專利名稱：半導(dǎo)體晶片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體裝置，特別是關(guān)于一種位于晶片角落的應(yīng)力消除圖形與查檢結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在集成電路的技術(shù)中，一晶片應(yīng)力消除圖形可設(shè)計(jì)并形成于一晶片上，以防止來自集成電路后段制程例如晶片切割、包裝、塑膠封裝等制程的應(yīng)力使晶片破裂。上述晶片應(yīng)力消除圖形通常形成于晶片受力最大之處，也就是晶片的角落處。另外，查檢記號(hào)(registration feature)例如激光燒斷的金屬熔線(laser fuse；以下簡(jiǎn)稱為“激光熔線”)標(biāo)記或其他標(biāo)記，亦可形成于上述晶片上，在晶片測(cè)試(chip probing)時(shí)，以一工具例如激光熔線測(cè)試器來作對(duì)準(zhǔn)或監(jiān)控之用。上述兩種裝置通常分開設(shè)計(jì)，并置于晶片的不同區(qū)域中，晶片表面可用于電路布局的區(qū)域就因?yàn)樯鲜鼍瑧?yīng)力消除圖形與查檢記號(hào)而減少并受限。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供一種半導(dǎo)體晶片、集成電路、及該半導(dǎo)體晶片的形成方法，以增加可用于電路布局的晶片表面積。
為達(dá)成本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明是提供一種半導(dǎo)體晶片，具有形成于一基底的一集成電路區(qū)，該半導(dǎo)體晶片包含置于該基底上的至少一晶片角落非電路(die-corner-circuit-forbidden；DCCF)區(qū)，該DCCF區(qū)是鄰近該集成電路區(qū)；以及至少一查檢記號(hào)形成于該DCCF區(qū)內(nèi)，其中該查檢記號(hào)是擇自一激光熔線(laser fuse)標(biāo)記、對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記、或監(jiān)控(monitor)標(biāo)記。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體晶片，該查檢記號(hào)包含一介電材料或一導(dǎo)體材料。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體晶片，該晶片角落非電路區(qū)包含一虛置金屬圖形與一密封環(huán)(seal ring)的一部分。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體晶片，該虛置金屬圖形包含多個(gè)圖形層；以及連接各該圖形層之間的多個(gè)垂直柱狀物。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體晶片，該查檢記號(hào)是形成于該些圖形層的至少其中之一之中。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體晶片，該查檢記號(hào)包含該查檢記號(hào)的第一構(gòu)造體，位于該些圖形層的其中之一之中，該第一構(gòu)造體具有第一預(yù)定形狀與第一組尺寸(dimension)；以及該查檢記號(hào)的第二構(gòu)造體，位于該些圖形層的其中之一之中，該第二構(gòu)造體具有第二預(yù)定形狀與第二組尺寸。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體晶片，該查檢記號(hào)是置于該些圖形層的最上層的金屬層中。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體晶片，該查檢記號(hào)是延伸至該些圖形層的各層中。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體晶片，該虛置金屬圖形包含第一晶片應(yīng)力消除(chip stress relief；CSR)區(qū)、第二晶片應(yīng)力消除區(qū)、一密封環(huán)或上述的組合。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體晶片，該查檢記號(hào)是置于該第一晶片應(yīng)力消除區(qū)內(nèi)或該第二晶片應(yīng)力消除區(qū)內(nèi)。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體晶片，該查檢記號(hào)包含一材料具有該虛置金屬圖形的反相圖形。
本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體晶片，所述半導(dǎo)體晶片包含一組合式的查檢記號(hào)于一半導(dǎo)體基底上的一金屬圖形中，該組合式的查檢記號(hào)包含一位于該金屬圖形的頂層金屬中的查檢圖形、與一下層結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體晶片，該查檢圖形包含與該頂層金屬相異的材料。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體晶片，該查檢圖形包含一介電材料，是擇自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、聚酰亞胺、旋涂玻璃、摻氟的二氧化硅、與低介電常數(shù)材料所組成的族群。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體晶片，更包含一虛置金屬圖形于該半導(dǎo)體晶片的該晶片角落中。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體晶片，該查檢標(biāo)記是置于該虛置金屬圖形中。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體晶片，該下層結(jié)構(gòu)包含該頂層金屬以下的至少一金屬層的圖形。
本發(fā)明是又提供一種集成電路，包含一應(yīng)力消除圖形形成于一基底；一查檢記號(hào)形成于該應(yīng)力消除圖形內(nèi)，該查檢記號(hào)包含一L型標(biāo)志，該L型標(biāo)志具有一反相圖形，其中該L型標(biāo)志包含第一材料，而其周邊區(qū)包含異于該第一材料的第二材料。
本發(fā)明是又提供半導(dǎo)體晶片的形成方法，包含在一半導(dǎo)體基底上的一應(yīng)力消除圖形的預(yù)定區(qū)界線內(nèi)，形成多個(gè)金屬連接物，并保留一查檢記號(hào)區(qū)；形成第一介電層填入該些金屬連接物與該查檢記號(hào)區(qū)之間的孔洞；形成一圖形化的金屬層于該應(yīng)力消除圖形的界線內(nèi)，但避開保留的該查檢記號(hào)區(qū)；形成第二介電層填入該些金屬連接物與該查檢記號(hào)區(qū)之間的孔洞；以及重復(fù)上述步驟，直到達(dá)成所需金屬層的層數(shù)。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體晶片，所述應(yīng)力消除圖形(虛置金屬圖形)與查檢記號(hào)的整合設(shè)計(jì)中，將兩者結(jié)構(gòu)結(jié)合并設(shè)計(jì)在一起，而可以使電路布局所需的有效晶片面積最大化。


圖1為一俯視圖，是顯示本發(fā)明的集成電路的一實(shí)施例；圖2為一剖面圖，是顯示本發(fā)明的集成電路的另一實(shí)施例；圖3a至圖3g為一系列的俯視圖，是顯示本發(fā)明的DCCF區(qū)的不同的實(shí)施例；圖4a至圖4g為一系列的俯視圖，是顯示本發(fā)明的查檢記號(hào)的不同的實(shí)施例；圖5為一俯視圖，是顯示本發(fā)明的集成電路的一實(shí)施例；圖6為一剖面圖，是顯示本發(fā)明的集成電路的一實(shí)施例；圖7為一剖面圖，是顯示圖6的集成電路的界曾窗接觸結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合所附圖示，作詳細(xì)說明如下圖1為一俯視圖，是顯示本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片100的一實(shí)施例，其具有晶片角落結(jié)構(gòu)。圖2為半導(dǎo)體晶片100部分結(jié)構(gòu)的剖面圖。半導(dǎo)體晶片100可包含形成于一基底110的一集成電路區(qū)120，基底110可為硅、鍺、鉆石、其他半導(dǎo)體材料、介電薄膜、或上述的組合。集成電路區(qū)120可包含各種電子裝置例如形成于基底110的被動(dòng)元件與主動(dòng)元件。
半導(dǎo)體晶片100更包含形成于基底110上的一晶片角落非電路(die-corner-circuit-forbidden；DCCF)區(qū)130。DCCF區(qū)130是位于半導(dǎo)體晶片100的一角，由于DCCF區(qū)130會(huì)在例如晶片切割或封裝等后段制程之中或之后會(huì)受到較大的應(yīng)力，DCCF區(qū)130并不包含上述集成電路。DCCF區(qū)130可包含一虛置(dummy)金屬圖形140，用來釋放晶片角落所受的應(yīng)力。虛置金屬圖形140可包含第一角落應(yīng)力消除(corner stress relief；CSR)區(qū)142，并可更包含第二CSR區(qū)144。第一、第二CSR區(qū)142、144可位于DCCF區(qū)130內(nèi)，排列在彼此附近，例如圖1所示，第一CSR區(qū)142排列在DCCF區(qū)130的外緣、而第二CSR區(qū)144緊鄰集成電路區(qū)120。在DCCF區(qū)130中，第一CSR區(qū)142的形狀例如實(shí)質(zhì)上為三角形，較好為直角三角形；而第二CSR區(qū)144的形狀例如實(shí)質(zhì)上為平行六面體、不規(guī)則四邊形、或梯形。第一CSR區(qū)142的大小例如圖1中的L1、L2為50～150微米；第二CSR區(qū)144的大小例如圖1中的L3、L4為50～200微米。DCCF區(qū)130可更包含一密封環(huán)150的一部分。
在現(xiàn)有技術(shù)中，查檢記號(hào)與DCCF區(qū)是采相互分離的設(shè)計(jì)，且位于晶片的不同區(qū)域，因此其所造成的晶片可用表面區(qū)域及晶片面積使用率的受限，導(dǎo)致電路的布局與排列受到?jīng)_擊。在上述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，CSR圖形與查檢記號(hào)的整合設(shè)計(jì)，可使電路設(shè)計(jì)中實(shí)際上可使用的晶片面積達(dá)到最大化的程度。
圖3a至圖3g為一系列的俯視圖，是顯示本發(fā)明的DCCF區(qū)130中(請(qǐng)參考圖1)，第一CSR區(qū)142、第二CSR區(qū)144、與密封環(huán)150的排列的不同的實(shí)施例。
請(qǐng)一并參考圖1，在圖3a所示的布局305中，密封環(huán)150是排列于第一CSR區(qū)142與第二CSR區(qū)144之間，且并未與其相連。通過此布局305，密封環(huán)150除了傳統(tǒng)上所認(rèn)知，具有阻擋水汽或其他污染性、腐蝕性的因子進(jìn)入半導(dǎo)體晶片100之外，位于第一CSR區(qū)142與第二CSR區(qū)144之間的密封環(huán)150更同時(shí)對(duì)半導(dǎo)體晶片100提供應(yīng)力保護(hù)、松弛的功能。當(dāng)應(yīng)力由外界作用在DCCF區(qū)130時(shí)，第一CSR區(qū)142、密封環(huán)150、與第二CSR區(qū)144則為半導(dǎo)體晶片100提供了三道保護(hù)墻，可漸次地阻擋、釋放該應(yīng)力，而對(duì)其提供更嚴(yán)密的保護(hù)。
請(qǐng)一并參考圖1，在圖3b所示的布局310中，密封環(huán)150除了排列于第一CSR區(qū)142與第二CSR區(qū)144之間，且并未與其相連之外，并圍繞第一CSR區(qū)142。通過此布局310，密封環(huán)150除了傳統(tǒng)上所認(rèn)知，具有阻擋水汽或其他污染性、腐蝕性的因子進(jìn)入半導(dǎo)體晶片100之外，圍繞第一CSR區(qū)142、及位于第一CSR區(qū)142與第二CSR區(qū)144之間的密封環(huán)150更同時(shí)對(duì)半導(dǎo)體晶片100提供應(yīng)力保護(hù)、松弛的功能。當(dāng)應(yīng)力由外界作用在DCCF區(qū)130時(shí)，第一CSR區(qū)142、密封環(huán)150、與第二CSR區(qū)144則為半導(dǎo)體晶片100提供了最多四道保護(hù)墻，可漸次地阻擋、釋放該應(yīng)力，而對(duì)其提供更嚴(yán)密的保護(hù)。
請(qǐng)一并參考圖1，在圖3c所示的布局315中，密封環(huán)150是排列于DCCF區(qū)130的最外緣、第一CSR區(qū)142的外側(cè)，且并未與第一CSR區(qū)142與第二CSR區(qū)144相連。通過此布局315，密封環(huán)150除了傳統(tǒng)上所認(rèn)知，具有阻擋水汽或其他污染性、腐蝕性的因子進(jìn)入半導(dǎo)體晶片100之外，位于第一CSR區(qū)142的外側(cè)的密封環(huán)150更同時(shí)對(duì)半導(dǎo)體晶片100提供應(yīng)力保護(hù)、松弛的功能。當(dāng)應(yīng)力由外界作用在DCCF區(qū)130時(shí)，密封環(huán)150、第一CSR區(qū)142、與第二CSR區(qū)144則為半導(dǎo)體晶片100提供了三道保護(hù)墻，可漸次地阻擋、釋放該應(yīng)力，而對(duì)其提供更嚴(yán)密的保護(hù)。
請(qǐng)一并參考圖1，在圖3d所示的布局320中，密封環(huán)150是排列于DCCF區(qū)130的最外緣、第二CSR區(qū)144的外側(cè)且并未與其相連，并在位于其外側(cè)的部分具有一加寬的區(qū)域150a。在本實(shí)施例中，可把本發(fā)明所有關(guān)于第一CSR區(qū)142的設(shè)計(jì)，置于區(qū)域150a中。因此，密封環(huán)150可視為與前述的第一CSR區(qū)142相連、或可視為其兼具應(yīng)力松弛的功能。
請(qǐng)一并參考圖1，在圖3e所示的布局335中，密封環(huán)150除了排列于第一CSR區(qū)142與第二CSR區(qū)144之間，且并未與其相連之外，并分別圍繞第一CSR區(qū)142與第二CSR區(qū)144。通過此布局335，密封環(huán)150除了傳統(tǒng)上所認(rèn)知，具有阻擋水汽或其他污染性、腐蝕性的因子進(jìn)入半導(dǎo)體晶片100之外，圍繞第一CSR區(qū)142、位于第一CSR區(qū)142與第二CSR區(qū)144之間、及圍繞第二CSR區(qū)144的密封環(huán)150更同時(shí)對(duì)半導(dǎo)體晶片100提供應(yīng)力保護(hù)、松弛的功能。當(dāng)應(yīng)力由外界作用在DCCF區(qū)130時(shí)，第一CSR區(qū)142、密封環(huán)150、與第二CSR區(qū)144則為半導(dǎo)體晶片100提供了最多五道保護(hù)墻，可漸次地阻擋、釋放該應(yīng)力，而對(duì)其提供更嚴(yán)密的保護(hù)。
請(qǐng)一并參考圖1，在圖3f所示的布局340中，密封環(huán)150是一并圍繞第一CSR區(qū)142與第二CSR區(qū)144，且并未與其相連。通過此布局340，密封環(huán)150除了傳統(tǒng)上所認(rèn)知，具有阻擋水汽或其他污染性、腐蝕性的因子進(jìn)入半導(dǎo)體晶片100之外，圍繞第一CSR區(qū)142與第二CSR區(qū)144的密封環(huán)150更同時(shí)對(duì)半導(dǎo)體晶片100提供應(yīng)力保護(hù)、松弛的功能。當(dāng)應(yīng)力由外界作用在DCCF區(qū)130時(shí)，第一CSR區(qū)142、密封環(huán)150、與第二CSR區(qū)144則為半導(dǎo)體晶片100提供了最多四道保護(hù)墻，可漸次地阻擋、釋放該應(yīng)力，而對(duì)其提供更嚴(yán)密的保護(hù)。
請(qǐng)一并參考圖1，在圖3g所示的布局345中，是省略了第二CSR區(qū)144的設(shè)計(jì)，而密封環(huán)150是圍繞第一CSR區(qū)142，且并未與其相連。通過此布局345，密封環(huán)150除了傳統(tǒng)上所認(rèn)知，具有阻擋水汽或其他污染性、腐蝕性的因子進(jìn)入半導(dǎo)體晶片100之外，圍繞第一CSR區(qū)142的密封環(huán)150更同時(shí)對(duì)半導(dǎo)體晶片100提供應(yīng)力保護(hù)、松弛的功能。當(dāng)應(yīng)力由外界作用在DCCF區(qū)130時(shí)，第一CSR區(qū)142與密封環(huán)150則為半導(dǎo)體晶片100提供了三道保護(hù)墻，可漸次地阻擋、釋放該應(yīng)力，而對(duì)其提供更嚴(yán)密的保護(hù)。
再回到圖1，一查檢記號(hào)160是形成于DCCF區(qū)130中，查檢記號(hào)160與第一CSR區(qū)142、第二CSR區(qū)144、及/或密封環(huán)150的整合設(shè)計(jì)可更有效地利用晶片面積，并將更多的晶片面積留給集成電路的布局。查檢記號(hào)160可更包含一激光熔線(laser fuse)標(biāo)記例如常用的L型標(biāo)記。上述激光熔線標(biāo)記可提供一具有反相圖形(reverse tone)的結(jié)構(gòu)，其中上述激光熔線標(biāo)記具有第一材料，而其周圍區(qū)域具有異于上述第一材料的第二材料，例如上述激光熔線標(biāo)記具有較高的對(duì)比以供查檢時(shí)的識(shí)別。例如，上述激光熔線標(biāo)記可包含一介電材料，而其周圍區(qū)域則包含一金屬材料。可用于形成上述激光熔線標(biāo)記的介電材料可包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、聚酰亞胺(polyimide)、旋涂玻璃(spin-on glass；SOG)、低介電常數(shù)材料、或上述的組合。上述激光熔線標(biāo)記可形成于上金屬層186中，亦可以更延伸至基底110。
查檢記號(hào)160可包含一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記例如光學(xué)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記、電子顯微鏡標(biāo)記、或其他對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可提供一特征，于微影制程、測(cè)試、檢驗(yàn)、或測(cè)量時(shí)作對(duì)準(zhǔn)。查檢記號(hào)160亦可包含一監(jiān)控標(biāo)記例如為關(guān)鍵尺寸(critical dimension；CD)標(biāo)記、化學(xué)機(jī)械平坦化監(jiān)控標(biāo)記、摻雜監(jiān)控標(biāo)記、與蝕刻監(jiān)控標(biāo)記。查檢記號(hào)160可提供一特征，用于制程監(jiān)控或制程控制。請(qǐng)參考圖2，虛置金屬圖形140可包含多個(gè)圖形化層、與連接上述各圖形層之間的多個(gè)垂直柱狀物。虛置金屬圖形140的成分與形成方法，類似于形成于集成電路區(qū)120的多層內(nèi)連線結(jié)構(gòu)。在一實(shí)施例中，上述圖形化層包含一上金屬層186與其他的金屬層184。上述垂直柱狀物包含連接于基底110與金屬層184之間的接點(diǎn)180與連接于兩個(gè)金屬層之間的介層窗(via)182(接點(diǎn)180與介層窗182可合稱“連接物”)。在DCCF區(qū)130中的虛置金屬圖形140可使用利如雙鑲嵌制程與集成電路區(qū)120的多層內(nèi)連線結(jié)構(gòu)同時(shí)形成。在一實(shí)施例中，虛置金屬圖形140可包含銅、銅合金、鋁、鋁合金、鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、鎢、復(fù)晶硅、金屬硅化物、或上述的組合。虛置金屬圖形140的形成，可使用雙鑲嵌制程。
查檢記號(hào)160的形狀較好為具有易于辨識(shí)的線狀邊緣與方向。例如圓形的查檢記號(hào)并不適用于大部分的產(chǎn)品。查檢記號(hào)160可包含矩形405、L字形410、一系列的矩形415、T字形420、八邊形425、直角三角形430、與十字形435，請(qǐng)分別參考圖4a至圖4g，而亦可以使用其他適當(dāng)?shù)男螤睢?br> 查檢記號(hào)160可置于第一CSR區(qū)142內(nèi)(如圖1所示)、第二CSR區(qū)144內(nèi)、密封環(huán)150內(nèi)、或上述的組合。上述激光熔線標(biāo)記可包含一反相圖形，并可自虛置金屬圖形140的上金屬層186延伸至基底110。上述激光熔線標(biāo)記亦可僅置于虛置金屬圖形140的上金屬層186中。當(dāng)上述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記或監(jiān)控標(biāo)記水平地置于第一CSR區(qū)142內(nèi)、第二CSR區(qū)144內(nèi)、或密封環(huán)150內(nèi)，同時(shí)垂直地置于虛置金屬圖形140的一或多層金屬層中。
在一實(shí)施例中，上述激光熔線標(biāo)記是形成于第一CSR區(qū)142內(nèi)，其具有一反相圖形，將詳述于圖5至圖7中。在另一實(shí)施例中，上述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記或監(jiān)控標(biāo)記可置于DCCF區(qū)130中的第一CSR區(qū)142內(nèi)、第二CSR區(qū)144內(nèi)、或密封環(huán)150內(nèi)。另外，上述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可置于第一CSR區(qū)142、第二CSR區(qū)144、與密封環(huán)150三者其中之一內(nèi)，同時(shí)上述監(jiān)控標(biāo)記則置于上述三者中未置上述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的區(qū)域中。在另一實(shí)施例中，上述激光熔線標(biāo)記是置于第一CSR區(qū)142內(nèi)，同時(shí)上述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記或監(jiān)控標(biāo)記亦置于第一CSR區(qū)142內(nèi)，其中在使上述兩種標(biāo)記位于水平線上的不同區(qū)域及/或垂直線上不同層別的原則之下，上述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記或監(jiān)控標(biāo)記是形成于不抵觸上述激光熔線標(biāo)記的一金屬層中。在另一實(shí)施例中，具有一反相圖形的上述激光熔線標(biāo)記是置于第一CSR區(qū)142內(nèi)，同時(shí)上述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記或監(jiān)控標(biāo)記是置于第二CSR區(qū)144內(nèi)或密封環(huán)150內(nèi)，上述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記或監(jiān)控標(biāo)記是置于垂直線上虛置金屬圖形140的適當(dāng)層別中。
圖2亦例示一監(jiān)控墊例如DCCF區(qū)130中的化學(xué)機(jī)械研磨(chemical mechanical polish；CMP)監(jiān)控墊。一CMP監(jiān)控墊192可置于上金屬層186中，而另一監(jiān)控墊190可置于金屬層184的其中一層中。CMP監(jiān)控墊190與192的形成方法與成分與上金屬層186、金屬層184相似。CMP監(jiān)控墊190與192的厚度可分別與其同一層的金屬層的厚度相當(dāng)。CMP監(jiān)控墊190與192可各具有預(yù)定的形狀與尺寸。例如CMP監(jiān)控墊190與192可如圖4a所示，為矩形405。CMP監(jiān)控墊可用來監(jiān)控與控制CMP的制程，例如線上(in-situ)或離線(ex-situ)測(cè)量所得的相關(guān)金屬層的研磨均勻度。CMP監(jiān)控墊可置于半導(dǎo)體晶圓110水平線上的不同區(qū)域，包含晶圓中心與晶圓邊緣，且可設(shè)于相關(guān)晶片的DCCF區(qū)130中，以節(jié)省晶片面積，而用于集成電路區(qū)120。CMP監(jiān)控墊190與192可形成于第一CSR區(qū)142內(nèi)、第二CSR區(qū)144內(nèi)、或一形成于第一CSR區(qū)142內(nèi)而另一則形成于第二CSR區(qū)144內(nèi)。請(qǐng)注意上述CMP監(jiān)控墊是用于例示，而不應(yīng)成為本發(fā)明的限制。
另外，在圖2中，上金屬層186、金屬層184、金屬接點(diǎn)180、與金屬介層窗182之間的空隙則填入一介電材料170。介電材料170包含但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、旋涂玻璃(spin-on glass；SOG)、及/或低介電常數(shù)材料。低介電常數(shù)材料可包含摻氟的二氧化硅(fluoride-doped silicate glass；FSG)、聚酰亞胺(polyimide)、黑鉆石(Black Diamond)、干凝膠(xerogel)、氣凝膠(aerogel)、非晶質(zhì)的含氟碳(fluorinated carbon)、聚對(duì)二甲苯基(parylene)、苯并環(huán)丁烯(Benzocyclobutene；BCB)、氟化聚(芳烯)醚(Flare)、芳香族碳?xì)浠衔?SiLK)、及/或其他材料。
圖5為一俯視圖，是顯示另一實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片500的一角落的部分，其具有一整合設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，包含一應(yīng)力消除圖形140與查檢記號(hào)510例如為激光熔線標(biāo)記，而圖6為其剖面圖。半導(dǎo)體晶片500包含形成于基底110的集成電路區(qū)120。集成電路區(qū)120可更包含形成于基底110的各種電子裝置。
集成電路區(qū)120可更包含形成于基底110的應(yīng)力消除圖形140。由于晶片角落是在后段制程例如晶片切割與封裝時(shí)，承受較大應(yīng)力的區(qū)域，應(yīng)力消除圖形140可位于晶片角落。應(yīng)力消除圖形140的形狀例如為包含第一CSR區(qū)142，而實(shí)質(zhì)上在晶片的角落占據(jù)一直角三角形的區(qū)域。第一CSR區(qū)142具有沿第一軸的表面尺寸D1與沿第二軸的表面尺寸D2。表面尺寸D1與D2可各為50～150微米。例如，第一CSR區(qū)142可為D1與D2各為75微米的直角三角形。
請(qǐng)參考圖6，應(yīng)力消除圖形140亦可垂直地延伸至上金屬層186與金屬層184的其中的一層或多層中。特別是應(yīng)力消除圖形140可包含一表面的上金屬層186與一或多層的中間的金屬層184，并以一或多個(gè)金屬接點(diǎn)180與金屬介層窗182相互連接。請(qǐng)參考圖7，為沿著圖6的剖面線7的剖面圖，是顯示金屬接點(diǎn)180的排列。金屬接點(diǎn)180可如圖7所示，形成為一規(guī)則的陣列，而被一層間介電層520或其他適當(dāng)?shù)牟牧纤鶉@。請(qǐng)注意應(yīng)力消除圖形140中的金屬接點(diǎn)180亦可以采用其他的結(jié)構(gòu)或排列方式。
上金屬層186可具有一篩網(wǎng)或格狀結(jié)構(gòu)，具有多個(gè)規(guī)則的圖形化區(qū)與間隔區(qū)。一層間介電層520或其他適當(dāng)?shù)牟牧峡捎糜谔顫M上述格狀結(jié)構(gòu)的間隔區(qū)。上金屬層186亦可以采用其他的結(jié)構(gòu)或排列方式。金屬層184可具有相同或不同的格狀金屬圖形。包含圖5至圖7所示所有元件的應(yīng)力消除圖形140，通常包含與多層內(nèi)連線相同的導(dǎo)體材料。
用以形成應(yīng)力消除圖形140的制程可大體上與多層內(nèi)連線相似。另外，應(yīng)力消除圖形140可使用單一的制程流程，與晶片的多層內(nèi)連線同時(shí)形成，而不需要額外的制程步驟。例如在銅制程中，可通過雙鑲嵌制程，同時(shí)形成內(nèi)連線與應(yīng)力消除圖形140。
請(qǐng)參考圖5，半導(dǎo)體晶片500可更包含形成于應(yīng)力消除圖形(虛置金屬圖形)140內(nèi)的一查檢記號(hào)510。查檢記號(hào)510具有一反相圖形。查檢記號(hào)510可通過線上監(jiān)控及/或后段制程中的熔絲-激光測(cè)試器(fuse-laser tester)或其他設(shè)備，而用于辨識(shí)與對(duì)準(zhǔn)。例如L型標(biāo)記可通過晶片測(cè)試(probing)的階段中的熔絲-激光測(cè)試器，而用于辨識(shí)與對(duì)準(zhǔn)。查檢記號(hào)510可包含一介電材料，其形狀向下延伸至基底110(如圖6所示)。查檢記號(hào)510可包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、聚酰亞胺(polyimide)、旋涂玻璃(spin-on glass；SOG)、摻氟的二氧化硅(fluoride-doped silicate glass；FSG)、低介電常數(shù)材料、或上述的組合。查檢記號(hào)510可使用與晶片的多層內(nèi)連線相同的制程流程，與應(yīng)力消除圖形(虛置金屬圖形)140同時(shí)形成，而不需要額外的制程步驟。
在圖5所示的實(shí)施例中，查檢記號(hào)510可為L型，而可在最接近集成電路區(qū)120及其密封環(huán)150的角落，具有一平邊512(如圖中所示彎折的膝狀物)。
第一CSR區(qū)142可僅置于密封環(huán)150外緣的外側(cè)，而查檢記號(hào)510可一起置于密封環(huán)150外緣的外側(cè)；除此之外，如圖5所示，應(yīng)力消除圖形(虛置金屬圖形)140可包含第二CSR區(qū)144，以實(shí)質(zhì)上占有位于晶片邊緣、且位于密封環(huán)150內(nèi)緣的內(nèi)側(cè)的區(qū)域。第二CSR區(qū)144可為鄰近密封環(huán)150的平行六面體、平行四邊形、不規(guī)則四邊形、或梯形。應(yīng)力消除圖形(虛置金屬圖形)140可包含位于密封環(huán)150外緣的外側(cè)的區(qū)域例如第一CSR區(qū)142、與位于密封環(huán)150內(nèi)緣的內(nèi)側(cè)的區(qū)域例如第二CSR區(qū)144。查檢記號(hào)510可形成于第一CSR區(qū)142內(nèi)，且共同位于密封環(huán)150外緣的外側(cè)。應(yīng)力消除圖形(虛置金屬圖形)140可位于密封環(huán)150內(nèi)緣的內(nèi)側(cè)，兩者之間至少相距10微米。第二CSR區(qū)144具有沿第一軸的表面尺寸D3與沿第二軸的表面尺寸D4。表面尺寸D3與D4可各為50～200微米。例如，第二CSR區(qū)144可為D3與D4各為85微米的直角平行六面體。
上述彎折的膝狀物可使查檢記號(hào)510更接近集成電路區(qū)120，因?yàn)槠淇蛇_(dá)成查檢記號(hào)510與集成電路區(qū)120之間某種程度的最小距離。查檢記號(hào)510可具有一寬度且與晶片500的其他元件有一既定的距離，以方便激光偵測(cè)與避免應(yīng)力的作用。查檢記號(hào)510亦可以具有其他的既定間隔。查檢記號(hào)510的寬度W可約為10微米、或其他可供辨識(shí)與對(duì)準(zhǔn)的寬度。除了具有彎折的膝狀物的L型之外，查檢記號(hào)510亦可以設(shè)計(jì)成其他形狀，如圖4a至圖4g所示。
在上述應(yīng)力消除圖形(虛置金屬圖形)140與查檢記號(hào)510的整合設(shè)計(jì)中，將兩者結(jié)構(gòu)結(jié)合并設(shè)計(jì)在一起，而可以使電路布局所需的有效晶片面積最大化。特別是，查檢記號(hào)510具有應(yīng)力消除圖形(虛置金屬圖形)140的反相圖形，并置于用來放置應(yīng)力消除圖形(虛置金屬圖形)140的區(qū)域內(nèi)，例如晶片邊緣。上述具有反相圖形的應(yīng)力消除圖形(虛置金屬圖形)140與查檢記號(hào)510的整合設(shè)計(jì)，可用于不同的技術(shù)中，例如具熔絲的元件，在激光燒斷熔絲的步驟包含激光裁切時(shí)，需要用到L型標(biāo)記。
通常，一查檢記號(hào)可與一基底上的一DCCF區(qū)整合與共同配置。上述基底可以是元素半導(dǎo)體例如硅、鍺、與鉆石；亦可以是化合物半導(dǎo)體例如碳化硅、砷化鎵、砷化銦、與磷化銦；亦可以是合金半導(dǎo)體例如硅鍺、碳化硅鍺、磷砷化鎵、與磷化鎵銦。另外，上述基底可包含一外延層、提升的源極/漏極(raisedsource/source)、絕緣層上覆半導(dǎo)體(semiconductor-on-insulator)結(jié)構(gòu)、或上述的組合。
形成于上述基底的集成電路可包含但不限于被動(dòng)元件與主動(dòng)元件。上述被動(dòng)元件例如為電阻、電容、與電感；上述主動(dòng)元件例如為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管、二極管、高功率晶體管、高頻晶體管、存儲(chǔ)單元、具有熔絲的元件、或上述的組合。
整合于上述DCCF區(qū)的結(jié)構(gòu)可包含一多層金屬結(jié)構(gòu)，其具有堆疊的接點(diǎn)/介層窗與金屬層。形成上述整合結(jié)構(gòu)的制程與用以形成多層內(nèi)連線的制程相容，而兩者亦可以使用單一的制程來形成。例如，上述整合結(jié)構(gòu)的形成，可使用銅內(nèi)連線的雙鑲嵌制程。金屬連接物是形成于基底上用來定義應(yīng)力消除圖形的界線內(nèi)，而同時(shí)保留具特定形狀與尺寸的空間給查檢記號(hào)(即為“查檢記號(hào)區(qū)”)。上述金屬連接物與上述查檢記號(hào)區(qū)之間的孔洞，包含保留給查檢記號(hào)的空間，被一介電材料所填滿。一金屬層形成于應(yīng)力消除圖形的界線內(nèi)并圖形化，但避開保留給查檢記號(hào)的空間及其內(nèi)被介電材料所填滿的孔洞。然后，形成第二介電層填入上述金屬連接物與上述查檢記號(hào)區(qū)之間的孔洞。接著，形成后續(xù)的金屬連接物與圖形化的金屬層，其間的孔洞為一介電材料所填滿。上述的制程可包含化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、旋轉(zhuǎn)涂布法、金屬鍍制、與介電層的沉積。上述制程更可包含為了圖形化與平坦化所作的微影、蝕刻、與化學(xué)機(jī)械研磨。上述應(yīng)力消除圖形可包含銅、銅合金、鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、鎢、復(fù)晶硅、金屬硅化物、或金屬的組合。而查檢記號(hào)包含一金屬材料，并形成于其他金屬元件中；上述其他金屬元件包含應(yīng)力消除圖形、密封環(huán)、與多層金屬內(nèi)連線。
在另一實(shí)施例中，用以形成上述整合的應(yīng)力消除圖形與查檢記號(hào)的制程與材料，亦可以多層內(nèi)連線的鋁制程的制程與材料相容。上述查檢記號(hào)可包含鋁、鋁/硅/銅合金、鈦、氮化鈦、鎢、復(fù)晶硅、金屬硅化物、或0.18微米或以上技術(shù)的結(jié)合。鋁的沉積可使用濺鍍、化學(xué)氣相沉積、或上述的組合。其他的制程例如微影與蝕刻，可用于垂直結(jié)構(gòu)(介層窗與接點(diǎn))與水平連接(金屬層)的圖形化。
用于形成上述查檢記號(hào)并填入應(yīng)力消除圖形的空隙的介電材料包含但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、旋涂玻璃(spin-onglass；SOG)、及/或低介電常數(shù)材料。低介電常數(shù)材料可包含摻氟的二氧化硅(fluoride-doped silicate glass；FSG)、聚酰亞胺(polyimide)、黑鉆石(Black Diamond)、干凝膠(xerogel)、氣凝膠(aerogel)、非晶質(zhì)的含氟碳(fluorinated carbon)、聚對(duì)二甲苯基(parylene)、苯并環(huán)丁烯(Benzocyclobutene；BCB)、氟化聚(芳烯)醚(Flare)、芳香族碳?xì)浠衔?SiLK)、及/或其他材料。上述介電材料的形成可使用化學(xué)氣相沉積、原子層沉積(atomiclayer deposition；ALD)、物理氣相沉積、旋涂法、及/或其他方法。
雖然本發(fā)明已通過較佳實(shí)施例說明如上，但該較佳實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，應(yīng)有能力對(duì)該較佳實(shí)施例做出各種更改和補(bǔ)充，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書的范圍為準(zhǔn)。
附圖中符號(hào)的簡(jiǎn)單說明如下7剖面線100半導(dǎo)體晶片110基底120集成電路區(qū)130DCCF區(qū)140虛置金屬圖形142第一CSR區(qū)144第二CSR區(qū)150密封環(huán)150a區(qū)域170介電材料160查檢記號(hào)180接點(diǎn)
182介層窗184金屬層186上金屬層190CMP監(jiān)控墊192CMP監(jiān)控墊305、310、315、320、335、340、345布局405矩形410L字形415一系列的矩形420T字形425八邊形430直角三角形435十字形500半導(dǎo)體晶片510查檢記號(hào)512平邊520層間介電層
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體晶片，具有形成于一基底的一集成電路區(qū)，其特征在于，該半導(dǎo)體晶片包含置于該基底上的至少一晶片角落非電路區(qū)，該晶片角落非電路區(qū)是鄰近該集成電路區(qū)；以及至少一查檢記號(hào)于該晶片角落非電路區(qū)內(nèi)，其中該查檢記號(hào)是擇自由一激光熔線標(biāo)記、對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記、與監(jiān)控標(biāo)記所組成的族群。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于，該查檢記號(hào)包含一介電材料或一導(dǎo)體材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于，該晶片角落非電路區(qū)包含一虛置金屬圖形與一密封環(huán)的一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于，該虛置金屬圖形包含多個(gè)圖形層；以及連接各該圖形層之間的多個(gè)垂直柱狀物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于，該查檢記號(hào)是形成于該圖形層的至少其中之一之中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于，該查檢記號(hào)包含該查檢記號(hào)的第一構(gòu)造體，位于該圖形層的其中之一之中，該第一構(gòu)造體具有第一預(yù)定形狀與第一組尺寸；以及該查檢記號(hào)的第二構(gòu)造體，位于該圖形層的其中之一之中，該第二構(gòu)造體具有第二預(yù)定形狀與第二組尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于，該查檢記號(hào)是置于該圖形層的最上層的金屬層中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于，該查檢記號(hào)是延伸至該圖形層的各層中。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于，該虛置金屬圖形包含第一晶片應(yīng)力消除區(qū)、第二晶片應(yīng)力消除區(qū)、一密封環(huán)或上述的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于，該查檢記號(hào)是置于該第一晶片應(yīng)力消除區(qū)內(nèi)或該第二晶片應(yīng)力消除區(qū)內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于，該查檢記號(hào)包含一材料具有該虛置金屬圖形的反相圖形。
12.一種半導(dǎo)體晶片，其特征在于，所述半導(dǎo)體晶片包含一組合式的查檢記號(hào)于一半導(dǎo)體基底上的一金屬圖形中，該組合式的查檢記號(hào)包含一位于該金屬圖形的頂層金屬中的查檢圖形、與一下層結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于，該查檢圖形包含與該頂層金屬相異的材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于，該查檢圖形包含一介電材料，是擇自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、聚酰亞胺、旋涂玻璃、摻氟的二氧化硅、與低介電常數(shù)材料所組成的族群。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于，更包含一虛置金屬圖形于該半導(dǎo)體晶片的該晶片角落中。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于，該查檢標(biāo)記是置于該虛置金屬圖形中。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于，該下層結(jié)構(gòu)包含該頂層金屬以下的至少一金屬層的圖形。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體晶片，其具有形成于一基底的一集成電路區(qū)，并包含置于上述基底且鄰近上述集成電路區(qū)的至少一晶片角落非電路區(qū)、與形成于上述晶片角落非電路區(qū)內(nèi)的至少一查檢記號(hào)。上述查檢記號(hào)包含擇自激光熔線標(biāo)記、對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記、與監(jiān)控標(biāo)記的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述半導(dǎo)體晶片，可以使電路布局所需的有效晶片面積最大化。
文檔編號(hào)H01L23/58GK1783494SQ20051011570
公開日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2005年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月8日
發(fā)明者傅宗民, 林晃生, 韓郁琪, 陳憲偉 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司