在切割区中设置的槽的结构及其应用制造技术

提供一种防止切割表面被硬质保护膜覆盖的半导体晶片时发生的保护膜剥离的切割方法。通过刻蚀在ＧａＡｓ衬底的芯片周边部的切割区中形成两条平行的槽。其次，在半导体衬底的表面上形成ＳｉＯ↓［２］膜作为表面保护膜。这时，在槽内表面上的保护膜和在衬底表面上的保护膜的边界上形成折弯部。使用刀片切割两条槽的中央。这时在切割刀片的边缘上发生的对保护膜的应力集中在折弯部上，沿折弯部产生裂纹。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
从半导体晶片切割芯片的方法及切割区中设置的槽的结构本专利技术涉及从半导体晶片切割芯片的方法，特别是涉及在切割区中设置槽进行切割的方法。本专利技术还涉及这样的槽的结构。在将制作半导体元件的半导体晶片(或半导体衬底)切割成芯片的情况下，如果半导体晶片的表面覆盖着氧化膜、氮化膜等的硬质保护膜，则切割时在切割线的边缘部分会发生保护膜的剥离。在图1中示出了这样的保护膜的剥离状态。半导体晶片2有表面保护膜4，用切割刀片进行切割时，由于膜剥离而致使一部分保护膜8脱落。为了防止该膜剥离，如图2所示，迄今，一般是预先通过刻蚀而将沿切割区的保护膜除去后再进行切割(参照日本特开平7-14806号公报)。另外在图2中，10表示通过刻蚀除去了保护膜的部分。如果采用利用图2说明的现有的切割方法，则需要在与半导体元件的制作不同的工序中预先将沿切割区的保护膜刻蚀除去，所以增加了工序，存在花费时间和成本的问题。另外，如果沿切割区将保护膜除去后切割半导体晶片，则在切割后的芯片的边缘部分露出衬底。因此，如图3所示，在将半导体元件12安装在印刷布线基板14上，用布线用导线16将半导体元件12连接在印刷布线基板14上的情况下，半导体基板12和布线用导线16在位置18处短路的可能性增大。这样的短路将导致半导体元件12的误工作。本专利技术的目的在于提供一种切割被氧化膜或氮化膜的电绝缘性硬质保护膜覆盖着的半导体晶片时，能防止发生保护膜的剥离的切-->割方法。本专利技术的另一个目的在于提供一种实施上述切割方法时在切割区设置的槽的结构。本专利技术的再一个目的在于提供一种能防止全自动切割在切割区中设置了槽的半导体晶片时发生的切割位置偏移的槽的结构。本专利技术的再一个目的在于提供一种切割后准确地检测切割线边缘的方法。本专利技术的再一个目的在于提供一种能防止切割位置偏移的半导体晶片的切割方法。如果采用本专利技术，则利用制作半导体元件时进行的半导体衬底的刻蚀工序，在成为切割区的芯片周边部分设置槽。然后，在槽的内表面及半导体衬底的表面上设置硬质保护膜。切割时切割刀片的边缘定位在通过这些槽的底部。接触切割刀片的边缘的保护膜的部分主要受向上或向下的应力。该应力从槽上的保护膜传递到衬底表面上的保护膜上时，应力集中在槽内表面上的保护膜和衬底表面上的保护膜的边界折弯部上，沿折弯部产生裂纹。产生这样的裂纹的折弯部也称为裂纹发生部。为了产生这样的裂纹，必要的条件是：折弯部的折弯半径相对于表面保护膜的厚度要充分地小。例如，在折弯部的半径为保护膜的厚度的1/2的情况下，保护膜的折弯角度为0～120°，折弯部上发生的折弯应力为其他部分的1.5倍。另外，如果折弯部的半径是保护膜的厚度的1/10，则折弯部上发生的折弯应力增加到周围的应力的2.5倍。另外，如果折弯部的半径是保护膜的厚度的1/20，则折弯部上发生的折弯应力增加到周围的应力的4.3倍。折弯角度最好呈锐角，但如果呈90°，也与锐角几乎没有差别。为了利用在折弯部上发生的裂纹将保护膜断开，在刀片的边缘产生的应力应不传递给元件部一侧，不致引起元件部的保护膜的剥离。槽的宽度最好为1～20微米。另外该槽最好位于切割线两侧的边-->缘上，但只需要位于需要对表面膜进行保护的一侧即可。另外，也可以只设置比切割线宽度宽的一条槽，来代替在切割线的两侧边缘上设置槽。另外，在制作半导体元件时切割工序有两次以上的情况下，也可以在槽中设置第二槽，增加裂纹发生的个数。如果这样做，则在应力越过了最初的裂纹发生部的情况下，能阻止在下一个应力发生部传递应力，所以能可靠地防止元件部的表面膜剥离。另外，如果采用本专利技术，则能在切割区中设置的槽上局部地设置槽未形成部。切割后，能利用CCD摄像机在该槽未形成部检测切割线边缘的正确位置。这样，由于在槽未形成部的位置进行切割线边缘的位置确认，所以不会引起切割线位置的误识别，能防止切割位置的偏移。在本专利技术中，有必要在要求切割位置精度高的每一条切割线上、至少在一个地方形成槽未形成部。可是，由于在多数情况下在晶片上重复存在同一形状的芯片，所以能容易地在各芯片的周边上在一处设置槽未形成部。如果这样做，则在切割后能容易地用CCD摄像机探测槽未形成部。槽未形成部的长度如果太长，则会引起卷刃或保护膜剥离，如果太短，则不能准确地识别切割线的位置。在CRT上以400倍的放大率进行观察时，槽未形成部的长度最好为10～100微米左右。另外，如果采用本专利技术的切割方法，则其特征在于包括以下步骤：a)在切割了最初的切割区之后，用图像摄像装置拍摄包含上述槽未形成部的区域，检测切割线边缘的步骤；b)根据上述检测的切割线边缘，修正上述自动切割装置存储的下一个切割区的切割位置的步骤；c)根据上述修正的切割位置，切割下一个切割区的步骤；d)在上述步骤c)中切割了切割区之后，用图像摄像装置拍摄包含上述槽未形成部的区域，检测切割线边缘的步骤；e)根据上述检测的切割线边缘，修正上述自动切割装置存储的下一个切割区的切割位置的步骤；f)根据上述修正的切割位置，切割下一个切割区的步-->骤；g)反复进行上述步骤d)～f)的步骤。另外，本专利技术不限于在表面上形成了保护膜的半导体晶片，也能适用于在表面上不形成保护膜的半导体晶片。图1是表示切割时表面保护膜剥离的状态的图。图2是表示现有的切割方法之一例图。图3是表示半导体衬底和布线用导线呈短路状态的图。图4A、图4B、图4C是表示第一实施例的各工序的剖面图。图5是折弯部的放大图。图6A、图6B、图6C是表示第二实施例的各工序的剖面图。图7A、图7B、图7C、图7D是表示第三实施例的各工序的剖面图。图8是表示切割了设置了槽的切割区之后的状态的图。图9是表示在切割区上设置的槽的结构的图。图10是表示切割了图9中的两条槽之间的区域的状态的图。图11是在一个切割区上在一个地方设置了槽未形成部的晶片的局部平面图。图12是在所有的芯片的边缘上设置了槽未形成部的晶片的局部平面图。以下，参照附图详细说明本专利技术的实施例。第一实施例图4A、图4B、图4C是表示第一实施例的各工序的剖面图。制作半导体元件时有半导体衬底的刻蚀工序，利用该工序在图4A所示的厚度为300微米的GaAs衬底2的芯片周边部的切割区20上，通过刻蚀形成图4B所示的宽度为10微米、深度为0.7微米的两条平行槽22、24。图中，w表示槽的宽度，t表示槽的深度。这些槽22、24的中心之间的距离例如与切割刀片的厚度相同。作为一例为25微米。-->其次如图4C所示，在槽22、24的内表面及半导体衬底2的表面上作为表面保护膜形成厚度为0.4微米的SiO2膜26。这时，在槽上的保护膜和衬底表面上的保护膜的边界上形成折弯部(裂纹发生部)28。另外，表面保护膜的材料除了SiO2以外，还能使用SiN、Al2O3、TiO2、Ta2O5等。图5表示折弯部28的放大图。用R表示弯折部的弯折半径，用θ表示弯折角度。在该实施例中，使保护膜26的厚度为折弯部28的折弯半径R的2倍以上。另外，θ约为90°。使用厚度为25微米的切割刀片(图中未示出)，在槽22和槽24之间进行切割，形成切割线。切割刀片的边缘通过两条槽的底部。切割时在刀片的边缘上发生的对保护膜26的应力集中在衬底表面和槽部的边界上的折弯部28上，沿折弯部产生裂纹。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体晶片的切割方法，它是将半导体晶片切割成多个芯片的方法，其特征在于：包括利用制作半导体元件时的半导体衬底的刻蚀工序，在上述半导体晶片的切割区中至少形成一条槽的步骤；在上述形成的槽的内表面及上述半导体衬底的表面上设置硬质保护膜 的步骤；以及使切割刀片的边缘通过上述槽的底部，切断上述半导体衬底的步骤，在上述切割时，在上述槽的内表面上设置的保护膜和在上述半导体衬底的表面上设置的保护膜的边界上的折弯部上产生裂纹。

【技术特征摘要】
JP 1999-7-30 216679/99;JP 1999-8-12 228279/991．一种半导体晶片的切割方法，它是将半导体晶片切割成多个芯片的方法，其特征在于：包括利用制作半导体元件时的半导体衬底的刻蚀工序，在上述半导体晶片的切割区中至少形成一条槽的步骤；在上述形成的槽的内表面及上述半导体衬底的表面上设置硬质保护膜的步骤；以及使切割刀片的边缘通过上述槽的底部，切断上述半导体衬底的步骤，在上述切割时，在上述槽的内表面上设置的保护膜和在上述半导体衬底的表面上设置的保护膜的边界上的折弯部上产生裂纹。2．根据权利要求1所述的半导体晶片的切割方法，其特征在于：平行地形成两条上述槽，切断时切割刀片的两侧边缘分别通过槽的底部。3．根据权利要求1所述的半导体晶片的切割方法，其特征在于：形成一条上述槽，切断时切割刀片的一侧边缘通过上述槽的底部。4．根据权利要求1所述的半导体晶片的切割方法，其特征在于：形成一条上述槽，切断时切割刀片的两侧边缘都通过上述槽的底部。5．一种半导体晶片的切割方法，它是将半导体晶片切割成多个芯片的方法，其特征在于：包括利用制作半导体元件时进行的半导体衬底的刻蚀工序，在上述半导体晶片的切割区中至少形成一条第一槽的步骤；利用制作半导体元件时的半导体衬底的刻蚀工序，在上述至少一条第一槽的底部再形成一条第二槽的步骤；在上述形成的第一及第二槽的内表面及上述半导体衬底的表面上设置硬质保护膜的步骤；以及使切割刀片的边缘通过上述第二槽的底部，切断上述半导体衬底的步骤，在上述切割时，在上述第一槽的内表面上设置的保护膜和在上述第二槽的内表面上设置的保护膜的边界上的折弯部上、或者在上述第一槽的内表面上设置的保护膜和在上述半导体衬底的表面上设置的保护膜的边界上的折弯部上产生裂纹。6．根据权利要求1至5中任意一项所述的半导体晶片的切割方法，其特征在于：上述保护膜是具有电绝缘性的膜。7．根据权利要求1至5中任意一项所述的半导体晶片的切割方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：有马尊久，楠田幸久，
申请(专利权)人：日本板硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]