半導(dǎo)體元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種集成電路，且特別是有關(guān)于一種半導(dǎo)體元件。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路技術(shù)的演進，為了減少芯片(chip)的尺寸，越來越多的測試焊墊(test pad)被移至切割道(scribe line)。然而,一旦測試焊墊被移至切割道,將內(nèi)部芯片信號連接至外部焊墊的困難度也會提高。
[0003]公知的做法是利用最上層的金屬層與大塊的氧化物層來制作互連結(jié)構(gòu)。然而，在沿著切割道將多個芯片切割的過程中，會產(chǎn)生許多不規(guī)則的裂縫或龜裂，而這些裂縫會沿著氧化物層裂開而破壞芯片的內(nèi)部元件，導(dǎo)致芯片的效能降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體元件，其互連結(jié)構(gòu)的組成以金屬層及導(dǎo)電插塞為主，而非公知的大塊氧化物，因此可避免切割時所產(chǎn)生的龜裂或裂縫破壞芯片的內(nèi)部元件的問題。
[0005]本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體元件，其包括至少一芯片、切割道、保護環(huán)、裂縫中止環(huán)以及互連結(jié)構(gòu)。切割道環(huán)繞芯片。保護環(huán)配置于所述芯片與所述切割道之間且具有至少一開口。裂縫中止環(huán)配置于所述切割道與所述保護環(huán)之間，且所述裂縫中止環(huán)與所述開口相通?；ミB結(jié)構(gòu)穿過所述保護環(huán)的所述開口且連接所述芯片中的內(nèi)部元件與所述切割道中的外部元件，其中所述互連結(jié)構(gòu)是由多個金屬層與多個導(dǎo)電插塞交替堆疊而成。
[0006]在本發(fā)明的一實施例中，上述互連結(jié)構(gòu)至所述開口的側(cè)壁的距離遞增或遞減。
[0007]在本發(fā)明的一實施例中，上述互連結(jié)構(gòu)包括穿過開口的主體部以及至少一延伸部，所述延伸部位于所述開口的一側(cè)且與所述主體部連接。
[0008]在本發(fā)明的一實施例中，上述主體部至所述開口的側(cè)壁的距離相同。
[0009]在本發(fā)明的一實施例中，上述主體部的延伸方向與所述延伸部的延伸方向不同。
[0010]在本發(fā)明的一實施例中，上述主體部的延伸方向與所述延伸部的延伸方向垂直。
[0011]在本發(fā)明的一實施例中，上述互連結(jié)構(gòu)的形狀為直線狀、T型、H型或階梯狀。
[0012]在本發(fā)明的一實施例中，上述互連結(jié)構(gòu)的組成與所述保護環(huán)的組成相同。
[0013]在本發(fā)明的一實施例中，上述內(nèi)部元件包括內(nèi)部焊墊。
[0014]在本發(fā)明的一實施例中，上述外部元件包括外部焊墊或測試焊墊。
[0015]基于上述，本發(fā)明的互連結(jié)構(gòu)中，于X方向及Y方向上均以金屬層及導(dǎo)電插塞取代公知的大塊氧化物，因此可有效阻擋切割時所產(chǎn)生的龜裂或裂縫穿透進入芯片中主動區(qū)的問題。如此一來，可大幅提高芯片的效能，增加競爭力。
[0016]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0017]圖1A是依照本發(fā)明的一實施例的一種半導(dǎo)體元件的上視示意圖。
[0018]圖1B和圖1C是分別沿圖1A的A-A’線和B_B’線的剖面示意圖。
[0019]圖2是依照本發(fā)明的另一實施例的一種半導(dǎo)體元件的上視示意圖。
[0020]圖3是依照本發(fā)明的又一實施例的一種半導(dǎo)體元件的上視示意圖。
[0021]圖4是依照本發(fā)明的再一實施例的一種半導(dǎo)體元件的上視示意圖。
[0022]其中，附圖標記說明如下:
[0023]10、20、30、40:半導(dǎo)體元件
[0024]100:芯片
[0025]102:切割道
[0026]104:保護環(huán)
[0027]105:開口
[0028]106:裂縫中止環(huán)
[0029]108、208、308、408:互連結(jié)構(gòu)
[0030]108a、208a:主體部
[0031]108b、108c、208b:延伸部
[0032]110:內(nèi)部元件
[0033]112:外部元件
[0034]CP1、CP2、CP3:導(dǎo)電插塞
[0035]M1、M2、M3、TM1、TM2:金屬層
[0036]0X1、OX2、OX3:氧化物
[0037]S:襯底
[0038]ST1:淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)
【具體實施方式】
[0039]圖1A是依照本發(fā)明的一實施例的一種半導(dǎo)體元件的上視示意圖。圖1B和圖1C是分別沿圖1A的A-A’線和B-B’線的剖面示意圖。
[0040]請參照圖1A、圖1B及1C，本發(fā)明的半導(dǎo)體元件10具有多個芯片100，且芯片100之間以切割道102分隔，以便在切割后可形成獨立的芯片。在此以左側(cè)的芯片100說明之，其中切割道102環(huán)繞芯片100，其它的芯片100亦有類似的結(jié)構(gòu)。
[0041]本發(fā)明的半導(dǎo)體元件10更包括多個保護環(huán)(protect1n ring) 104、多個裂縫中止環(huán)(crack stop ring) 106 以及多個互連結(jié)構(gòu)(interconnect1n structure) 108。
[0042]至少一保護環(huán)104配置于各芯片100與對應(yīng)的切割道102之間且具有至少一開口105。各保護環(huán)104是由多個金屬層與多個導(dǎo)電插塞交替堆疊而成。金屬層的材料包括銅、鋁或其合金等。導(dǎo)電插塞的材料包括鎢、銅、鈦、鉭、氮化鈦或氮化鉭等。在圖1A、圖1B以及圖1C中，各保護環(huán)104具有兩個開口 105且各自包括位于襯底S上的交替堆疊的三層金屬層Ml?M3與三個導(dǎo)電插塞CPl?CP3，但本發(fā)明并不以此為限。換言之，本發(fā)明并不限定開口、金屬層、導(dǎo)電插塞的數(shù)量。在一實施例中，于保護環(huán)104中，各導(dǎo)電插塞的兩側(cè)配置有氧化層。氧化層的材料包括氧化硅等。更具體言之，如圖1C所示，條狀導(dǎo)電插塞CPl的兩側(cè)配置有兩個條狀氧化層0X1，條狀導(dǎo)電插塞CP2的兩側(cè)配置有兩個條狀氧化層0X2，條狀導(dǎo)電插塞CP3的兩側(cè)配置有兩個條狀氧化層0X3。
[0043]至少一裂縫中止環(huán)106配置于各切割道102與對應(yīng)的保護環(huán)104之間，且裂縫中止環(huán)106與開口 105相通。在此實施例中，各裂縫中止環(huán)106與對應(yīng)的保護環(huán)104接觸，但本發(fā)明并不以此為限。在另一實施例中(未繪示)，各裂縫中止環(huán)106未與對應(yīng)的保護環(huán)104接觸。在一實施例中，裂縫中止環(huán)106與開口 105內(nèi)均未配置有任何材料層。因此，保護環(huán)104的開口 105也可視為裂縫中止環(huán)106的一部分，且此裂縫中止環(huán)106更延伸至部分的芯片100中。
[0044]至少一互連結(jié)構(gòu)108穿過保護環(huán)104的開口 105且連接芯片100中的內(nèi)部元件110與切割道102中的外部元件112。如圖1A所示，互連結(jié)構(gòu)108可包括穿過開口 105的主體部108a以及開口 105兩側(cè)的二延伸部108b、108c?；ミB結(jié)構(gòu)108的主體部108a筆直地通過開口 105。換言之，互連結(jié)構(gòu)108的主體部108a至開口 105側(cè)壁的距離相同，即互連結(jié)構(gòu)108的主體部108a相對于開口 105的側(cè)壁平行設(shè)置。延伸部108b、108c分別與主體部108a的兩端連接。更具體言之，延伸部108b可位于切割道102中，而延伸部108c可位于芯片100中。在圖1A的實施例中，延伸部108c未與保護環(huán)104接觸，而延伸部108b與裂縫中止環(huán)106接觸，但本發(fā)明并不以此為限。在另一實施例中(未繪示)，延伸部108c也可以與保護環(huán)104接觸。在又一實施例中(未繪示)，主體部108a也可更延伸至切割道102中，使得延伸部108b未與裂縫中止環(huán)106接觸。
[0045]此外，主體部108a的延伸方向與延伸部108b、108c的延伸方向不同。在一實施例中，主體部108a的延伸方向與延伸部108b、108c的延伸方向垂直。舉例來說，主體部108a的延伸方向例如是X方向，而延伸部108b、108c的延伸方向例如是Y方向。
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