專利名稱：半導(dǎo)體晶圓及制造半導(dǎo)體裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體基材，特別是涉及一種應(yīng)用于半導(dǎo)體晶圓的半導(dǎo)體基材的 切割結(jié)構(gòu)及制造半導(dǎo)體裝置的方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體裝置使用于許多電子及其他的應(yīng)用中。半導(dǎo)體裝置包含集成電路，其中集 成電路是以沉積許多型態(tài)的材料薄膜于半導(dǎo)體晶圓上，并將上述的材料薄膜圖案化而形 成。金屬化(Metallization)層通常為半導(dǎo)體裝置的最頂層。當(dāng)部分集成電路具有 單一的金屬化頂層時(shí)，其他集成電路包含多層內(nèi)連線(Multi-Levellntercormects)，其中 二層或多層金屬化層是形成在半導(dǎo)體晶圓或工作件(Workpiece)之上。每個(gè)導(dǎo)電線路層 (Conductive Line Layer)典型地包含多個(gè)以絕緣材料(Insulating Material)來(lái)彼此分 隔的導(dǎo)電線路，也可稱之為內(nèi)層介電層(ILD)。先進(jìn)半導(dǎo)體工藝?yán)镁哂械徒殡姵?shù)(k)及 /或超低介電常數(shù)(Ultra-Low Dielectric Constants ;ULK)的內(nèi)層介電層來(lái)最小化內(nèi)連 接寄生(Parasitic)電容。在半導(dǎo)體技術(shù)的挑戰(zhàn)中，其中之一是需要發(fā)展具有良好產(chǎn)品產(chǎn)能及可靠度的技 術(shù)。然而，具備低介電常數(shù)的材料具有不良的機(jī)械特性。因此，低介電常數(shù)及超低介電常數(shù) 的材料的使用，在維持產(chǎn)能及元件可靠度方面引進(jìn)了額外的挑戰(zhàn)。因此，在此技術(shù)領(lǐng)域中所需要的是，包含有低介電常數(shù)及超低介電常數(shù)的材料的 半導(dǎo)體元件，但并不具有產(chǎn)品產(chǎn)能及元件可靠度的問(wèn)題。由此可見，上述現(xiàn)有的半導(dǎo)體晶圓及制造半導(dǎo)體裝置的方法在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、制造方 法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問(wèn) 題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來(lái)謀求解決之道，但長(zhǎng)久以來(lái)一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成， 而一般產(chǎn)品及方法又沒(méi)有適切的結(jié)構(gòu)及方法能夠解決上述問(wèn)題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解 決的問(wèn)題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新的半導(dǎo)體晶圓及制造半導(dǎo)體裝置的方法，實(shí)屬當(dāng)前重要 研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的半導(dǎo)體晶圓及其制造方法存在的缺陷，而提供一 種新的應(yīng)用于半導(dǎo)體晶圓的切割結(jié)構(gòu)及制造半導(dǎo)體裝置的方法，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使 其可避免在晶圓切割過(guò)程中破裂的擴(kuò)散。此外，使切割結(jié)構(gòu)可產(chǎn)生極小的光干涉雜訊，在切 割過(guò)程中可以最小化對(duì)準(zhǔn)的錯(cuò)誤，非常適于實(shí)用。
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本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出 的一種半導(dǎo)體晶圓，包含設(shè)置在基材中的第一晶片、設(shè)置在基材中且與第一晶片鄰接的第 二晶片、及設(shè)置第一與第二晶片間的切割道。設(shè)置第一與第二金屬層于切割道之上，其中第 二金屬層設(shè)置在第一金屬層之上。第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示設(shè)置在切割道的第一部分上的第一金屬層 中，且第一金屬特征設(shè)置在切割道的第一部分上的第二金屬層中。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的半導(dǎo)體晶圓，其中所述的第一金屬特征的總表面積除以該切割道的該第一 部分的總表面積是20%至50%。前述的半導(dǎo)體晶圓，一第三金屬層直接設(shè)置在該第一金屬層之下，且該第三金屬 層并未包含金屬特征于該切割道的該第一部分之上。前述的半導(dǎo)體晶圓，更包含一第四金屬層，設(shè)置在該第二金屬層之上，其中該第 四金屬層覆蓋在該切割道之上，且該第四金屬層包含多個(gè)第二金屬特征于該切割道的該第 一部分之上。前述的半導(dǎo)體晶圓，其中所述的第一金屬特征是相對(duì)于該第二金屬特征做橫向交
T曰O前述的半導(dǎo)體晶圓，更包含一第四金屬層，直接設(shè)置在該第三金屬層之下，其中 該第四金屬層覆蓋在該切割道之上，且該第四金屬層包含多個(gè)第二金屬特征于該切割道的 該第一部分之上。前述的半導(dǎo)體晶圓，更包含一第三金屬層及一第四金屬層，覆蓋在該切割道之 上，其中該第三金屬層及該第四金屬層是設(shè)置在該第一金屬層及該第二金屬層之上，該第 四金屬層是直接設(shè)置在該第三金屬層之上；以及一第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示，設(shè)置在該切割道的一第 二部分之上的該第四金屬層之中，其中該第三金屬層并未包含位于該切割道的該第二部分 之上金屬特征，其中該第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示較該第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示更接近該切割道的一邊緣。前述的半導(dǎo)體晶圓，更包含一第五金屬層，覆蓋在該切割道之上，其中該第五金 屬層是設(shè)置在該第三金屬層及該第四金屬層之上；以及多個(gè)第二金屬特征，設(shè)置在該切割 道的該第二部分之上的該第五金屬層之中。前述的半導(dǎo)體晶圓，更包含一第五金屬層、一第六金屬層及一第七金屬層，覆蓋 在該切割道之上，其中該第五金屬層、該第六金屬層及該第七金屬層是設(shè)置該第三金屬層 及該第四金屬層之上，該第七金屬層是直接設(shè)置該第六金屬層上，該第六金屬層是設(shè)置在 該第五金屬層之上；一第三對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示，設(shè)置在該切割道的一第三部分之上的該第七金屬層 之中，其中該第六金屬層并未包含位于該切割道的該第三部分之上的金屬特征；以及多個(gè) 第二金屬特征，設(shè)置在該切割道的該第二部分之上的該第五金屬層之中。前述的半導(dǎo)體晶圓，更包含多個(gè)第三金屬特征，設(shè)置在該切割道的該第三部分之 上的該第一金屬層之中，其中該切割道的該第一部分較該切割道的該第二部分更接近該切 割道的一邊緣，且該切割道的該第二部分較該切割道的該第三部分更接近該切割道的該邊 緣。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的 一種制造半導(dǎo)體裝置的方法。此制造半導(dǎo)體裝置的方法包含，形成多個(gè)切割道及包含有主 動(dòng)裝置的多個(gè)區(qū)域于一基材中，其中切割道將此些區(qū)域分隔開；形成第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示于第一
5金屬層中，其中上述第一金屬層是位于多個(gè)切割道其中至少一個(gè)的第一部分之上；以及形 成多個(gè)第一金屬特征于第二金屬層中，其中上述第二金屬層是位于上述多個(gè)切割道的第一 部分之上，且此第二金屬層是設(shè)置在上述第一金屬層之上。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的制造半導(dǎo)體裝置的方法，更包含在形成該第一金屬層之前，形成覆蓋在該 基材之上的一第三金屬層，其中該第三金屬層并未包含位于該些切割道的該第一部分之上 的金屬特征；以及在形成該第三金屬層之前，形成覆蓋在該基材之上的一第四金屬層，其中 該第四金屬層包含位于該些切割道的該第一部分之上的多個(gè)第二金屬特征。前述的制造半導(dǎo)體裝置的方法，更包含形成設(shè)置在該第二金屬層之上的一第三 金屬層，其中該第三金屬層并未包含位于該些切割道的該其中至少一個(gè)的一第二部分之上 的金屬特征；形成覆蓋在該第三金屬層之上的一第四金屬層，其中該第四金屬層包含位于 該些切割道的該第二部分之上的一第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示；形成覆蓋在該第四金屬層之上的一第五 金屬層，其中該第五金屬層包含位于該些切割道的該第二部分之上的多個(gè)第二金屬特征； 形成覆蓋在該第五金屬層之上的一第六金屬層，其中該第六金屬層并未包含位于該些切割 道的該其中至少一個(gè)的一第三部分之上的金屬特征；以及形成覆蓋在該第六金屬層之上的 一第七金屬層，其中該第七金屬層包含位于該些切割道的該第三部分之上的一第三對(duì)準(zhǔn)標(biāo)
7J\ ο前述的制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中形成覆蓋在該基材上的該第一金屬層包含， 形成多個(gè)第三金屬特征，該些第三金屬特征是設(shè)置在該些切割道的該第三部分之上的該第 一金屬層之中，其中該些切割道的該第一部分較該些切割道的該第二部分更接近該些切割 道的其中一者的一邊緣，且該些切割道的該第二部分較該些切割道的該第三部分更接近該 些切割道的其中一個(gè)的該邊緣。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題另外再采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提 出的一種設(shè)計(jì)半導(dǎo)體晶圓中的切割結(jié)構(gòu)的方法。此方法包含，設(shè)計(jì)一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示于一金屬層 中；置放多個(gè)第一金屬特征于上述金屬層上的所有上層金屬層；置放多個(gè)第二金屬特征于 上述金屬層下的所有下層金屬層；測(cè)量在一對(duì)準(zhǔn)工藝中，來(lái)自于所有上層金屬層及下層金 屬層所產(chǎn)生的雜訊；假如上述被測(cè)量的雜訊為不可接受的，從上述下層金屬層中的最高的 層移除第二金屬特征；以及重復(fù)上述測(cè)量步驟及移除步驟，直到被測(cè)量的雜訊達(dá)到可被接 受為止。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明 半導(dǎo)體晶圓及制造半導(dǎo)體裝置的方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果本發(fā)明通過(guò)在半導(dǎo)體 晶圓的切割結(jié)構(gòu)引進(jìn)額外的金屬特征，大幅地改善切割結(jié)構(gòu)中內(nèi)層介電層的機(jī)械特性，藉 此最小化破裂的擴(kuò)散或剝離，故可提高產(chǎn)品產(chǎn)能及可靠度。綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體晶圓及制造半導(dǎo)體裝置的方法，其揭露了 一種應(yīng)用于半導(dǎo)體基材的切割結(jié)構(gòu)及其制造方法。其中該半導(dǎo)體晶圓包含設(shè)置在基材中的 第一晶片、設(shè)置在基材中且與第一晶片鄰接的第二晶片、及設(shè)置在第一與第二晶片間的切 割道。設(shè)置第一與第二金屬層于切割道之上，其中第二金屬層設(shè)置在第一金屬層之上。第 一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示設(shè)置在切割道的第一部分上的第一金屬層中，且第一金屬特征設(shè)置在切割道的 第一部分上的第二金屬層中。本發(fā)明在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠(chéng)為
6一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。 上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1(包含圖Ia至圖If)是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的設(shè)置在半導(dǎo)體晶圓上多個(gè)晶 片之間的切割道的示意圖，其中圖Ia是半導(dǎo)體晶圓被切割道分離為多個(gè)晶片的俯視圖、圖 Ib是沿圖Ia中Ib-Ib線的一切割道附近的半導(dǎo)體的剖面視圖、圖Ic至圖Ie是切割道中金 屬化層內(nèi)的金屬線由上向下俯視的剖面視圖、且圖If是沿圖Ia的If-If線的一切割道的 半導(dǎo)體的剖面視圖，其中圖Ic是沿著圖Ib中線Ic-Ic剖切的剖面視圖，圖Id是沿著圖Ib 中線Id-Id剖切的剖面視圖，而圖Ie是沿著圖Ib中線Ie-Ie剖切的剖面視圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的切割道中的金屬層由上向下俯視的剖面視圖，其 中上述金屬層是直接設(shè)置在包含有對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示的一金屬層上。圖3(包含圖3a至圖3c)是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的位于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示上的金屬化層的 示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的的設(shè)置在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示上的金屬特征是在金屬層中 交錯(cuò)(Staggered)的切割道的剖面視圖。圖5是對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示設(shè)置在第五金屬層M5中的另一實(shí)施例的示意圖。圖6，是對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示設(shè)置在第五金屬層M5中，至少部分在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示下的金屬層包含 第二金屬特征的另一實(shí)施例的示意圖。圖7(包含圖7a至圖7d)是本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示形成在多層金屬層中的一實(shí)施例的 示意圖。圖8(包含圖8a至圖8d)是本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示系形成在多層金屬層中的另一實(shí)施 例的示意圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例設(shè)計(jì)位于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示下的第二金屬特征的方法的流程圖。圖10(包含圖IOa至圖IOc)是根據(jù)本發(fā)明圖9所示的實(shí)施例的切割道在設(shè)計(jì)工 藝中的剖面視圖。圖11 (包含圖Ila至圖lie)是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的制造具有多個(gè)晶片的基 材的方法的示意圖。1 第一晶片2 第二晶片3:第三晶片4:第四晶片10:基材11 切割道15:部分晶圓20:后段工藝層21 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21a 第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21b 第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21c 第三對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21d:第四對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21e:第五對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示42 第一金屬特征41 內(nèi)層介電層50 保護(hù)層43 第二金屬特征
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111主動(dòng)裝置區(qū)112柵極線
113晶體管114隔離區(qū)
121第一絕緣材料層122接觸窗插塞
131第二絕緣材料層141 第三絕緣材料層
142介層窗151 第四絕緣材料層
161第五絕緣材料層171 第六絕緣材料層
181第七絕緣材料層191 第八絕緣材料層
201第九絕緣材料層201 第九絕緣材料層
211第十絕緣材料層212 步驟
210步驟215 步驟
213步驟217 步驟
216步驟Ib-Ib 線
218步驟Id-Id 線
Ic-Ic-MIf-If 線
Ie-Ie-M8b-8b 線
7b-7b 線A2 第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示
Al 第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A4 第四對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示
A3 第三對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A6 第六對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示
A5 第五對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A8 第八對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示
A7 第七對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示AlO 第十對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示
A9 第九對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示Ml 第一金屬層
D 距離M3 第三金屬層
M2 第二金屬層M5 第五金屬層
M4 第四金屬層M7 第七金屬層
M6 第六金屬層M9 第九金屬層
M8 第八金屬層V2 第二介層窗層
Vl 第一介層窗層V4:第四介層窗層
V3 第三介層窗層W 距離
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的半導(dǎo)體晶圓及制造半導(dǎo)體裝置的方法其具體實(shí)施 方式、結(jié)構(gòu)、方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí) 施例的詳細(xì)說(shuō)明中將可清楚呈現(xiàn)。通過(guò)具體實(shí)施方式
的說(shuō)明，當(dāng)可對(duì)本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目 的所采取的技術(shù)手段及功效獲得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與 說(shuō)明之用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí) 施例的詳細(xì)說(shuō)明中將可清楚的呈現(xiàn)。為了方便說(shuō)明，在以下的實(shí)施例中，相同的元件以相同的編號(hào)表示。本發(fā)明將藉由處于特定背景中的實(shí)施例來(lái)加以說(shuō)明，亦即半導(dǎo)體基材的切割區(qū)中 的結(jié)構(gòu)。然而，本發(fā)明也可應(yīng)用在切割區(qū)以外的其他型式的結(jié)構(gòu)中，以改善如機(jī)械可靠度寸。低介電常數(shù)介電材料是用來(lái)降低后段工藝(Back End Of TheLine ;BE0L)或金 屬化層中的寄生內(nèi)連線電容。最近或未來(lái)的技術(shù)將可能引進(jìn)更低介電常數(shù)的材料，例如超 低介電常數(shù)的介電材料。然而，上述材料的引進(jìn)也帶來(lái)了許多的挑戰(zhàn)。例如，低介電常數(shù) 材料傳統(tǒng)上具有不良的機(jī)械特性。再者，此些低介電常數(shù)介電材料層與相鄰的介電層及 金屬層間的粘著性并不好。因此，低介電常數(shù)介電材料經(jīng)常會(huì)破裂(Cracks)及/或剝離 (Delaminations) 0上述的失敗會(huì)產(chǎn)生在工藝中或在晶片的操作中。例如，在低介電常數(shù)介 電材料層沉積之后，破裂可在半導(dǎo)體晶圓后續(xù)的工藝中形成。破裂的重要來(lái)源是產(chǎn)生于晶片的角落及邊緣，其是產(chǎn)生自邊緣的應(yīng)力集中 或其他機(jī)械沖擊。例如，在晶圓切割過(guò)程中，包含在晶片邊緣的應(yīng)力可產(chǎn)生微小破裂 (Micro-Crack)，并迅速地?cái)U(kuò)散到介電層。最小化上述微小破裂擴(kuò)散的一個(gè)方法是使用破裂 終止(Crack-Stop)結(jié)構(gòu)。上述破裂終止結(jié)構(gòu)是一環(huán)繞在晶片的周邊的金屬墻(位于許多 金屬化層上的金屬線與介層窗(Vias)的結(jié)合)。然而，破裂終止結(jié)構(gòu)無(wú)法保證完全的免除。 例如，大的破裂可具有充分的能量以剝離破裂終止結(jié)構(gòu)，或突破破裂終止結(jié)構(gòu)之中弱的點(diǎn)。在各種實(shí)施例中，本發(fā)明藉由在使用于切割過(guò)程的區(qū)域中引進(jìn)額外的特征，以避 免在晶圓切割過(guò)程中破裂的擴(kuò)散。加入至切割區(qū)的額外的特征可能會(huì)妨礙對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示偵測(cè)單 元(Alignment Mark Detection Units)，其中對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示偵測(cè)單元是用來(lái)將晶圓與切割工具 正確地對(duì)準(zhǔn)所需的。然而，在各種實(shí)施例中，本發(fā)明借著選擇性地使用額外的特征來(lái)克服上 述的限制，藉此在切割過(guò)程中最小化對(duì)準(zhǔn)的誤差。一切割道(Dicing Street)的結(jié)構(gòu)性實(shí)施例是利用圖1來(lái)加以描述，其中切割道 是用來(lái)分離制造在半導(dǎo)體基材上的多個(gè)晶片。上述切割道的進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)性實(shí)施例將以圖 2至圖8來(lái)加以描述。設(shè)計(jì)切割道的方法將在圖9及圖10中加以描述。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施 例的制造切割道的方法將利用圖11來(lái)加以描述。圖1(包含圖Ia至圖If)是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的設(shè)置在半導(dǎo)體晶圓上多個(gè)晶 片之間的切割道的示意圖，其中個(gè)別的晶片已經(jīng)制造于其上，但尚未切割。圖Ia是半導(dǎo)體 晶圓被切割道分離為多個(gè)晶片的俯視圖。圖Ib沿圖Ia中Ib-Ib線的是一切割道附近的半 導(dǎo)體的剖面視圖。圖Ic至圖Ie是切割道中金屬化層內(nèi)的金屬線由上向下俯視的剖面視圖， 其中圖Ic是沿著圖Ib中線Ic-Ic剖切的剖面視圖，其繪示了包含有對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示的金屬層中 的金屬線，圖Id是沿著圖Ib中線Id-Id剖切的剖面視圖，其繪示了位于上述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示之上 的金屬層中的金屬線，而圖Ie是沿著圖Ib中線Ie-Ie剖切的剖面視圖，其繪示了位于上述 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示之下的金屬層中的金屬線。圖If是沿圖Ia的If-If線的一切割道的半導(dǎo)體的剖 面視圖。圖Ia是半導(dǎo)體晶圓被切割道分離為多個(gè)晶片的俯視圖，其中半導(dǎo)體晶圓包含設(shè) 置在基材10之中的第一晶片1、第二晶片2、第三晶片3及第四晶片4?；?0包含形成每 個(gè)半導(dǎo)體晶片的主動(dòng)電路的主動(dòng)裝置。主動(dòng)電路包含主動(dòng)裝置區(qū)且包含必要的晶體管、電 阻、電容、電感器或其他用來(lái)形成集成電路的元件。例如，包含有晶體管(例如互補(bǔ)式金屬
9氧化物半導(dǎo)體(CMOS)晶體管)的主動(dòng)區(qū)可藉由隔離區(qū)(例如淺溝渠隔離區(qū))與另一主動(dòng) 區(qū)分隔開?；?0上的每個(gè)晶片包含形成在主動(dòng)裝置區(qū)之上的金屬化層，藉由此電性接觸 及連接主動(dòng)裝置。金屬化層與主動(dòng)裝置區(qū)共同形成一完整功能的集成電路。換言之，第一 晶片1、第二晶片2、第三晶片3及第四晶片4的電性功能是由互相內(nèi)連接的主動(dòng)電路所執(zhí) 行。第一晶片1、第二晶片2、第三晶片3及第四晶片4是由切割道11所分隔。切割道 11包含切割用的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21以及如用作測(cè)試與監(jiān)視結(jié)構(gòu)的其他結(jié)構(gòu)。切割道11典型地約 10微米(μ m)至約300微米寬。第一晶片1、第二晶片2、第三晶片3及第四晶片4是由破 裂終止結(jié)構(gòu)(未繪示)所環(huán)繞，其中破裂終止結(jié)構(gòu)是用來(lái)防止破裂由切割道11擴(kuò)散至第一 晶片1、第二晶片2、第三晶片3及第四晶片4中。圖Ib是繪示圖Ia中的一部分晶圓15(橢圓)的垂直剖面視圖(沿圖Ia的線 lb-lb)。雖然只有位于第一晶片1及第二晶片2之間的切割道11繪示于圖Ib之中，在其 他晶片之間(例如，介于第三晶片3及第四晶片4之間)的其他切割道是類似的。圖Ib繪 示了第一晶片1及第二晶片2的邊緣。上述第一晶片1及第二晶片2的邊緣可包含如破裂 終止結(jié)構(gòu)(未繪示)的結(jié)構(gòu)，以及如防濕層(Moisture Barrier)的其他結(jié)構(gòu)。如圖Ib所示，后段工藝層20是設(shè)置在基材10之上。后段工藝層20包含金屬層以 及相應(yīng)的介層窗層。金屬線連接晶片上的各種主動(dòng)裝置，而介層窗連接不同的金屬層。在 各種實(shí)施例中，金屬線及介層窗包含內(nèi)金屬核(Inner Metal Core)及外金屬襯墊(Outer Metal Liner)。上述內(nèi)金屬核包含銅(Copper)，然而在特定實(shí)施例中，也可使用其他的金 屬。在特定實(shí)施例中，金屬線包含鎢(Tungsten)及/或鋁(Aluminum)。上述外金屬襯墊包 含如氮化鈦(TiN)或氮化鉭(TaN)的阻障金屬(或任何其他適當(dāng)?shù)慕饘僖r墊材料)。每個(gè)金屬層包含內(nèi)嵌于內(nèi)層介電層41的金屬線。后段工藝層20包含有內(nèi) 層介電層41其中的多層。內(nèi)層介電層41包含低介電常數(shù)介電材料，例如選自于包含 氟化硅酸鹽玻璃(Fluorinated Silicate Glass ;FSG)、碳摻雜玻璃(Carbon Doped Glass)、有機(jī)硅酸鹽玻璃(Organo Silicate Glass ;0SG)、氫摻雜玻璃(Hydrogen Doped Glass)、多孔(Porous)碳摻雜玻璃、多孔二氧化硅(Silicon Dioxide)、聚合性介電材料 (PolymericDielectrics)、氟摻雜的非晶碳(F-Doped Amorphous Carbon)、如氫硅鹽酸類 (Hydrogen Silsesquioxane ；HSQ)的以聚硅氧(Silicone)為基礎(chǔ)的聚合性介電材料、及 甲基硅氧烷(Methylsilsesquioxane ;MSQ)的群組的材料。在特定實(shí)施例中，內(nèi)層介電層 41包含如多孔硅酸鹽玻璃、干凝膠(Xerogel)、氣凝膠(Aerogel)、納米叢集氧化硅(Nano Clustered Silica ;NCS)、多孔有機(jī)硅酸鹽玻璃、及多孔有機(jī)物(Organics)的超低介電常 數(shù)的材料。在特定實(shí)施例中，內(nèi)層介電層41的頂層包含如二氧化硅(Si02)或氟化硅玻璃 的較高介電常數(shù)介電材料。后段工藝層20中的內(nèi)連線堆疊(Stack)可包含上述介電材料 的任何組合。在各種實(shí)施例中，后段工藝層20包含有內(nèi)層介電層41中由蝕刻終止襯墊(Etch Stop Liners)所分隔的多個(gè)層。雖然，蝕刻終止襯墊包含具有SiCHN的材料，然而，在其他 實(shí)施例中，可采用其他氮化物(Nitrides)或其他適當(dāng)?shù)牟牧稀Ｎg刻終止襯墊的例子包含如 氮化硅(SiN)、氮氧化硅(Silicon Oxynitride ；SiON)、碳化硅(SiC)或碳氮化硅(SiCN)的
在各種實(shí)施例中，后段工藝層20是由保護(hù)層(Passivation Layer) 50所覆蓋，且 可包含用來(lái)接觸上(Upper)金屬化層的額外特征。例如，接觸焊墊(Contact Pads)設(shè)置在 保護(hù)層50中，藉此電性接觸金屬化層。在邏輯裝置中，上述金屬化層可包含銅或其他金屬 的許多層(例如9層或更多)。在存儲(chǔ)裝置中(例如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAMs))，金屬 層的數(shù)目可較少，且其可包含鋁金屬線。上述切割道包含對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21。例如，在一實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21是設(shè)置在第三金 屬層M3中。然而，在其他實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21是設(shè)置在其他金屬層中。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示是用來(lái) 對(duì)準(zhǔn)基材10 (例如晶圓)與切割工具。干涉儀(Interferometer)可使用如對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21與 做為本底(Background)基材10之間的對(duì)比差異來(lái)偵測(cè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21。在各種實(shí)施例中，切割道11也包含金屬線。如圖Ib所示，設(shè)置在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21上 的金屬層包含金屬線，而直接設(shè)置在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21下的金屬層并未包含任何金屬線。在特定 的實(shí)施例中，位于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21下的所有金屬層并未包含任何金屬線。設(shè)置在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21上的金屬層中的金屬線，在對(duì)準(zhǔn)工藝中并不會(huì)大幅地產(chǎn)生錯(cuò) 誤的讀取。相對(duì)地，設(shè)置在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21下的金屬層中的金屬線，在對(duì)準(zhǔn)工藝中會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤 的讀取。因此，在各種實(shí)施例中，本發(fā)明借由不包含直接位于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示下的金屬層的金屬 線，來(lái)最小化對(duì)準(zhǔn)基材時(shí)的錯(cuò)誤。在各種實(shí)施例中，切割道上的后段工藝層20的機(jī)械特性 借由包含位于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21上的金屬線而大幅地改善。當(dāng)最小化未對(duì)準(zhǔn)的錯(cuò)誤時(shí)，可改善的 機(jī)械強(qiáng)度最小化破裂的擴(kuò)散或剝離。圖Ic至圖Ie是用以介紹金屬線的切割道由上向下俯視的剖面視圖。請(qǐng)參閱圖Ic 所示，切割道11內(nèi)的第三金屬層M3包含對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21是設(shè)置在內(nèi)層介電層 41中。圖Id是繪示直接位于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21上的金屬層(第四金屬層M4)。設(shè)置在第一晶 片1與第二晶片2之內(nèi)的第四金屬層M4包含第一金屬特征42，而設(shè)置在切割道11之內(nèi)的 第四金屬層M4包含第二金屬特征43。第一金屬特征42包含金屬線、破裂終止或防濕層結(jié) 構(gòu)，其中上述金屬線與主動(dòng)裝置及用來(lái)形成電容的金屬線互相耦合。在各種實(shí)施例中，第一金屬特征42和第二金屬特征43包含相同的材料層。然而， 第一金屬特征42和第二金屬特征43的形狀與尺寸可互不相同。同樣地，第二金屬特征43 的面密度(Areal Density)可不同于第一金屬特征42的面密度。在一實(shí)施例中，第二金屬 特征43包含正方形的形狀，而在其他實(shí)施例中，任何如圓的、橢圓的或矩形的適當(dāng)形狀均 可使用。圖Ie是繪示直接位于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21下的金屬層(第二金屬層M2)。設(shè)置在第一晶 片1與第二晶片2之內(nèi)的第二金屬層M2包含第一金屬特征42。與第四金屬層M4不同的 是，設(shè)置在切割道11之內(nèi)的第二金屬層M2并未包含任何金屬特征。當(dāng)對(duì)準(zhǔn)基材10與切割 工具時(shí)，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示下缺乏金屬線可最小化光干涉雜訊(Photo Interference Noise)。圖If是繪示沿著切割道11的垂直剖面視圖(沿圖Ia的線lf-lf)。如圖If所 示，設(shè)置在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21上的金屬層包含金屬線，而直接設(shè)置在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21下的金屬層并未 包含任何金屬線。在如圖If所示的實(shí)施例中，位于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21下的所有金屬層并未包含 任何金屬線。
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圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的切割道中的金屬層由上向下俯視的剖面視圖，其 中上述金屬層系直接設(shè)置在包含有對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示的一金屬層上。在圖2所繪示的實(shí)施例中，位于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示上的層包含受到最佳化以最小化破裂產(chǎn) 生及/或擴(kuò)散的金屬特征。第二金屬特征43的總表面積是由第二金屬特征43的總數(shù)量以 及每一第二金屬特征43的表面積所決定。第二金屬特征43之間的距離W以及第二金屬特 征43的總表面積決定金屬密度(Metal Density)(第二金屬特征43的總表面積以及金屬 層的總表面積的比例)。當(dāng)金屬密度朝實(shí)質(zhì)100%增加或朝約實(shí)質(zhì)0%減少時(shí)，在切割過(guò)程 中，形成微破裂及/或剝離的趨勢(shì)增加。在各種實(shí)施例中，此金屬密度是約20 %至約50 %， 且在一實(shí)施例中，此金屬密度約30%至約40%。請(qǐng)參閱圖2所示，第二金屬特征43是包含 正方形的形狀的金屬線。圖3(包含圖3a至圖3c)是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的位于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示上的金屬化層的 示意圖。請(qǐng)參閱圖3a所示，包含金屬線的第二金屬特征43是設(shè)置在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示上的層中。與 先前實(shí)施例不同的是，此實(shí)施例中的第二金屬特征43是包含設(shè)置在內(nèi)層介電層41之內(nèi)的 矩形線。圖3b是繪示另一實(shí)施例，其中第二金屬特征43包含不同的形狀，且以特定的方式 間隔開。在一實(shí)施例中，如第二金屬特征43的特征的矩形線是沿著切割道的周邊設(shè)置，而 較小的第二金屬特征43是朝切割道的中央?yún)^(qū)域設(shè)置。圖3c則是繪示又一實(shí)施例，其中線形 的第二金屬特征43是設(shè)置在中央，而較小的第二金屬特征43是朝切割道的周邊設(shè)置。圖 3b或圖3c的實(shí)施例可依據(jù)實(shí)驗(yàn)來(lái)選擇，且可根據(jù)內(nèi)層介電層41和切割工具的型態(tài)來(lái)選擇。 再者，后續(xù)的金屬層可具有以不同方式配置的第二金屬特征43。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的設(shè)置在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示上的金屬特征是在金屬層中交 錯(cuò)(Staggered)的切割道的剖面視圖。同樣如圖Ib所示，后段工藝層20是設(shè)置在基材10之上。后段工藝層20包含金 屬層及相對(duì)應(yīng)的介層窗層。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21是設(shè)置在后段工藝層20之內(nèi)。設(shè)置在上述對(duì)準(zhǔn)標(biāo) 示21上的金屬層包含金屬線，而設(shè)置在上述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21下的金屬層并未包含任何金屬線。請(qǐng)參閱圖4所示，直接位在于任何金屬層上的金屬層與其下的金屬層兩者間是交 錯(cuò)的。例如，相對(duì)于第五金屬層M5中的第二金屬特征43，第四金屬層M4中的第二金屬特征 43是以距離D(交錯(cuò))做橫向取代(Displaced)。相對(duì)于第五金屬層M5中的第二金屬特征 43，第六金屬層M6中的第二金屬特征43也以距離D做橫向取代。因此，第六金屬層M6中 的第二金屬特征43是設(shè)置在第四金屬層M4中的第二金屬特征43的正上方。同樣地，第五 金屬層M5中的第二金屬特征43是設(shè)置在第七金屬層M7及第九金屬層M9中的第二金屬特 征43的正下方。圖5是對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示設(shè)置在第五金屬層M5中的另一實(shí)施例的示意圖，其中對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21 是設(shè)置在第五金屬層M5中。在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21上的金屬層包含第二金屬特征43。因此，第六 金屬層M6、第七金屬層M7、第八金屬層M8及第九金屬層M9包含第二金屬特征43。然而，在 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21下的金屬層并未包含第二金屬特征43。圖6是對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示設(shè)置在第五金屬層M5中，至少部分在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示下的金屬層包含第 二金屬特征的另一實(shí)施例的示意圖，其中對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21是設(shè)置在第五金屬層M5中，至少部分
12在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21下的金屬層包含第二金屬特征43。如同先前實(shí)施例，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21上的金屬 層包含第二金屬特征43。因此，第六金屬層M6、第七金屬層M7、第八金屬層M8及第九金屬 層M9包含第二金屬特征43。然而，與先前實(shí)施例不同的是，部分在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21下的金屬層 包含第二金屬特征43。特別的是，直接位于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21下的第四金屬層M4并未包含第二 金屬特征43，而位于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21更下方的金屬層(例如第一金屬層Ml)包含第二金屬特 征43。因?yàn)橹苯游挥趯?duì)準(zhǔn)標(biāo)示下的金屬層在對(duì)準(zhǔn)工藝中引進(jìn)最多的干涉雜訊，所以上述的 結(jié)構(gòu)是可行的。產(chǎn)生自較底下的金屬層的雜訊隨著遠(yuǎn)離對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21的距離的增加而減少。 因此，最底下的金屬層可包含第二金屬特征43。圖7(包含圖7a至圖7d)是本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示形成在多層金屬層中的一實(shí)施例的 示意圖。圖7a是繪示包含設(shè)置在基材10(如圖Ia所示)中的第一晶片1、第二晶片2、第 三晶片3及第四晶片4的半導(dǎo)體晶圓的俯視圖。第一晶片1、第二晶片2、第三晶片3及第 四晶片4是由切割道11所分隔，其中切割道11包含對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21。如圖7a所示，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示 21具有四個(gè)角落或邊緣，當(dāng)其中二個(gè)角落垂直于第一晶片1和第二晶片2的周邊時(shí)，其中二 邊緣是平行于第一晶片1和第二晶片2的周邊。沿著線7b-7b的切割道11的剖面視圖繪 示于圖7b中。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21包含第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21a、第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21b、第三對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21c、 第四對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21d及第五對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21e。請(qǐng)參閱圖7b所示，第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21a是設(shè)置在第三金屬層M3中、第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示 21b是設(shè)置在第七金屬層M7中、第三對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21c是設(shè)置在第九金屬層M9中、第四對(duì)準(zhǔn)標(biāo) 示21d是設(shè)置在第六金屬層M6中、而第五對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21e是設(shè)置在第二金屬層M2中。如圖 7b所示，第二金屬特征43是設(shè)置在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21之上，但并未設(shè)置在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21之下。再 者，設(shè)置在較上層金屬層的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示的部分是設(shè)置于中央，藉此使得設(shè)置在較下層金屬層 的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示的部分沿著邊緣設(shè)置。例如，第三對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21c是朝著切割道11的內(nèi)部區(qū) 域，而第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21a及第五對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21e則沿著切割道11的邊緣設(shè)置。因?yàn)檩^大的金屬密度，設(shè)置在較低金屬層的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21 (例如第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21a 及第五對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21e)對(duì)于破裂擴(kuò)散及引發(fā)(Initiation)提供較好的保護(hù)作用。設(shè)置在較 高金屬層的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21 (例如第三對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21c)對(duì)于破裂成核(Nucleation)或擴(kuò)散提供 極小的(Minimal)保護(hù)作用。在各種實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示較脆弱的(Weaker)部分是形成在 切割道11的中央，而較堅(jiān)固的(Stronger)部分是形成在切割道11的角落。圖7c是繪示圖7b所示的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示的另一實(shí)施例。然而，與先前實(shí)施例不同的是， 部分對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示底下的至少部分較低金屬層包含第二金屬特征43。在這一實(shí)施例中，對(duì)每個(gè) 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示來(lái)說(shuō)，僅有少數(shù)位于其下方的金屬層為空的。例如，在圖7c中，對(duì)第三對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示 21c來(lái)說(shuō)，當(dāng)?shù)谝唤饘賹覯l、第二金屬層M2與第三金屬層M3包含有第二金屬特征43時(shí)，在 第四金屬層M4、第五四金屬層M5、第六金屬層M6、第七金屬層M7與第八金屬層M8中的較低 金屬層部分并未包含第二金屬特征43。在此一實(shí)施例中，顯示有五個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示，而在不同的 實(shí)施例中，可使用更多或更少的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示。再者，在特定的實(shí)施例中，所有的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示可不 共有相同的剖視平面。圖7d是繪示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的包含有設(shè)置在多層金屬層中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示的 切割道的俯視圖。如圖7d所示，切割道11(沿著圖7a的線7b-7b)包含分別位于第一金屬
13層、第二金屬層、第三金屬層、第四金屬層、第五金屬層、第六金屬層、第七金屬層、第八金屬 層、第九金屬層及第十金屬層中的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示Al、第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A2、第三對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A 3、 第四對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A4、第五對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A5、第六對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A6、第七對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A7、第八對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A8、 第九對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A9、第十對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A10。第一至第十對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示Al至AlO是以如先前實(shí)施例的 方式加以形成。因此，當(dāng)?shù)谑畬?duì)準(zhǔn)標(biāo)示AlO具有十個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示中最低的金屬密度時(shí)，第一對(duì) 準(zhǔn)標(biāo)示Al具有最高的金屬密度。如圖7d所示，第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示Al和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A2是沿著切割道11的邊緣設(shè)置， 而第八對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A8、第九對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A9和第十對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示AlO則設(shè)置在中央。因此，當(dāng)?shù)诙?屬特征43密度較高的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示沿著切割道11的角落設(shè)置時(shí)，第二金屬特征43密度較低的 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示是設(shè)置在中央。圖8(包含圖8a至圖8d)是本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示系形成在多層金屬層中的另一實(shí)施 例的示意圖。圖8a是繪示與圖7a所示完全相同的半導(dǎo)體晶圓的俯視圖，并繪示如圖8b及圖8c 中所示的沿切割線8b-8b的剖面(也可稱為線8b-8b)。此一實(shí)施例是類似于先前的實(shí)施 例，除了對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21的多層金屬層形成與切割道11互相垂直。請(qǐng)參閱圖8b的剖面視圖， 第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21a是設(shè)置在第三金屬層M3中、第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21b是設(shè)置在第七金屬層M7 中、第三對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21c是設(shè)置在第九金屬層M9中、第四對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21d是設(shè)置在第六金屬層 M6中、而第五對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21e是設(shè)置在第二金屬層M2中。如圖8b所示，第二金屬特征43是 設(shè)置在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21之上，但并未設(shè)置在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21之下。圖8c是繪示圖8b所示的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示的另一實(shí)施例。如圖7c中的先前實(shí)施例，部分 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示底下的至少部分較低金屬層包含第二金屬特征43。圖8d是繪示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的包含有設(shè)置在多層金屬層中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示的 切割道的俯視圖。如圖8d所示，在垂直于切割道的方向(沿著圖8a的線8b-8b)的切割道 11包含分別位于第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層、第四金屬層、第五四金屬層、第六金 屬層、第七金屬層、第八金屬層、第九金屬層及第十金屬層中的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示Al、第二對(duì)準(zhǔn) 標(biāo)示A2、第三對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A3、第四對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A4、第五對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A5、第六對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A6、第七對(duì)準(zhǔn) 標(biāo)示A7、第八對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A8、第九對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A9、第十對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A10。第一至第十對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示Al 至AlO是以如先前實(shí)施例的方式加以形成。因此，當(dāng)?shù)谑畬?duì)準(zhǔn)標(biāo)示AlO具有十個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示 中最低的金屬密度時(shí)，第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示Al具有最高的金屬密度。如圖8d所示，第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示Al和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A2是沿著切割道11的邊緣設(shè)置， 而第八對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A8、第九對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示A9和第十對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示AlO則設(shè)置在中央。因此，當(dāng)?shù)诙?屬特征43密度較高的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示沿著切割道11的邊緣設(shè)置時(shí)，第二金屬特征43密度較低的 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示是設(shè)置在中央。圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例設(shè)計(jì)具有第二金屬特征的切割道的方法的流程圖。圖 10(包含圖IOa至圖IOc)是根據(jù)本發(fā)明圖9所示的實(shí)施例的切割道的在設(shè)計(jì)工藝中的剖面 視圖。請(qǐng)參閱圖9所示，設(shè)計(jì)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示于第η個(gè)金屬層Mn中(步驟210)。將第二金屬 特征43加入至第η個(gè)金屬層Mn上的所有金屬層(步驟212)。在此一設(shè)計(jì)階段后，切割道 11是如圖IOa所示。接著，將第二金屬特征43加入至所有金屬層(步驟213，參見圖10b)。測(cè)量(或模擬)干擾信號(hào)(Interference Signal)，以偵測(cè)來(lái)自于設(shè)置在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21下的 金屬層中的第二金屬特征43的雜訊位準(zhǔn)(Noise Level)(步驟215)，其中雜訊亦即以上所 述的光干涉雜訊。假如雜訊位準(zhǔn)是可接受的(步驟216)，設(shè)計(jì)即完成(步驟218)。假如雜 訊位準(zhǔn)是不可接受的(步驟216)，從對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示下的最上層金屬層移除第二金屬特征43 (步 驟217，參見圖10c)。測(cè)量相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)的雜訊位準(zhǔn)(步驟215)。上述程序反復(fù)地持續(xù)至 達(dá)到可接受的雜訊位準(zhǔn)為止。在另一實(shí)施例中，在將第二金屬特征43加入至第η個(gè)金屬層Mn上的所有金屬層 (參見圖IOa)后，第二金屬特征43加入至最低的金屬層(例如第一金屬層Ml)。測(cè)量上述 結(jié)構(gòu)的雜訊位準(zhǔn)。假如雜訊位準(zhǔn)并未超過(guò)可接受的雜訊位準(zhǔn)，第二金屬特征43加入至下一 個(gè)有效的最低金屬層(例如第二金屬層M2)。假如雜訊位準(zhǔn)超過(guò)可接受的雜訊位準(zhǔn)，從對(duì)準(zhǔn) 標(biāo)示底下最高的金屬層中移除第二金屬特征43，則設(shè)計(jì)即完成。圖11 (包含圖Ila至圖lie)是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的制造具有多個(gè)晶片之基 材的方法的示意圖。請(qǐng)參閱圖Ila所示，基材10包含形成第一晶片1的第一部分，及形成切割道11的 第二部分。請(qǐng)參閱圖Ila所示，基材10包含主體單晶硅硅基材(Bulk Mono-Crystalline Silicon Substrate)(或成長(zhǎng)于其上的一層，也或形成于其中的其他型式)、絕緣體上覆硅 (Silicon-On-Insulator ；S0I)晶圓的一層、或絕緣體上覆鍺(Germanium-On-Insulator ； GeOI)晶圓的一層。在其他實(shí)施例中，其他如硅鍺、鍺、砷化鎵(Gallium Arsenide)、砷化銦 (Indium Arsenide)、石申化銦嫁(Indium Gallium Arsenide)、鋪化銦(Indium Antimonide) 或其他半導(dǎo)體可使用于晶圓中。隔離區(qū)114是使用傳統(tǒng)技術(shù)形成于基材10之中。請(qǐng)參閱圖Ila所示，主動(dòng)裝置 區(qū)111是形成于一區(qū)域中，其中上述區(qū)域用以在前端工藝中形成第一晶片1于基材10的頂 面。主動(dòng)裝置區(qū)111或主動(dòng)電路(Circuitry)可包含晶體管、電阻、電容、電感或其他用來(lái) 形成集成電路的元件。例如，在一實(shí)施例中，主動(dòng)區(qū)包含集體管113(例如互補(bǔ)式金屬氧化 物半導(dǎo)體晶體管)，其中晶體管113包含柵極線112，且藉由隔離區(qū)114(例如淺溝槽隔離 (Shallow Trench Isolation))與另一晶體管分隔開。在另一實(shí)施例中，主動(dòng)裝置區(qū)111包 含雙極性(Bipolar)晶體管。請(qǐng)參閱圖lib所示，第一絕緣材料層121形成于基材10之上。在沉積第一絕緣 材料層121之前，蝕刻終止襯墊選擇性地沉積在基材10之上，藉此在接觸窗插塞(Contact Plug)形成的同時(shí)保護(hù)底下的基材。例如，沉積一氮化物(Nitride)膜(例如氮化硅 (Silicon Nitride))做為一蝕刻終止襯墊。第一絕緣材料層121包含典型地使用于半導(dǎo)體工藝中做為內(nèi)層介電層的絕緣材 料，例如二氧化硅、四乙基正硅酸鹽(Tetra ethyl orthosilicate ;TE0S)、氟化四乙基正 硅酸鹽(fluorinated TEOS ;FTE0S)、摻雜的玻璃(硼磷摻雜硅玻璃(BPSG)、磷摻雜硅玻璃 (PSG)、硼摻雜硅玻璃(BSG))、有機(jī)硅酸鹽玻璃、氟化硅酸鹽玻璃、及旋覆玻璃層(Spin-On Glass ；S0G)氮化硅或氮氧化硅。第一絕緣材料層121也可包含適當(dāng)?shù)徒殡姵?shù)或超低介 電常數(shù)的材料。在一實(shí)施例中，第一絕緣材料層121可包含約為500納米(nm)或更小的厚 度。接觸窗插塞122是形成在第一絕緣材料層121之內(nèi)，用以耦合晶體管113至其他裝置或外部的接觸點(diǎn)。第二絕緣材料層131接著沉積在第一絕緣材料層121之上。第二絕 緣材料層131包含具有3. 6或更小的介電常數(shù)的低介電常數(shù)介電材料，且可加熱至如攝氏 400度以移除溶劑。第二絕緣材料層131經(jīng)由微影(例如以一遮罩)而圖案化。光阻沉積 在第二絕緣材料層131之上，且將部分光阻曝光、顯影及移除，留下金屬線的圖案。移除已 曝光的第二絕緣材料層131以在第二絕緣材料層131中形成一開口。以導(dǎo)電材料填充上述開口，例如，使用電鍍填充工藝(ElectroplatedFill Process)形成一第一金屬層Ml，其中第一金屬層Ml具有存在第二絕緣材料層131內(nèi)的一 部分，以及存在第一絕緣材料層121上的一部分。借著填充第二絕緣材料層131中的開口， 將第一金屬特征42形成于第一金屬層Ml (也可稱之為第一金屬線層)中?；谇懈畹绤^(qū) 域的設(shè)計(jì)(例如，如圖9所示)，也可借著填充第二絕緣材料層131中的開口，將第二金屬 特征43形成于第一金屬線層Ml中。特別是，第一金屬特征42是形成在第一晶片1的區(qū)域 中，而第二金屬特征43是形成在切割道11的區(qū)域中。在各種實(shí)施例中，導(dǎo)電材料包含銅、 鋁、其他金屬或上述材料的組合。在沉積導(dǎo)電材料之前，使用共形沉積工藝(Conformal DepositionProcess)選擇 性地沉積導(dǎo)電襯墊(Conductive Liner)，沿著第二絕緣材料層131的開口的內(nèi)側(cè)壁留下共 形襯墊或擴(kuò)散阻障(Diffusion Barrier)。在一實(shí)施例中，導(dǎo)電襯墊包含以等離子體氣相沉 積法(Plasma VaporDeposition ；PVD)沉積的氮化鉭(Tantalum Nitride)。此外，上述導(dǎo)電 襯墊可包含氮化鈦(Titanium Nitride)、氮化鶴(Tungsten Nitride)、耐火(Refractory) 金屬或如使用化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體氣相沉積工藝或無(wú)電電鍍(Electro-Less Plating)共形地沉積的其他阻障層。上述導(dǎo)電襯墊可包含材料的雙層(Bi-Layer)結(jié)構(gòu)，其 中材料的雙層結(jié)構(gòu)包含如一阻障層與一共形晶種(Seed)層，晶種層包含銅、鋁、其他金屬 或上述材料的組合。上述晶種層可使用如化學(xué)氣相沉積加以沉積。第三絕緣材料層141是沉積在第二絕緣材料層131之上。圖案化及蝕刻第一晶片 1的區(qū)域中的第三絕緣材料層141以產(chǎn)生介層窗通孔(Holes)。在特定的實(shí)施例中，切割道 11的區(qū)域中的第三絕緣材料層141并未被圖案化以產(chǎn)生介層窗通孔。形成在第一晶片1的 區(qū)域中的介層窗通孔是填充如銅的其他導(dǎo)電材料，藉此形成包含介層窗142的第一介層窗 層VI。同樣地，借著重復(fù)上述工藝形成更多的金屬層及介層窗層于第一介層窗層Vl之 上，藉此形成金屬線及介層窗。例如，在圖lib中，形成包含有第二金屬層M2、第二介層窗層 V2、第三金屬層M3、第三介層窗層V3及第四金屬層M4的第四絕緣材料層151、第五絕緣材 料層161、第六絕緣材料層171、第七絕緣材料層181、與第八絕緣材料層191。如圖lib所示，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21形成在其中一金屬層中。在一實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21 是形成在第三金屬層中。因此，并無(wú)第二金屬特征43形成于切割道11的第二金屬層M2中， 而第四金屬層M4包含第二金屬特征43。如緊接著的圖Ilc所示，形成后續(xù)的金屬層。例如，頂部的金屬層M5形成于設(shè)置 在第九絕緣材料層201之上的第十絕緣材料層211之中，其中第九絕緣材料層201中包含 有第四介層窗層V4。保護(hù)層50是沉積在最后的金屬線(頂部的金屬層M5)之上。保護(hù)層 50包含氧化物層或氧化物/氮化物層堆疊(Stack)。在特定的實(shí)施例中，保護(hù)層50包含具 有聚酰亞胺(Polyimide)、光酰亞胺(Photoimide)、苯并環(huán)丁烯(BCB)或其他有機(jī)聚合物(Polymers)的氮化硅、氮氧化硅、氟化四乙基正硅酸鹽、SiCOH或上述材料的組合。在所有的前端及后端工藝后，將基材10架設(shè)在切割膠帶或挾持器(Holder)上，藉 此在后續(xù)切割中支撐基材10。切割機(jī)(Dicer)(未繪示)是使用對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21與切割道11 對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)?shù)诙饘偬卣?3并未形成在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21之下的時(shí)候，產(chǎn)生極小的雜訊，最小化對(duì) 準(zhǔn)的錯(cuò)誤。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示21上的第二金屬特征43的出現(xiàn)減少破裂的產(chǎn)生。切割機(jī)切穿后段工 藝層20及基材10。在切割工藝后產(chǎn)生個(gè)別的晶粒。在各種實(shí)施例中，切割是以機(jī)械鋸切 (Mechanical Sawing)、割線(Scribing)后分開(Breaking)、或激光切割加以進(jìn)行。上述晶 粒是以晶粒處理設(shè)備(如晶粒接合器(Bonder)或晶粒分類器(Sorter))從切割膠帶上萃 取出來(lái)，形成個(gè)別晶片。緊接在切割工藝之后，將個(gè)別晶片封裝成隨后適合用來(lái)制造如電腦等電子裝置的 封裝體(Packages)。晶片整合至導(dǎo)線架(Lead-Frame)封裝體中、直接設(shè)置在個(gè)人電腦基板 的基材上或使用焊接凸塊(Solder Bumping)技術(shù)加以封裝。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更 動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的 技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案 的范圍內(nèi)。
1權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體晶圓，其特征在于其包含一第一晶片，設(shè)置在一基材中；一第二晶片，鄰設(shè)在該第一晶片旁，且設(shè)置在該基材中；一切割道，設(shè)置在該第一晶片及該第二晶片之間；一第一金屬層及一第二金屬層，設(shè)置在該切割道之上，其中該第二金屬層是設(shè)置在該第一金屬層之上；一第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示，設(shè)置在該切割道的一第一部分之上的該第一金屬層之中；以及一第一金屬特征，設(shè)置在該切割道的該第一部分之上的該第二金屬層之中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶圓，其特征在于其中所述的第一金屬特征的總表面 積除以該切割道的該第一部分的總表面積是20%至50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶圓，其特征在于一第三金屬層直接設(shè)置在該第一金 屬層之下，且該第三金屬層并未包含金屬特征于該切割道的該第一部分之上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體晶圓，其特征在于更包含一第四金屬層，設(shè)置在該第二金屬層之上，其中該第四金屬層覆蓋在該切割道之上，且 該第四金屬層包含多個(gè)第二金屬特征于該切割道的該第一部分之上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體晶圓，其特征在于其中所述的第一金屬特征是相對(duì)于 該第二金屬特征做橫向交錯(cuò)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體晶圓，其特征在于更包含一第四金屬層，直接設(shè)置在該第三金屬層之下，其中該第四金屬層覆蓋在該切割道之 上，且該第四金屬層包含多個(gè)第二金屬特征于該切割道的該第一部分之上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶圓，其特征在于更包含一第三金屬層及一第四金屬層，覆蓋在該切割道之上，其中該第三金屬層及該第四金 屬層是設(shè)置在該第一金屬層及該第二金屬層之上，該第四金屬層是直接設(shè)置在該第三金屬 層之上；以及一第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示，設(shè)置在該切割道的一第二部分之上的該第四金屬層之中，其中該第 三金屬層并未包含位于該切割道的該第二部分之上金屬特征，其中該第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示較該第 二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示更接近該切割道的一邊緣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體晶圓，其特征在于更包含一第五金屬層，覆蓋在該切割道之上，其中該第五金屬層是設(shè)置在該第三金屬層及該 第四金屬層之上；以及多個(gè)第二金屬特征，設(shè)置在該切割道的該第二部分之上的該第五金屬層之中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體晶圓，其特征在于更包含一第五金屬層、一第六金屬層及一第七金屬層，覆蓋在該切割道之上，其中該第五金屬 層、該第六金屬層及該第七金屬層是設(shè)置該第三金屬層及該第四金屬層之上，該第七金屬 層是直接設(shè)置該第六金屬層上，該第六金屬層是設(shè)置在該第五金屬層之上；一第三對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示，設(shè)置在該切割道的一第三部分之上的該第七金屬層之中，其中該第 六金屬層并未包含位于該切割道的該第三部分之上的金屬特征；以及多個(gè)第二金屬特征，設(shè)置在該切割道的該第二部分之上的該第五金屬層之中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體晶圓，其特征在于更包含多個(gè)第三金屬特征，設(shè)置在該切割道的該第三部分之上的該第一金屬層之中，其中該 切割道的該第一部分較該切割道的該第二部分更接近該切割道的一邊緣，且該切割道的該 第二部分較該切割道的該第三部分更接近該切割道的該邊緣。
11.一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，其特征在于其包括以下步驟形成多個(gè)切割道及包含有主動(dòng)裝置的多個(gè)區(qū)域于一基材中，其中該些切割道將該些區(qū) 域分隔開；形成一第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示于一第一金屬層中，其中該第一金屬層是位于該些切割道其中至 少一個(gè)的一第一部分之上；以及形成多個(gè)第一金屬特征于一第二金屬層中，其中該第二金屬層是位于該些切割道的該 第一部分之上，且該第二金屬層是設(shè)置在該第一金屬層之上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造半導(dǎo)體裝置的方法，其特征在于更包含在形成該第一金屬層之前，形成覆蓋在該基材之上的一第三金屬層，其中該第三金屬 層并未包含位于該些切割道的該第一部分之上的金屬特征；以及在形成該第三金屬層之前，形成覆蓋在該基材之上的一第四金屬層，其中該第四金屬 層包含位于該些切割道的該第一部分之上的多個(gè)第二金屬特征。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造半導(dǎo)體裝置的方法，其特征在于更包含形成設(shè)置在該第二金屬層之上的一第三金屬層，其中該第三金屬層并未包含位于該些 切割道的該其中至少一個(gè)的一第二部分之上的金屬特征；形成覆蓋在該第三金屬層之上的一第四金屬層，其中該第四金屬層包含位于該些切割 道的該第二部分之上的一第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示；形成覆蓋在該第四金屬層之上的一第五金屬層，其中該第五金屬層包含位于該些切割 道的該第二部分之上的多個(gè)第二金屬特征；形成覆蓋在該第五金屬層之上的一第六金屬層，其中該第六金屬層并未包含位于該些 切割道的該其中至少一個(gè)的一第三部分之上的金屬特征；以及形成覆蓋在該第六金屬層之上的一第七金屬層，其中該第七金屬層包含位于該些切割 道的該第三部分之上的一第三對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造半導(dǎo)體裝置的方法，其特征在于其中形成覆蓋在該基 材上的該第一金屬層包含，形成多個(gè)第三金屬特征，該些第三金屬特征是設(shè)置在該些切割 道的該第三部分之上的該第一金屬層之中，其中該些切割道的該第一部分較該些切割道的 該第二部分更接近該些切割道的其中一者的一邊緣，且該些切割道的該第二部分較該些切 割道的該第三部分更接近該些切割道的其中一個(gè)的該邊緣。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體晶圓及制造半導(dǎo)體裝置的方法，其揭露了一種應(yīng)用于半導(dǎo)體基材的切割結(jié)構(gòu)及其制造方法。其中該半導(dǎo)體晶圓包含設(shè)置在基材中的第一晶片、設(shè)置在基材中且與第一晶片鄰接的第二晶片、及設(shè)置在第一與第二晶片間的切割道。設(shè)置第一與第二金屬層于切割道之上，其中第二金屬層設(shè)置在第一金屬層之上。第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)示設(shè)置在切割道的第一部分上的第一金屬層中，且第一金屬特征設(shè)置在切割道的第一部分上的第二金屬層中。
文檔編號(hào)H01L23/522GK101908522SQ20101017823
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者陳憲偉 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司