半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體晶片及半導(dǎo)體器件的制造方法
【專利說明】半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體晶片及半導(dǎo)體器件的制造方法
[0001]本申請是申請?zhí)枮?01210342242.X、申請日為2012年9月14日、發(fā)明名稱為“半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體晶片及半導(dǎo)體器件的制造方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]在下文中將要描述的實(shí)施例涉及一種沿劃片線(scribe line)切割的半導(dǎo)體器件、具有設(shè)置在劃片線中的焊盤的半導(dǎo)體器件和晶片及半導(dǎo)體器件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0003]在半導(dǎo)體晶片的劃片線中，設(shè)置有用于工藝監(jiān)控的多個(gè)焊盤(接觸焊盤)。因此，當(dāng)沿劃片線切割半導(dǎo)體晶片時(shí)，可能會有由于焊盤斷裂而形成毛刺的情況。為了減少這種毛刺的發(fā)生，提出一種形成互連上焊盤和下焊盤的通路塞(via-plug)的結(jié)構(gòu)，使得在每個(gè)焊盤的四個(gè)角中的每一個(gè)處只有一個(gè)通路塞。此外，提出一種包括至少三個(gè)布線層的結(jié)構(gòu)，其中利用除了最下面的布線層之外的其他兩個(gè)布線層形成焊盤。
[0004]此外，為了延長切割刀片的壽命，提出一種在用于電極形成的整個(gè)區(qū)域上方只形成頂層布線層的焊盤、而除了形成在頂層布線層中的那些焊盤之外的焊盤只形成在用于電極形成的區(qū)域的四個(gè)角處的結(jié)構(gòu)。
[0005][相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)]
[0006][專利文獻(xiàn)]
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特許專利公開號2008-34783
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特許專利公開號2007-173752
[0009]專利文獻(xiàn)3:日本特許專利公開號2002-190456
[0010]專利文獻(xiàn)4:日本特許專利公開號2005-158832
[0011]隨著布線層的數(shù)量增加，設(shè)置在劃片線中的焊盤的數(shù)量也因此增加。當(dāng)焊盤的數(shù)量增加時(shí)，增加了在切割時(shí)形成裂紋以及因此形成的裂紋從劃片線向形成器件的區(qū)域延伸的機(jī)會。這時(shí)，當(dāng)劃片線的寬度變窄時(shí)，可能會出現(xiàn)裂紋到達(dá)封閉環(huán)內(nèi)的區(qū)域并對電子電路的操作產(chǎn)生不利影響(adversary effect)的情況。
[0012]因此，需要一種即使當(dāng)劃片線的寬度變窄且布線層的數(shù)量增加時(shí)，也能夠抑制裂紋形成的半導(dǎo)體器件及其制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]在一個(gè)方面，提供一種半導(dǎo)體器件，包括:半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底具有劃片區(qū)和芯片區(qū)；多個(gè)布線層，形成在所述半導(dǎo)體晶片上方；通路層，插在所述多個(gè)布線層之間；導(dǎo)電薄膜，分別形成在所述多個(gè)布線層中；以及通路塞，設(shè)置在所述通路層中，使得所述通路塞將分別位于所述通路層的上方和下方的所述布線層的導(dǎo)電薄膜彼此連接，其中所述劃片區(qū)沿所述半導(dǎo)體襯底的邊緣位于所述芯片區(qū)的外緣，所述劃片區(qū)包括位于所述邊緣附近的焊盤區(qū)，在從垂直于所述襯底而看到的平面圖中，所述焊盤區(qū)與所述多個(gè)布線層的導(dǎo)電薄膜重疊，所述多個(gè)布線層包括第一布線層和第二布線層，在從垂直于所述襯底而看到的平面圖中，所述第一布線層的導(dǎo)電薄膜包括形成在所述焊盤區(qū)的整個(gè)表面上方的第一導(dǎo)電圖案，以及在從垂直于所述襯底而看到的平面圖中，所述第二布線層的所述導(dǎo)電薄膜包括形成在一部分焊盤區(qū)中的第二導(dǎo)電圖案。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括:半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底具有芯片區(qū)、位于所述芯片區(qū)外緣的劃片區(qū)、以及在平面圖中位于所述劃片區(qū)中并且位于所述半導(dǎo)體襯底的邊緣附近的焊盤區(qū)；下布線層，形成在所述半導(dǎo)體襯底上方，包括第一導(dǎo)電圖案和多個(gè)第二導(dǎo)電圖案，每個(gè)所述第二導(dǎo)電圖案布置在所述焊盤區(qū)內(nèi)，其中，所述第一導(dǎo)電圖案沿著所述焊盤區(qū)的外周布置，所述多個(gè)第二導(dǎo)電圖案布置在所述焊盤區(qū)的內(nèi)部區(qū)域中，并且所述第一導(dǎo)電圖案和所述多個(gè)第二導(dǎo)電圖案彼此電隔離；絕緣膜，形成在所述下布線層上方；以及上布線層，形成在所述絕緣膜上方，包括在平面圖中與所述第一導(dǎo)電圖案和所述第二導(dǎo)電圖案重疊的第三導(dǎo)電圖案，所述第三導(dǎo)電圖案電連接至所述第一導(dǎo)電圖案。
[0015]根據(jù)本實(shí)施例，能夠在切割時(shí)降低構(gòu)成導(dǎo)電圖案的金屬材料的韌性(ductility)對用于切割的切割刀片降低的不利影響。這樣，就能夠在半導(dǎo)體襯底中抑制裂紋的形成。
【附圖說明】
[0016]圖1A是在切割以形成第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前半導(dǎo)體晶片的平面圖，而圖1B是表示圖1A的半導(dǎo)體晶片的芯片區(qū)和劃片線的放大的平面圖；
[0017]圖2A和圖2B是分別表示在切割以形成第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前第一布線層和第二布線層的布線圖案的平面圖；
[0018]圖3A是表示在切割以形成第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前在第三布線層和第四布線層的劃片線中的布線圖案的平面圖，而圖3B是表示在切割以形成第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前在第五布線層的劃片線中的布線圖案的平面圖；
[0019]圖4是表示在切割以形成第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前焊盤附近的剖面圖；
[0020]圖5A是第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的平面圖，圖5B是表示第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的焊盤區(qū)附近的平面圖，而圖5C是表示低于頂層布線層的布線層的焊盤區(qū)的橫剖面圖；
[0021]圖6是表示根據(jù)比較例的半導(dǎo)體器件的焊盤區(qū)的剖面圖；
[0022]圖7A是表示在切割以形成比較例的半導(dǎo)體器件之前劃片線和切割刀片的平面圖，圖7B是沿圖7A的平面圖中所示的虛線7B-7B的剖面圖，而圖7C是表示切割刀片的旋轉(zhuǎn)速度或饋送速度(feeding speed)與位置之間的關(guān)系的圖；
[0023]圖8A是在切割以形成第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前劃片線和切割刀片的平面圖，圖8B是表示在切割以形成第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前劃片線和低于頂層布線層的布線層的橫剖面圖，圖8C是沿圖8A和圖8B中所示的虛線8C-8C的剖面圖，而圖8D是表示切割刀片的旋轉(zhuǎn)速度或饋送速度與位置之間的關(guān)系的圖；
[0024]圖9A是表示比較例的半導(dǎo)體器件的與導(dǎo)電圖案的圖案數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖案和形成在焊盤區(qū)內(nèi)的布線圖案的平面圖，而圖9B是表示第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的與導(dǎo)電圖案的圖案數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖案和形成在焊盤區(qū)內(nèi)的布線圖案的平面圖；
[0025]圖1OA是表示在切割以形成根據(jù)第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前焊盤附近的剖面圖，而圖1OB是表示在第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中形成第二層布線層的階段的剖面圖；
[0026]圖1lA是表示在切割以形成根據(jù)第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前頂層焊盤的平面圖，圖1lB是在切割第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前的狀態(tài)下在低于頂層布線層的布線層中焊盤區(qū)內(nèi)的導(dǎo)電圖案的橫剖面圖，以及圖1lC是沿圖1lA和圖1lB中所示的虛線11C-11C的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
[0027]圖12A是表示在切割以形成參考的半導(dǎo)體器件之前焊盤區(qū)的布局的平面圖，而圖12B和圖12C是分別表示在切割以形成第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前焊盤區(qū)的布局的平面圖；
[0028]圖13是表示在切割以形成根據(jù)第三實(shí)施例的改型的半導(dǎo)體器件之前在低于頂層布線層的布線層中焊盤區(qū)內(nèi)的導(dǎo)電圖案的橫剖面圖；
[0029]圖14A是根據(jù)圖13的改型的半導(dǎo)體器件的平面圖，圖14B是表示該改型的半導(dǎo)體器件的焊盤區(qū)附近的平面圖，而圖14C是表示低于頂層布線層的布線層的焊盤區(qū)的橫剖面圖；
[0030]圖15A是表示在切割以形成根據(jù)第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前頂層焊盤的平面圖，圖15B是在切割以形成第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的之前的狀態(tài)下在低于頂層布線層的布線層中焊盤區(qū)內(nèi)的導(dǎo)電圖案的橫剖面圖，以及圖15C是沿圖15A和圖15B中所示的虛線14C-14C的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
[0031]圖16A是第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的平面圖，圖16B是表示第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的焊盤區(qū)附近的平面圖，而圖16C是表示低于頂層布線層的布線層的焊盤區(qū)的橫剖面圖；
[0032]圖17A是表示第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的另一個(gè)焊盤區(qū)的平面圖，而圖17B是對應(yīng)于圖17A的低于頂層布線層的布線層的焊盤區(qū)的橫剖面圖；
[0033]圖18A是表示在切割以形成根據(jù)第五實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前頂層焊盤的平面圖，圖18B是在切割以形成第五實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前的狀態(tài)下在低于頂層布線層的布線層中焊盤區(qū)內(nèi)的導(dǎo)電圖案的橫剖面圖，以及圖18C是沿圖18A和圖18B中所示的虛線15C-15C的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
[0034]圖19A是第五實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的平面圖，圖19B是表示用于第五實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的焊盤區(qū)附近的平面圖，而圖19C是表示低于頂層布線層的布線層的焊盤區(qū)的橫剖面圖；
[0035]圖20A是表示在切割以形成根據(jù)第六實(shí)施例半導(dǎo)體器件之前頂層焊盤的平面圖，圖20B是在切割以形成第六實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前的狀態(tài)下在低于頂層布線層的布線層中焊盤區(qū)內(nèi)的導(dǎo)電圖案的橫剖面圖，以及圖20C是沿圖20A和圖20B中所示的虛線16C-16C的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
[0036]圖21A是第六實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的平面圖，圖21B是表示第六實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的焊盤區(qū)附近的平面圖，而圖21C是表示低于頂層布線層的布線層的焊盤區(qū)的橫剖面圖；
[0037]圖22是表示在切割以形成根據(jù)第六實(shí)施例的改型的半導(dǎo)體器件之前低于頂層布線層的布線層的焊盤區(qū)內(nèi)的導(dǎo)電圖案的橫剖面圖；
[0038]圖23A是表示在切割以形成根據(jù)第七實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前頂層焊盤的平面圖，圖23B是在切割以形成第七實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前的狀態(tài)下低于頂層布線層的布線層的焊盤區(qū)內(nèi)的導(dǎo)電圖案的橫剖面圖，以及圖23C是沿圖23A和圖23B中所示的虛線18C-18C的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
[0039]圖24A是第七實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的平面圖，圖24B是表示第七實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的焊盤區(qū)附近的平面圖，而圖24C是表示低于頂層布線層的布線層的焊盤區(qū)的橫剖面圖；
[0040]圖25A到圖25C是表示在切割以形成根據(jù)第七實(shí)施例的改型的半導(dǎo)體器件之前焊盤區(qū)內(nèi)和低于頂層布線層的布線層中的導(dǎo)電圖案的橫剖面圖；
[0041]圖26A和圖26B是比較例的半導(dǎo)體器件的低于頂層布線層的布線層的焊盤區(qū)內(nèi)的導(dǎo)電圖案的橫剖面圖，而圖26C和圖26D是第七實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的低于頂層布線層的布線層的焊盤區(qū)內(nèi)的導(dǎo)電圖案的橫剖面圖；
[0042]圖27A是表示在切割以形成根據(jù)第八實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前頂層布線層的焊盤的平面圖，圖27B是在切割以形成第八實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前的狀態(tài)下在低于頂層布線層的布線層中焊盤區(qū)內(nèi)的導(dǎo)電圖案的橫剖面圖，以及圖27C是沿圖27A和圖27B中所示的虛線21C-21C的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
[0043]圖28A是第八實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的平面圖，圖28B是表示第八實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的焊盤區(qū)附近的平面圖，而圖28C是表示低于頂層布線層的布線層的焊盤區(qū)的橫剖面圖；
[0044]圖29A到圖29C是表示在切割根據(jù)第八實(shí)施例的改型的半導(dǎo)體器件之前低于頂層布線層的布線層的焊盤區(qū)內(nèi)的導(dǎo)電圖案的橫剖面圖；
[0045]圖30A是表示在切割以形成根據(jù)第九實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前頂層布線層的焊盤的平面圖，圖30B是在切割以形成第九實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前的狀態(tài)下在低于頂層布線層的布線層中焊盤區(qū)內(nèi)的導(dǎo)電圖案的橫剖面圖，以及圖30C是沿圖30A和圖30B中所示的虛線23C-23C的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
[0046]圖31A是第九實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的平面圖，圖31B是表示第九實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的焊盤區(qū)附近的平面圖，而圖31C是表示低于頂層布線層的布線層的焊盤區(qū)的橫剖面圖；
[0047]圖32A是表示在切割以形成根據(jù)第十實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前頂層布線層的焊盤的平面圖，圖32B是在切割以形成第十實(shí)施例的半導(dǎo)體器件之前的狀態(tài)下低于頂層布線層的布線層的焊盤區(qū)內(nèi)的導(dǎo)電圖案的橫剖面圖，以及圖32C是沿圖32A和圖32B中所示的虛線24C-24C的半導(dǎo)體器件的剖面圖；
[0048]圖33A是第十實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的平面圖，圖31B是表示用于第十實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的焊盤區(qū)附近的平面圖，而圖31C是表示低于頂層布線層的布線層的焊盤區(qū)的橫剖面圖；
[0049]圖34A是表示在切割以形成根據(jù)第十實(shí)施例的改型的半導(dǎo)體器件的之前頂層布線層的焊盤的平面圖，圖34B是在切割以形成第十實(shí)施例的改型的半導(dǎo)