半导体器件及其形成方法技术

技术编号:19434677 阅读:4 留言:0更新日期:2018-11-14 12:39
一种半导体器件及其形成方法,其中方法包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底包括若干芯片区域和位于相邻芯片区域之间的间隔区域,所述间隔区域包括测试区域和切割区域,切割区域位于测试区域两侧,且切割区域位于测试区域和芯片区域之间;在所述半导体衬底上形成介质层、位于芯片区域介质层中的芯片金属互联层、以及仅位于测试区域介质层中的测试金属互联层;去除所述切割区域的介质层,使芯片区域介质层和测试区域介质层分立。所述方法使半导体器件的性能提高。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其形成方法
本专利技术涉及半导体制造领域,尤其涉及一种半导体器件及其形成方法。
技术介绍
半导体晶圆的切割一直是半导体业界非常重要的工艺。半导体晶圆在历经复杂的制造工艺后,需要将其分割为若干个电路小片,也就是芯片。如果在半导体晶圆分离的过程中无法维持高良率或因分离半导体晶圆的方法影响芯片原有的特性,会对芯片的生产造成相当严重的问题。一种切割半导体晶圆的工艺为机械切割工艺。但是在机械切割半导体晶圆的过程中,会对半导体晶圆施加较大的机械应力,且由于半导体晶圆通常具有多层结构,各个材料层之间存在应力,在受到机械切割后,各个材料层之间会释放应力,导致芯片中材料层之间发生分层甚至破裂。其次,芯片的层间介质层通常采用低K介质材料,以降低芯片工艺时的RC延迟,但是低K介质材料的密度较低,容易发生断裂,在进行机械切割的过程中,切割应力容易造成低K介质材料发生破碎。为此,提出了另一种切割半导体晶圆的方法,包括:先采用激光切割工艺沿半导体晶圆的切割道进行预切割,将半导体晶圆中的部分材料层断开,然后采用机械切割工艺直至各芯片断开。然而,现有技术中切割半导体晶圆后形成的芯片的性能仍然有待提高。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种半导体器件及其形成方法,以提高半导体器件的性能。为解决上述问题,本专利技术提供一种半导体器件的形成方法,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底包括若干芯片区域和位于相邻芯片区域之间的间隔区域,所述间隔区域包括测试区域和切割区域,切割区域位于测试区域两侧,且切割区域位于测试区域和芯片区域之间;在所述半导体衬底上形成介质层、位于芯片区域介质层中的芯片金属互联层、以及仅位于测试区域介质层中的测试金属互联层;去除所述切割区域的介质层,使芯片区域介质层和测试区域介质层分立。可选的,去除所述切割区域介质层的工艺为第一激光切割工艺。可选的,所述第一激光切割工艺的参数包括:激光功率为1瓦~3瓦,切割频率为100KHz~200KHz,切割速度为100毫米/秒~400毫米/秒。可选的,刻蚀去除所述切割区域的介质层。可选的,刻蚀去除所述切割区域介质层的步骤包括:在所述介质层上形成图形化的掩膜层,所述掩膜层覆盖芯片区域和测试区域的介质层且暴露出切割区域的介质层;以所述图形化的掩膜层为掩膜刻蚀所述切割区域的介质层,使芯片区域介质层和测试区域介质层分立。可选的,自所述芯片区域至所述间隔区域的方向上,所述间隔区域中切割区域的尺寸为所述间隔区域尺寸的10%~20%。可选的,所述芯片区域沿着第一方向和第二方向呈阵列式排列,第一方向和第二方向垂直;所述间隔区域包括沿第一方向延伸的第一间隔区和沿第二方向延伸的第二间隔区;所述第一间隔区包括第一测试区和第一切割区,第一切割区位于第一测试区两侧,且第一切割区位于第一测试区和芯片区域之间;所述第二间隔区包括第二测试区和第二切割区,第二切割区位于第二测试区两侧,且第二切割区位于第二测试区和芯片区域之间;所述测试金属互联层位于第一测试区介质层和第二测试区介质层中;去除所述切割区域的介质层的方法包括:去除第一切割区介质层和第二切割区介质层。可选的,去除第一切割区介质层和第二切割区介质层的步骤包括:去除第一切割区介质层后,去除第二切割区介质层;或者,去除第二切割区介质层后,去除第一切割区介质层。可选的,还包括:去除所述切割区域的介质层后,去除测试区域的测试金属互联层和测试区域的介质层。可选的,去除所述测试区域的测试金属互联层和测试区域的介质层的工艺为第二激光切割工艺。可选的,所述第二激光切割工艺的参数包括:激光功率为3瓦~5瓦,切割频率为10KHz~200KHz,切割速度为100毫米/秒~400毫米/秒。可选的,去除测试区域的测试金属互联层和测试区域的介质层的方法包括:去除第一测试区的测试金属互联层和第一测试区的介质层后,去除第二测试区的测试金属互联层和第二测试区的介质层;或者,去除第二测试区的测试金属互联层和第二测试区的介质层后,去除第一测试区的测试金属互联层和第一测试区的介质层。可选的,还包括:去除所述测试区域的测试金属互联层和测试区域的介质层后,采用机械切割工艺去除所述半导体衬底的所述间隔区域。可选的,所述间隔区域还包括保护区域,所述保护区域位于切割区域和芯片区域之间;所述介质层还位于所述保护区域上;去除所述切割区域的介质层,使保护区域介质层和测试区域介质层分立。可选的,所述半导体衬底的芯片区域中具有芯片器件,所述芯片器件和芯片金属互联层电学连接;所述半导体衬底的间隔区域中具有测试器件,所述测试器件和测试金属互联层电学连接。可选的,还包括:在去除所述切割区域的介质层之前,对测试器件进行电学测试以获得测试数据,所述测试数据用于表征芯片器件的电学性能。本专利技术还提供一种半导体器件,包括:半导体衬底,所述半导体衬底包括若干芯片区域和位于相邻芯片区域之间的间隔区域,所述间隔区域包括测试区域和位于测试区域两侧的切割区域,且所述切割区域位于测试区域和芯片区域之间;位于所述半导体衬底芯片区域和间隔区域上的介质层;位于芯片区域介质层中的芯片金属互联层;仅位于测试区域介质层中的测试金属互联层。可选的,自所述芯片区域至所述间隔区域的方向上,所述间隔区域中切割区域的尺寸为所述间隔区域尺寸的10%~20%。可选的,所述间隔区域还包括保护区域,所述保护区域位于所述切割区域和所述芯片区域之间;所述介质层还位于所述保护区域上。可选的,所述半导体衬底的芯片区域中具有芯片器件,所述芯片器件和芯片金属互联层电学连接;所述半导体衬底的间隔区域中具有测试器件,所述测试器件和测试金属互联层电学连接。与现有技术相比,本专利技术的技术方案具有以下优点:本专利技术技术方案提供的半导体器件的形成方法中,所述间隔区域包括测试区域和位于测试区域两侧的切割区域,且切割区域位于测试区域和芯片区域之间。所述测试金属互联层形成在测试区域介质层中,而没有形成在切割区域介质层中,因此,为使芯片区域介质层和测试区域介质层分立,仅需要去除所述切割区域的介质层,而无需去除金属材料。进而在去除所述切割区域的介质层的过程中,能够避免切割区域介质层受到金属材料的应力而在自身内部产生较大的剪切力,进而避免剪切力引起介质层严重分层,避免在剪切力的作用下切割区域介质层对芯片区域介质层和芯片金属互联层产生较大的影响。综上,避免芯片金属互联层的电学性能失效,从而使半导体器件的性能提高。本专利技术技术方案提供的半导体器件中,所述间隔区域包括测试区域和位于测试区域两侧的切割区域,且所述切割区域位于测试区域和芯片区域之间。测试金属互联层仅位于测试区域介质层中。因此,为使芯片区域介质层和测试区域介质层分立,仅需去除所述切割区的介质层,而无需去除金属材料。进而避免芯片金属互联层的电学性能失效,从而使半导体器件的性能提高。附图说明图1是一种半导体器件的结构示意图;图2至图7是本专利技术一实施例中半导体器件形成过程的结构示意图。具体实施方式正如
技术介绍
所述,现有技术形成的半导体器件的性能较差。图1是一种半导体器件形成过程的结构示意图。请参考图1,形成所述半导体器件的步骤包括:提供半导体衬底100,所述半导体衬底100包括若干芯片区域X和位于相邻芯片区域X之间的间隔区域Y,所述半导体衬底100芯片区本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种半导体器件的形成方法,其特征在于,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底包括若干芯片区域和位于相邻芯片区域之间的间隔区域,所述间隔区域包括测试区域和切割区域,切割区域位于测试区域两侧,且切割区域位于测试区域和芯片区域之间;在所述半导体衬底上形成介质层、位于芯片区域介质层中的芯片金属互联层、以及仅位于测试区域介质层中的测试金属互联层;去除所述切割区域的介质层,使芯片区域介质层和测试区域介质层分立。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的形成方法,其特征在于,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底包括若干芯片区域和位于相邻芯片区域之间的间隔区域,所述间隔区域包括测试区域和切割区域,切割区域位于测试区域两侧,且切割区域位于测试区域和芯片区域之间;在所述半导体衬底上形成介质层、位于芯片区域介质层中的芯片金属互联层、以及仅位于测试区域介质层中的测试金属互联层;去除所述切割区域的介质层,使芯片区域介质层和测试区域介质层分立。2.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,去除所述切割区域介质层的工艺为第一激光切割工艺。3.根据权利要求2所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第一激光切割工艺的参数包括:激光功率为1瓦~3瓦,切割频率为100KHz~200KHz,切割速度为100毫米/秒~400毫米/秒。4.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,刻蚀去除所述切割区域的介质层。5.根据权利要求4所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,刻蚀去除所述切割区域介质层的步骤包括:在所述介质层上形成图形化的掩膜层,所述掩膜层覆盖芯片区域和测试区域的介质层且暴露出切割区域的介质层;以所述图形化的掩膜层为掩膜刻蚀所述切割区域的介质层,使芯片区域介质层和测试区域介质层分立。6.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,自所述芯片区域至所述间隔区域的方向上,所述间隔区域中切割区域的尺寸为所述间隔区域尺寸的10%~20%。7.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述芯片区域沿着第一方向和第二方向呈阵列式排列,第一方向和第二方向垂直;所述间隔区域包括沿第一方向延伸的第一间隔区和沿第二方向延伸的第二间隔区;所述第一间隔区包括第一测试区和第一切割区,第一切割区位于第一测试区两侧,且第一切割区位于第一测试区和芯片区域之间;所述第二间隔区包括第二测试区和第二切割区,第二切割区位于第二测试区两侧,且第二切割区位于第二测试区和芯片区域之间;所述测试金属互联层位于第一测试区介质层和第二测试区介质层中;去除所述切割区域的介质层的方法包括:去除第一切割区介质层和第二切割区介质层。8.根据权利要求7所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,去除第一切割区介质层和第二切割区介质层的步骤包括:去除第一切割区介质层后,去除第二切割区介质层;或者,去除第二切割区介质层后,去除第一切割区介质层。9.根据权利要求7所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,还包括:去除所述切割区域的介质层后,去除测试区域的测试金属互联层和测试区域的介质层。10.根据权利要求9所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,去除所述测试区域的测试金...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡友存熊鹏高永辉金立中
申请(专利权)人:中芯国际集成电路制造上海有限公司中芯国际集成电路制造北京有限公司
类型:发明
国别省市:上海,31

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