分和下方的光学IC衬底被用小 宽度的第二刀片跨全厚度地切削，从而避免刀片上的任何负担。

日本专利公开第2007-194469号(专利文献2)和日本专利公开 第2005-191436号(专利文献3)公开了一种半导体晶片的两步切削 技术，其包括用锥形刀片(tapered blade)形成槽，然后，用宽度比 锥形刀片的宽度小的直刀片(straight blade)对晶片进行划片。

[专利文献1]

日本专利公开第2008-55519号

[专利文献2]

日本专利公开第2007-194469号

[专利文献3]

日本专利公开第2005-191436号

发明内容

近些年来，由于不断缩小的半导体工艺，互连设计规则或者互连 层之间形成的绝缘层的厚度越来越小。为了防止互连层之间的寄生电 容，将具有低介电常数的材料(低k材料，即介电常数小于等于3.0 的材料)作为多层互连中的绝缘层的材料变得普及。

低k材料包含很多的碳等，以减小它们的介电常数，使得这些材 料自身的强度比构成现有的绝缘层的材料(非低k材料，即介电常数 超过3.0的材料)的强度低。另一方面，多孔的低k材料具有比构成 现有的结构的绝缘层的材料(非多孔材料)更脆弱的结构，这是因为 在由多孔的低k材料组成的绝缘层中具有很多间隙(空腔)。

本发明的发明人发现，当用在侧面和要与半导体晶片相接触的尖 端部分处的面(切削面)之间成约90°的角度(倾角)的划片刀片(所 谓直刀片)对具有这种低k材料的半导体晶片进行划片时，会发生下 列问题。

当划片刀片与半导体晶片的表面(主表面)接触时，划片刀片的 整个切削面如图27所示那样与半导体晶片接触。于是在该接触区域 中产生大的切削应力(接触阻力，contact resistance)。当划片刀片 在如图28所示的状态下到达低k层时，在低k层与划片刀片的尖端 部分处的面之间的接触区域中也会产生大的切削应力。本发明的发明 人因此发现，由于该切削应力的影响，在脆弱的低k层中产生裂纹。

本发明的发明人还发现，当划片刀片具有与半导体晶片的表面 (主表面)垂直的侧面时，在划片刀片插入半导体晶片的期间，在低 k层和划片刀片的侧面之间的接触区域中也会产生大的切削应力，这 可以容易地在低k层中引起裂纹。

这样，当在低k层中出现裂纹时，它们甚至会传播到与划片区域 相邻的器件区域中并使半导体器件的可靠性恶化。

要注意的是，日本专利公开第2008-55519(专利文献1)在有关 在划片步骤期间划片刀片和低k层之间的的上述位置关系方面没有具 体说明。即使应用了该技术，也难以在切削具有低k层的半导体晶片 的同时抑制裂纹的产生。

为了克服这种问题，本发明的发明人研究了利用划片刀片(所谓 倒角刀片；bevel blade)执行的划片步骤，其中在所述划片刀片的尖 端部分处具有如图29所示的锥形。

当划片刀片与半导体晶片的表面(主表面)接触时，采用这种结 构能够将划片刀片与半导体晶片表面之间的接触限制为只在划片刀 片的切削面的一部分与半导体晶片的表面(主表面)之间的接触。简 言之，采用这种结构能够减小划片刀片与半导体晶片之间的接触区 域。其结果，能够减小当划片刀片被插入半导体晶片中时所产生的切 削应力，从而即使划片刀片到达低k层也能够抑制裂纹。