CN107251225A - 固态摄像器件和制造方法、半导体晶片及电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能够提高良品率的固态摄像器件和制造方法、半导体晶片以及电子装置。在半导体晶片上形成有芯片区域和划线区域，在所述芯片区域中形成有构成固态摄像器件的像素等。所述划线区域包括测量区域和在将所述半导体晶片单片化时将被切割的切割线，在所述测量区域中形成有用于测量所述芯片区域的性能的检查电路以及测量焊盘。所述测量区域位于所述切割线与所述芯片区域之间。本发明可应用于固态摄像器件。

Description

固态摄像器件和制造方法、半导体晶片及电子装置
技术领域
本发明涉及固态摄像器件和制造方法、半导体晶片以及电子装置，并且更具体地涉及能够提高良品率的固态摄像器件和制造方法、半导体晶片以及电子装置。
背景技术
在制造诸如互补金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS)图像传感器之类的固态摄像器件时，在通过层叠将多个作为固态摄像器件的芯片形成在半导体晶片中之后，再通过切割使半导体晶片单片化。
在已知的技术中，为了测量如上所述的这种芯片的性能以确认芯片是否完好，在半导体晶片还未被单片化的状态下使用检查电路来测量芯片的性能。
例如，已经提出了如下检查电路和技术，所述检查电路生成将被提供给每个芯片的电路区块的性能测量用信号并将该信号提供给芯片的电路区块以测量性能，且所述技术用于在半导体晶片的划线区域(scribe region)中形成与检查电路连接的焊盘(例如，参考PTL 1)。
[引用列表]
[专利文献]
[PTL 1]
JP 2002-176140 A
发明内容
[技术问题]
然而，根据上述技术，难以提高制造固态摄像器件时的良品率。
例如，如果在划线区域中形成将被连接至检查电路的检查用焊盘，则会在焊盘位置处出现台阶。此外，为了强度增强，需要在检查用焊盘的正下方设置厚的全局层的铜(Cu)图案或一些其它Cu图案。
在这种情况下，如果试图例如通过刀片切割来切割划线区域，则有时会在焊盘的台阶状部位产生碎片(缺失)，或者切割刀片在Cu图案的位置处产生阻塞而导致产生碎片。如果产生这样的碎片，则固态摄像器件的电路等有时会被损坏，从而导致良品率下降。
另外，例如，根据上述技术，由于在划线区域中形成有检查电路，所以在划线区域中的表面层中存在硅(Si)层。因此，在例如通过激光烧蚀切割对划线区域进行切割的情况下，在激光加工时，Cu图案中的Si和Cu熔融并且在划线区域中形成Cu硅化物。
在以此方式产生的Cu硅化物中，反应甚至在室温下进行，使得Cu硅化物以改变其状态的方式生长，从而导致产生尘埃。这样的尘埃会导致固态摄像器件中的像素缺陷，从而致使良品率下降。特别地，如果在半导体晶片的将要形成像素的层的划线区域的位置处出现Si，则很可能产生像素缺陷。
本发明是针对如上所述的情况而提出的，并且期望能够提高固态摄像器件在制造时的良品率。
[问题的解决方案]
根据本发明的第一方面的固态摄像器件包括：芯片区域，在所述芯片区域中设置有多个像素和用于驱动所述像素的元件；以及测量区域，其与所述芯片区域相邻地设置，且在所述测量区域中没有设置驱动所述像素所需的元件和配线，而是设置有用于测量所述芯片区域的性能的测量焊盘。
还可在所述测量区域中设置用于将用来测量所述性能的检查电路与所述测量焊盘彼此连接的连接配线。
还可在所述测量区域中设置所述检查电路。
根据本发明的第一方面的制造方法是用于固态摄像器件的制造方法，所述固态摄像器件包括芯片区域，在所述芯片区域中设置有多个像素和用于驱动所述像素的元件；以及测量区域，其与所述芯片区域相邻地设置，且在所述测量区域中没有设置驱动所述像素所需的元件和配线，而是设置有用于测量所述芯片区域的性能的测量焊盘，所述制造方法包括以下步骤：在半导体晶片上形成包括所述芯片区域和所述测量区域在内的多个区域以及划分所述多个区域的切割线；以及对所述切割线进行切割处理，以将所述半导体晶片单片化成由所述芯片区域和所述测量区域构成的所述固态摄像器件。
所述半导体晶片可由设置有所述像素的传感器晶片以及与所述传感器晶片不同的一个或多个其它晶片构成，且可在去除所述传感器晶片的所述切割线所处的部位处的硅之后进行所述切割处理。
还可在所述测量区域中设置用于测量所述性能的检查电路。
还可在每个所述其它晶片的所述切割线所处的部位设置用于测量所述性能的检查电路。
所述切割线的铜覆盖率可低于与所述切割线不同的区域中的铜覆盖率。
在本发明的第一方面中，所述固态摄像器件包括芯片区域，在所述芯片区域中设置有多个像素和用于驱动所述像素的元件；以及测量区域，其与所述芯片区域相邻地设置，且在所述测量区域中没有设置驱动所述像素所需的元件和配线，而是设置有用于测量所述芯片区域的性能的测量焊盘。
根据本发明的第二方面的半导体晶片包括：芯片区域，在所述芯片区域中设置有多个像素和用于驱动所述像素的元件；测量区域，其与所述芯片区域相邻地设置，且在所述测量区域中没有设置驱动所述像素所需的元件和配线，而是设置有用于测量所述芯片区域的性能的测量焊盘；以及切割线，其划分包括所述芯片区域和所述测量区域的多个区域。
所述半导体晶片可由设置有所述像素的传感器晶片以及与所述传感器晶片不同的一个或多个其它晶片构成，且所述传感器晶片的所述切割线所处的部位可处于硅被去除的状态。
在所述测量区域中，还可设置有用于测量所述性能的检查电路。
在每个所述其它晶片的所述切割线所处的部位处，还可设置有用于测量所述性能的检查电路。
所述切割线的铜覆盖率可低于与所述切割线不同的区域中的铜覆盖率。
在本发明的第二方面中，所述半导体晶片包括：芯片区域，在所述芯片区域中设置有多个像素和用于驱动所述像素的元件；测量区域，其与所述芯片区域相邻地设置，且在所述测量区域中没有设置驱动所述像素所需的元件和配线，而是设置有用于测量所述芯片区域的性能的测量焊盘；以及切割线，其划分包括所述芯片区域和所述测量区域在内的多个区域。
根据本发明的第三方面的电子装置包括：固态摄像器件，所述固态摄像器件包括：芯片区域，在所述芯片区域中设置有多个像素和用于驱动所述像素的元件；以及测量区域，其与所述芯片区域相邻地设置，且在所述测量区域中没有设置驱动所述像素所需的元件和配线，而是设置有用于测量所述芯片区域的性能的测量焊盘。
在本发明的第三方面中，所述固态摄像器件包括：芯片区域，在所述芯片区域中设置有多个像素和用于驱动所述像素的元件；以及测量区域，其与所述芯片区域相邻地设置，且在所述测量区域中没有设置驱动所述像素所需的元件和配线，而是设置有用于测量所述芯片区域的性能的测量焊盘。
[发明的有益效果]
根据本发明的第一至第三方面，能够提高良品率。
附图说明
图1是描述了半导体晶片的构造示例的示图。
图2是图示了半导体晶片的单片化的示图。
图3是描述了划线区域的横截面的示图。
图4是图示了固态摄像器件的制造步骤的示图。
图5是描述了划线区域的横截面的示图。
图6是图示了固态摄像器件的制造步骤的示图。
图7是图示了固态摄像器件的制造步骤的示图。
图8是图示了检查电路的布置的示图。
图9是描述了摄像装置的构造的示例的示图。
图10是描述了使用固态摄像器件的应用示例的示图。
具体实施方式
在下文中，对应用了本发明的实施例进行说明。
<第一实施例>
<半导体晶片的构造示例>
图1是描述了应用了本发明的半导体晶片的实施例的构造示例的示图。注意，更具体地，在图1中仅描述了半导体晶片的一部分。
在图1所示的半导体晶片11上，设置有从芯片区域21-1至芯片区域21-6的芯片区域，且在每个芯片区域中，通过层叠形成有构成固态摄像器件的像素电路和配线等。此外，在从芯片区域21-1至芯片区域21-6的芯片区域之中，将相邻的芯片区域之间的区域用作划线区域22。注意，在下面的说明中，在不需要特别地将从芯片区域21-1至芯片区域21-6的芯片区域彼此区分开的情况下，每个芯片区域也仅被称为芯片区域21。
例如，芯片区域21-5由像素区域31和围绕像素区域31的外围区域32构成，其中，在像素区域31中以行和列布置有接收入射到其上的光并对光进行光电转换的像素。
在像素区域31中形成有均由光电转换元件和诸如晶体管等像素驱动元件构成的像素电路，且在外围区域32中设置有未示出的布线以及能够实现连接至外部等的电连接的焊盘，诸如从焊盘41-1至焊盘41-6。注意，在下面的说明中，在不需要特别地将从焊盘41-1至焊盘41-6的焊盘彼此区分开的情况下，它们也仅被称为焊盘41。
此外，在划线区域22中设置有切割线51和测量区域52，其中，切割线51是在切割处理时要切断(切割)的区域，在测量区域52中形成有检查电路和与检查电路电连接的检查用测量焊盘。
切割线51是用于分割形成在半导体晶片11上的多个区域的区域，其中，所述多个区域中的每个区域由在单片化之后作为固态摄像器件的芯片区域21和测量区域52构成。
同时，测量区域52是没有设置驱动固态摄像器件(即，驱动设置在芯片区域21中的像素)所需的元件或配线而仅设置有诸如检查电路和测量焊盘等用于测量芯片区域21的性能的电路和部件的区域。
例如，在芯片区域21-5的附图中，在上侧和左侧，测量区域52以与芯片区域21-5相邻的方式设置在芯片区域21-5与切割线51之间。另外，在附图的左侧与芯片区域21-5相邻的测量区域52的部位处设置有检查电路61和测量焊盘(从测量焊盘62-1至测量焊盘62-6)。
这里，检查电路61是被称为测试元件组(Test Element Group，TEG)的电路，并且是用于监测芯片区域21的膜厚和测量芯片区域21的诸如形成在芯片区域21中的电路和配线等的电阻值等基本性能值的电路。在本示例中，检查电路61通过配线连接至测量焊盘62-1至测量焊盘62-6的测量焊盘。注意，在下面的说明中，在不需要特别地将测量焊盘62-1至测量焊盘62-6的测量焊盘彼此区分开的情况下，它们也均被简称为测量焊盘62。
在测量芯片区域21-5的预定性能值时，测量焊盘62和焊盘41例如通过探针相互电连接，以将检测电路61与芯片区域21-5彼此电连接，且检查电路61被驱动以执行对期望性能的测量。
在如上所述的这种半导体晶片11中，在通过层叠在芯片区域21中形成像素电路等的同时，通过检测电路61等适当地进行性能测量。然后，如果在芯片区域21中形成有诸如像素电路等必要电路以及配线，则随后进行切割，以将半导体晶片11单片化成芯片。
因此，如图2所示，芯片区域21与半导体晶片11分离。在本示例中，例如通过单片化(切割)将芯片区域21-5和与芯片区域21-5相邻的测量区域52的部位形成为一个芯片，且这个芯片形成固态摄像器件71。简而言之，半导体晶片11的位于区域R11内的部位成为固态摄像器件71。
这里，测量区域52是这样的区域：在该区域中，仅形成有诸如检查电路61和测量焊盘62等用于测量芯片区域21的性能所需的电路和焊盘而没有设置用于固态摄像器件71的操作所需的元件和配线等。因此，测量区域52是单片化之后不特别需要的区域。因此，在进行单片化之后，可以将测量区域52所处的部位从芯片去除，而仅将芯片区域21所处的部位形成为最终的固态摄像器件71。
<划线区域的横截面>
此外，划线区域22具有例如如图3所示的横截面。注意，在图3中，与图1的情况下的元件相对应的元件使用相同的附图标记表示，且在此适当地省略对它们的说明。
在图3中，箭头标记A11所示的示图描述了划线区域22的横截面，且另一箭头标记A12所示的示图是从附图中的上方向下观察箭头标记A11所示的示图时的示图。简而言之，箭头标记A12所示的示图是沿与图1的情况下的方向相同的方向观察划线区域22时的示图。
如箭头标记A11所示，半导体晶片11由传感器晶片101和逻辑晶片102构成，且传感器晶片101和逻辑晶片102例如通过等离子体接合等粘合在一起。
这里，传感器晶片101是这样的半导体晶片：在该晶片上，在芯片区域21中设置有由光电转换元件等形成的像素，从而实现摄像功能。同时，逻辑晶片102是这样的半导体晶片：在该晶片上，在芯片区域21中形成有用于对从像素读出的像素信号执行诸如信号处理等各种信号处理的逻辑电路。
传感器晶片101由硅基板111和层叠在硅基板111上的配线层112构成，其中，硅基板111由Si等制成且配线层112由SiOx(氧化硅)形成。
同时，逻辑晶片102由硅基板113、配线层114、另一配线层115构成，其中，硅基板113由Si等制成，配线层114由SiOC等制成的低介电常数绝缘膜(低K)形成且另一配线层115由SiO制成。
在本实施例中，在配线层115的测量区域52所处的部位处形成有由铝(Al)制成的测量焊盘62-1，且测量焊盘62-1所处的部位处通过设置在传感器晶片101和逻辑晶片102中的开口121而被打开。
另外，在配线层115的测量区域52的位置处的测量焊盘62-1的正下方，为了测量焊盘62-1的部位处的强度增强而设置有由厚的全局层的Cu制成的Cu图案122。此外，在配线层114的测量区域52所处的部位处，在Cu图案122的正下方设置有由用于测量芯片区域21的性能的Cu的测量焊盘和用于强度增强的Cu的焊盘等构成的Cu图案123。
虽然Cu图案123具有一定的厚度和面积，但是Cu图案123沿附图的垂直方向的厚度小于Cu图案122的厚度。换言之，配线层114是形成有厚度比形成在配线层115上的Cu图案122的厚度小的Cu图案123的配线层。
在传感器晶片101的切割线51所处的部位处，更具体地，在传感器晶片101的在切片时将被切割的区域的位置处，如箭头标记Q11所示，通过刻蚀等将构成硅基板111的Si完全去除。因此，在传感器晶片101的切割线51的部分，构成配线层112的SiO被露出。
如果从附图中的上方观察该部位，则可以发现，如箭头标记A12所示，在切割线51的表面部位处不存在Si。注意，在箭头标记A12所示的示图中，沿左倾斜方向的倾斜线所示的区域表示Si的区域。
此外，在配线层112和配线层115处的切割线51的部分，为了便于切片时的切割，没有设置配线和焊盘等。简而言之，未设置部件。
在配线层114的切割线51所处的部位处，设置有厚度小的由Cu制成的虚拟Cu图案124。Cu图案124被形成为使得配线层114的覆盖率低于诸如设置有Cu图案123的部位(即，测量区域52等的部位)等任何其它部位的Cu图案的覆盖率，例如，使得配线层114的覆盖率大致等于或低于30％。这里，Cu图案的覆盖率为每单位面积的铜面积的比例。
另外，在传感器晶片101与逻辑晶片102的芯片区域21之间的边界附近，设置有用于防止芯片区域21中的意外电连接(短路)的Cu的保护环(从保护环125至保护环128)。
通过以如上所述的方式构造半导体晶片11，能够更简单地提高固态摄像器件在制造时的的良品率。
特别地，如果在切割线51上设置测量焊盘62，则由于在测量焊盘62的位置处产生了台阶，或者由于在测量焊盘62的正下方为了增大强度而布置Cu图案122或Cu图案123，当进行切割时产生碎片。如果产生这种碎片，则在某些情况下，固态摄像器件的电路等会被损坏，且良品率下降。
因此，半导体晶片11被构造成使得在切割线51与芯片区域21之间设置有测量区域52，且在测量区域52中布置有测量焊盘62。换言之，半导体晶片11被形成为划线结构，其中，切片时将被切割的切割线51与设置有检查时用于测量的多个测量焊盘62的线被分离为彼此不同的线。
这使得无需在切割线51中设置测量焊盘62、Cu图案122和另一Cu图案123等。因此，能够防止由测量焊盘62、Cu图案122和Cu图案123等引起的碎片产生，从而提高固态摄像器件在制造时的良品率。
此外，Cu图案具有很大厚度的全局层或半全局层，即配线层115被构造成使得在切割线51所处的部位也布置有Cu的虚拟配线。此外，切割线51被构造成使得在切割线51中仅设置有像Cu图案124一样的具有低的Cu覆盖率的Cu图案(Cu的虚拟配线)。通过使用如上所述的结构，能够将切割线51中的Cu的体积抑制得较低。
因此，由于能够减少刀片切割时的刀片修整次数并且可以简单地进行切割处理，所以能够抑制碎片的产生。此时，由于测量区域52设置在切割线51与芯片区域21之间且在芯片区域21的边界附近还设置有保护环，所以即使在切割线51中产生碎片，也不会发生固态摄像器件由于碎片的产生而被损坏的情况。
此外，可以通过在切割线51中仅布置具有低的Cu覆盖率的Cu图案124来减少在进行激光烧蚀切割时Cu硅化物的产生。由此，可以提高固态摄像器件的良品率。
此外，在切割处理之前通过刻蚀等完全地去除半导体晶片11中的切割线51上(更具体地，位于形成有像素的传感器晶片101的切割线51的部位处)的Si。
因此，当进行激光烧蚀切割时，传感器晶片101中也不会产生Cu硅化物。因此，能够防止由Cu硅化物的碎屑(灰尘)引起的像素缺陷的产生，从而能够提高固态摄像器件的良品率。换言之，能够抑制由Cu硅化物的碎屑引起的初始故障的发生或由碎屑的增多导致的可靠性的恶化，从而提高良品率。此外，能够获得高图像质量的固态摄像器件。
此外，通过在切割处理之前去除存在于切割线51所处的部位处的Si，在进行激光烧蚀切割时，能够更简单和快速地进行处理。
通常，由于激光不容易被由Si制成的部位吸收，所以尽管Si部位处的激光的处理速度(切割速度)降低，但是去除了半导体晶片11中的切割线51的表面上的Si。因此，能够进一步提高切割半导体晶片11时的激光的处理速度，并且在更短的时间内进行单片化。
注意，尽管在半导体晶片11的说明中，说明了在测量区域52中设置诸如检查电路61等TEG的示例，但是秘密地，有时需要通过切割破坏如上所述的这种TEG。在如上所述的这种情况下，可在逻辑晶片102中的切割线51所处的部位处形成诸如检查电路61等TEG，且诸如检查电路61等TEG可通过配线与测量焊盘62彼此连接。
在这种情况下，由于传感器晶片101的切割线51所处的部位处不存在Si区域，所以在传感器晶片101上不会产生Cu硅化物，从而能够提高良品率。
<固态摄像器件的制造>
在下文中，对应用了本发明的固态摄像器件的制造进行说明。
用于制造固态摄像器件的制造装置首先如图4的箭头标记W11所示地制造传感器晶片151和逻辑晶片152。
特别地，制造装置在硅基板161上形成分别由光电转换元件等构成的像素，并通过层叠在硅基板161上形成具有配线等的由一个或多个层构成的配线层162，从而形成包括硅基板161和配线层162的一个晶片作为传感器晶片151。
这里，传感器晶片151、硅基板161和配线层162分别对应于图3的传感器晶片101、硅基板111和配线层112。
另外，制造装置通过层叠在硅基板163上形成具有配线等的由一个或多个层构成的配线层164，从而形成包括硅基板163和配线层164的一个晶片作为逻辑晶片152。
这里，逻辑晶片152、硅基板163和配线层164分别对应于图3所示的逻辑晶片102、硅基板113和包括配线层114和配线层115的配线层。
然后，如箭头标记W12所示，制造装置通过等离子体接合将传感器晶片151与逻辑晶片152接合在一起以形成一个半导体晶片171。
在本示例中，传感器晶片151和逻辑晶片152以传感器晶片151的配线层162与逻辑晶片152的配线层164彼此相对的方式接合在一起。
这里，半导体晶片171对应于图1所示的半导体晶片11，且在半导体晶片171上形成与上述的多个芯片区域21相对应的区域以及与划线区域22相对应的区域。
此外，如箭头标记W13所示，制造装置对构成半导体晶片171的硅基板161的表面进行处理，以将硅基板161形成为更薄的层。
此后，如箭头标记W14所示，制造装置在半导体晶片171的与芯片区域21相对应的区域中针对每个像素形成构成像素的片上滤色器181和片上彩色透镜182。
此外，制造装置对传感器晶片151的切割线所处的部位进行刻蚀以去除Si，并在传感器晶片151和逻辑晶片152的测量区域部位处形成开口以打开测量焊盘部位。
因此，在半导体晶片171上，形成有分别由作为固态摄像器件的芯片区域和测量区域构成的多个区域，并且形成有用于划分所述多个区域的切割线。
例如，半导体晶片171的由箭头标记Q21所示的部位被形成为划线区域。在本示例中，如果将划线区域的部位(即，区域R21的部位)放大，则如箭头标记Q22所示，划线区域的结构是与图3的箭头标记A11所示的情况下的结构类似的结构。在图4中，箭头标记Q22所示的部位是这样的部位：该部位以放大的尺寸图示了半导体晶片171的区域R21。
在以这种方式获得一个半导体晶片171之后，通过切割将半导体晶片171单片化，且由于单片化而获得的芯片形成固态摄像器件。在切割中，通过如上所述的切割处理对切割线的部位进行切开，且由芯片区域和测量区域构成的芯片形成固体摄像器件。此时，根据需要从芯片中去除测量区域的部位。
<第二实施例>
<划线区域的横截面>
注意，尽管前述说明涉及形成有多个固态摄像器件(芯片区域)的半导体晶片是通过将传感器晶片与逻辑晶片接合在一起而获得的晶片的示例，但是可以通过将三个以上的晶片接合在一起来获得半导体晶片。
例如，如果通过将三个半导体晶片接合在一起来获得应用了本发明的最终半导体晶片，则半导体晶片的划线区域例如具有如图5所示的这样的横截面。
在本示例中，半导体晶片221是通过接合三个半导体晶片，即传感器晶片231、动态随机存储存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)晶片232和逻辑晶片233而获得的。
注意，在图5中，箭头标记A21所示的示图描述了划线区域的横截面，且另一箭头标记A22所示的示图是从附图中的上方沿向下的方向观察箭头标记A21所示的示图时的示图。
参考图5，传感器晶片231和逻辑晶片233分别对应于图3所示的传感器晶片101和逻辑晶片102。另外，布置在传感器晶片231与逻辑晶片233之间的DRAM晶片232是这样的半导体晶片：其中，构成固体摄像器件的芯片区域的部位是充当存储器的区域。
在半导体晶片221上，形成有像素电路和配线等，且形成有形成固体摄像器件的一部分的芯片区域241-1和另一芯片区域241-2，芯片区域241-1与芯片区域241-2之间的区域则形成划线区域242。另外，在划线区域242中设置有切割线251和测量区域252。
芯片区域241-1和芯片区域241-2对应于图1所示的芯片区域21，且切割线251和测量区域252分别对应于图3所示的切割线51和测量区域52。
注意，在下面的说明中，在不需要特别地将芯片区域241-1与芯片区域241-2彼此区分开的情况下，每个芯片区域仅被称为芯片区域241。
传感器晶片231具有由Si制成的硅基板261和由层叠在硅基板261上的多个层形成的配线层262，且在硅基板261与配线层262之间设置有由氧化膜形成的绝缘层263。
同时，DRAM晶片232具有由Si制成的硅基板264和由层叠在硅基板264上的多个层形成的配线层265。另外，逻辑晶片233具有由Si制成的硅基板266和由层叠在硅基板266上的多个层形成的配线层267。
在本示例中，在传感器晶片231的配线层262的测量区域252的部分处形成有由Al制成的测量焊盘271，且测量焊盘271的部位通过设置在传感器晶片231中的开口272而被打开。
测量焊盘271对应于图3所示的测量焊盘62。测量焊盘271通过由通孔或电极形成的Cu的配线273电连接至设置在DRAM晶片232的配线层265的测量区域252的部位处的配线和由Al制成的焊盘。
此外，在传感器晶片231的切割线251所处的部位处，通过如下方式形成深凹槽274：通过刻蚀等去除硅基板261的部位，而且还去除配线层262的大部分。
凹槽274的部位是切片时要切割的部位，且在凹槽274的部位处，类似于在由图3的箭头标记A12所示的示例中，如箭头标记A22所示地完全除去Si。注意，在箭头标记A22所示的示图中，沿左倾斜方向的倾斜线的区域也表示Si的区域。
当通过切割对半导体晶片进行单片化时，半导体晶片的厚度越厚，半导体晶片越难切割。因此，半导体晶片221被构造成使得在切割线251中形成深凹槽274以减小切割线251所处的部位处的厚度，从而能够更简单地进行单片化。
另外，在传感器晶片231的配线层262的芯片区域241的部位处，在切割线251或测量区域252的边界附近的部位处由Cu或Al形成有的保护环275和另一保护环276。
在DRAM晶片232中，在配线层265的测量区域252的部位处形成有由Al的配线和焊盘等形成的Al图案277。Al图案277通过Cu的配线273连接至测量焊盘271。
而且，在DRAM晶片232中，在配线层265的芯片区域241的部位处的切割线251或测量区域252的边界附近的部分处由Al形成有保护环278和另一保护环279。
在逻辑晶片233中，在配线层267的测量区域252的部位处形成有Al的测量焊盘280，且为了测量焊盘280的部位处的强度增强，在测量焊盘280的正下方设置有具有厚的全局层的由Cu构成的Cu图案281。在本示例中，诸如测量焊盘280和测量焊盘271等用于测量(检查)芯片区域241的性能的测量焊盘全部布置在相同的线上，即，在测量区域252中。
另外，在配线层267的测量区域252的部位处的Cu图案281的正下方设置有用于强度增强的Cu的焊盘等的Cu图案282。
在配线层267中，形成有Cu图案282的层是由SiOC等的低介电常数绝缘膜(低K)形成的配线层。注意，在本示例中，在DRAM晶片232上没有设置由SiOC等的低介电常数绝缘膜(Low-K)构成的配线层，且DRAM晶片232的配线层265仅由设置有Al制成的配线的层构成。特别地，在配线层265的切割线251的部位处，也没有设置Al的虚拟配线。然而，由于Al不会导致碎屑增长，所以可以在配线层265的切割线251的部位处布置Al的虚拟配线。
另外，在配线层267的切割线251的部位处，更具体地，在与形成有Cu图案282的层相同的层中，形成有具有低的Cu覆盖率的Cu图案283。
而且，类似于在图3所示的Cu图案124的情况下，Cu图案283也被形成为使得覆盖率低于形成有Cu图案282的部位处的覆盖率，特别地，低于诸如测量区域252等的部位等其它区域中的Cu图案的覆盖率，例如，覆盖率大致等于或低于30％等。
另外，在逻辑晶片233中，在配线层267的芯片区域241的部分处的与切割线251或测量区域252的边界附近的部位处也由Cu或Al形成有保护环284和另一保护环285。
通过以上述方式构造半导体晶片221，能够更简单地提高固态摄像器件在制造时的良品率。
具体地，在半导体晶片221中，测量区域252设置在切割线251与芯片区域241之间，且在测量区域252中布置有诸如测量焊盘271和测量焊盘280等检查用焊盘。另外，在切割线251的全局层或半全局层中也没有设置Cu的虚拟配线，且设置在切割线251的部位处的Cu图案283的覆盖率被设定为低于诸如测量区域252等任何其它区域中的Cu图案的覆盖率。
因此，能够消除切割线251上的台阶，并且减小Cu的体积，从而防止碎片以提高固态摄像器件的良品率。此外，通过在传感器晶片231的切割线251的部位处形成凹槽274，能够进一步便于切割处理。
另外，通过减小切割线251中的Cu的体积，能够减少进行激光烧蚀切割时的Cu硅化物的产生，从而能够提高固态摄像器件的良品率。
此外，能够通过在切割处理之前去除传感器晶片231的切割线251的部位处的Si来防止Cu硅化物的生成，从而提高固态摄像器件的良品率并获得更高质量的固态摄像器件。另外，当要进行激光烧蚀切割时，能够更简单和快速地执行处理。
<固态摄像器件的制造>
现在参考图6和7说明将三个半导体晶片接合在一起而获得一个如图5所示的最终半导体晶片的情况下的固态摄像器件的制造。注意，在图6和7中，彼此对应的元件使用相同的附图标记表示，且适当地省略对它们的说明。
用于制造固态摄像器件的制造装置首先制造如图6中的箭头标记W21所示的DRAM晶片321和逻辑晶片322。
具体地，制造装置通过在硅基板331上层叠而形成由一个或多个层构成的配线层332，以形成包括硅基板331和配线层332的一个晶片作为充当存储器的DRAM晶片321。
这里，DRAM晶片321、硅基板331和配线层332分别对应于图5所示的DRAM晶片232、硅基板264和配线层265。
另外，制造装置通过在硅基板333上层叠而形成具有配线等的由一个或多个层构成的配线层334，以形成由硅基板333和配线层334构成的一个晶片作为逻辑晶片322。
这里，逻辑晶片322、硅基板333和配线层334分别对应于图5所示的逻辑晶片233、硅基板266和配线层267。
然后，如箭头标记W22所示，制造装置通过等离子体接合将DRAM晶片321与逻辑晶片322接合在一起。在本示例中，DRAM晶片321和逻辑晶片322以DRAM晶片321的配线层332与逻辑晶片322的配线层334彼此相对的方式接合在一起。
此后，如箭头标记W23所示，制造装置对构成DRAM晶片321的硅基板331的表面进行处理，以将硅基板331形成为更薄的层。
另外，如箭头标记W24所示，制造装置在硅基板341上形成分别由光电转换元件等形成的像素。此外，制造装置通过层叠在硅基板341上形成具有配线等的由一层或多层构成的配线层342，以形成由硅基板341和配线层342构成的一个晶片作为传感器晶片351。这里，传感器晶片351、硅基板341和配线层342分别对应于图5所示的传感器晶片231、硅基板261和配线层262。
然后，制造装置通过等离子体接合而接合以这种方式获得的传感器晶片351与DRAM晶片321(其与逻辑晶片322结合在一起)，以形成一个半导体晶片361。在本示例中，传感器晶片351和DRAM晶片321以传感器晶片351的配线层342与DRAM晶片321的硅基板331彼此相对的方式接合在一起。
此后，如图7中的箭头标记W25所示，制造装置对构成半导体晶片361的硅基板341的表面进行处理，以将硅基板341形成为更薄的层。
此外，如箭头标记W26所示，制造装置在半导体晶片361的与芯片区域241相对应的区域中针对每个像素形成构成像素的片上滤色器371和片上彩色透镜372。
然后，制造装置对传感器晶片351的切割线的部位进行刻蚀，以去除Si，并且在传感器晶片351的测量区域部位处形成开口，以打开测量焊盘部位。因此，在半导体晶片361中形成有芯片区域、测量区域和切割线。
例如，半导体晶片361的由箭头标记Q31所示的部分被形成为划线区域。在本示例中，如果将划线区域的部位(即，区域R31的部位)放大，则如箭头标记Q32所示，划线区域的结构成为与图5中的箭头标记A21所示的情况下的结构类似的结构。在图7中，箭头标记Q32所示的部位是这样的部位：该部位以放大的尺寸示出了半导体晶片361的区域R31的部位。
在以这种方式获得一个半导体晶片361之后，通过切割将半导体晶片361单片化，且由于单片化而获得的芯片成为固态摄像器件。在切割中，通过如上所述的切割处理对切割线的部位进行切削，且由芯片区域和测量区域构成的芯片形成固体摄像器件。此时，根据需要从芯片中去除测量区域的部位。
<第二实施例的变形例1>
<检查电路的布置>
注意，尽管在图5所示的半导体晶片221中，也在测量区域252中布置有与图1所示的检查电路61相对应的TEG，但是在为了保密而需要通过切割来破坏TEG的情况下，也可将TEG形成在切割线251上。
在如上所述的这种情况下，图5所示的划线区域242例如以如图8所示的方式进行构造。注意，在图8中，与图5的情况下的元件相对应的元件使用相同的附图标记表示，且适当地省略对它们的说明。
图8描述了从图5的上方沿向下的方向观察图5中的箭头标记A21所示的半导体晶片221时的示图。
在本示例中，在传感器晶片231的配线层262的测量区域252的部位处形成有测量焊盘271和与测量焊盘271类似的的测量焊盘(从测量焊盘401至测量焊盘403)。
此外，在DRAM晶片232的配线层265的切割线251的部位处形成有作为TEG的检查电路404。此外，检查电路404以及测量焊盘271和从测量焊盘401至测量焊盘403的测量焊盘通过作为连接配线的配线405-1至配线405-4彼此电连接。
在下文中，在不需要特别地将从配线405-1至配线405-4的配线彼此区分开的情况下，各配线可仅被称为配线405。
在本示例中，各配线405是例如跨配线层262、硅基板264和配线层265形成的多层配线，并且通过多个层将检查电路404与测量焊盘271和从测量焊盘401至测量焊盘403的测量焊盘彼此连接。
如果检查电路404以这种方式形成在切割线251的部位处，则由于检查电路404在切片时被破坏，所以能够提高机密性。此外，在这种情况下，由于检查电路404不是形成在传感器晶片231上而是形成在DRAM晶片232上，所以不需要在传感器晶片231的切割线251的部分处形成Si区域。
<摄像装置的构造示例>
另外，本发明可应用于诸如摄像装置(例如，数码相机和摄像机等)、具有摄像功能的便携式终端装置和在图像读取单元中使用摄像装置的复印机等在光电转换单元中使用固态摄像器件的通用电子设备。
图9是描述了应用了本发明的作为电子装置的摄像装置的构造示例的示图。
图9的摄像装置901包括由透镜组等构成的光学单元911、固态摄像器件(摄像器件)912和用作相机信号处理电路的数字信号处理器(DSP)电路913。另外，摄像装置901还包括帧存储器914、显示单元915、记录单元916、操作单元917和供电单元918。DSP电路913、帧存储器914、显示单元915、记录单元916、操作单元917和供电单元918经由总线919互相连接。
光学单元911摄取来自被摄体的入射光(图像光)并在固态摄像器件912的摄像表面上形成图像。固态成像器件912针对每个像素将通过光学单元911在摄像表面上形成图像的入射光的光量转换成电信号，并输出该电信号作为像素信号。固态摄像器件912对应于上述的诸如图2等所示的固态摄像器件71等固态摄像器件。
显示单元915例如由诸如液晶面板或有机电致发光(EL)面板等面板型显示装置构成，并且显示由固态摄像器件912拍摄的运动图像或静态图像。记录单元916将由固态摄像器件912拍摄的运动图像或静态图像记录在诸如录像带和数字化通用光盘(DigitalVersatile Disk，DVD)等记录介质上。
操作单元917在用户的操作下发出用于摄像装置901的各种功能的指令。供电单元918适当地将作为DSP电路913、帧存储器914、显示单元915、记录单元916和操作系统917的操作电源供应的各种电源供应至这些供应目标。
注意，以本发明应用于CMOS图像传感器(其中，用于检测与作为物理量的可见光的光量相对应的信号电荷的像素以行和列的方式布置)的情况为例说明了上述的实施例。然而，本发明并不限制性地应用于CMOS图像传感器，而是可应用于一般的固态摄像元件。
<固态摄像器件的应用示例>
图10是描述了使用上述固态摄像器件(图像传感器)的应用示例的示图。
上述的固态摄像器件可在感测诸如可见光、红外光、紫外光或X射线等光的各种情况下用作如下装置：
诸如数码相机和具有摄像机的便携式装置之类的用于拍摄图像的欣赏用装置；
诸如用于拍摄汽车的前面、后面、四周和内部的车载传感器，用于监控行驶车辆和道路的监控摄像机以及用于测量车辆之间的距离的测距传感器之类的出于例如安全驾驶(诸如自动停车和驾驶员的状态识别等)的目的的交通用装置；
用于诸如电视机、冰箱和空调等家电的拍摄用户的手势并根据这些手势执行设备操作的家电用装置；
诸如内窥镜或用于通过接收红外光拍摄血管的装置之类的医疗保健用装置；
诸如用于预防犯罪的监控摄像机或用于个人身份验证的摄像机之类的安全用装置；
诸如用于拍摄皮肤的皮肤测量装置或用于拍摄头皮的显微镜之类的美容用装置；
诸如用于运动应用等的动作摄像机或穿戴式摄像机之类的运动用装置；以及
诸如用于监控田地或农作物的状态的摄像机之类的农业用装置。
另外，本发明的实施例不限于上述实施例，并且能够在不偏离本发明的主题的情况下进行各种变型。
此外，本发明也可具有如下所述的构造。
[1]
一种固态摄像器件，其包括：
芯片区域，在所述芯片区域中设置有多个像素和用于驱动所述像素的元件；以及
测量区域，其与所述芯片区域相邻地设置，且在所述测量区域中没有设置驱动所述像素所需的元件和配线，而是设置有用于测量所述芯片区域的性能的测量焊盘。
[2]
根据[1]所述的固态摄像器件，其中，在所述测量区域中还设置有用于将用于测量所述性能的检查电路与所述测量焊盘彼此连接的连接配线。
[3]
根据[2]所述的固态摄像器件，其中，在所述测量区域中还设置有所述检查电路。
[4]
一种固态摄像器件的制造方法，所述固态摄像器件包括：芯片区域，在所述芯片区域中设置有多个像素和用于驱动所述像素的元件；以及测量区域，其与所述芯片区域相邻地设置，且在所述测量区域中没有设置驱动所述像素所需的元件和配线，而是设置有用于测量所述芯片区域的性能的测量焊盘，所述制造方法包括以下步骤：
在半导体晶片上形成包括所述芯片区域和所述测量区域在内的多个区域以及划分所述多个区域的切割线；以及
对所述切割线进行切割处理，以将所述半导体晶片单片化为由所述芯片区域和所述测量区域构成的所述固态摄像器件。
[5]
根据[4]所述的制造方法，其中，
所述半导体晶片由设置有所述像素的传感器晶片以及与所述传感器晶片不同的一个或多个其它晶片构成；且
在去除所述传感器晶片的所述切割线部位处的硅之后，进行所述切割处理。
[6]
根据[4]或[5]所述的制造方法，其中，在所述测量区域中还设置有用于测量所述性能的检查电路。
[7]
根据[5]所述的制造方法，其中，在每个所述其它晶片的所述切割线部位处还设置有用于测量所述性能的检查电路。
[8]
根据[4]至[7]中任一项所述的制造方法，其中，所述切割线的铜覆盖率低于与所述切割线不同的区域中的铜覆盖率。
[9]
一种半导体晶片，其包括：
芯片区域，在所述芯片区域中设置有多个像素和用于驱动所述像素的元件；
测量区域，其与所述芯片区域相邻地设置，且在所述测量区域中没有设置驱动所述像素所需的元件和配线，而是设置有用于测量所述芯片区域的性能的测量焊盘；以及
切割线，其划分包括所述芯片区域和所述测量区域的多个区域。
[10]
根据[9]所述的半导体晶片，其中，
所述半导体晶片由设置有所述像素的传感器晶片以及与所述传感器晶片不同的一个或多个其它晶片构成；且
所述传感器晶片的所述切割线部位处于硅被去除的状态。
[11]
根据[9]或[10]所述的半导体晶片，其中，在所述测量区域中还设置有用于测量所述性能的检查电路。
[12]
根据[10]所述的半导体晶片，其中，在每个所述其它晶片的所述切割线部位处还设置有用于测量所述性能的检查电路。
[13]
根据[9]至[12]中任一项所述的半导体晶片，其中，所述切割线的铜覆盖率低于与所述切割线不同的区域中的铜覆盖率。
[14]
一种电子装置，其包括：
固态摄像器件，所述固态摄像器件包括：
芯片区域，在所述芯片区域中设置有多个像素和用于驱动所述像素的元件；以及
测量区域，其与所述芯片区域相邻地设置，且在所述测量区域中没有设置驱动所述像素所需的元件和配线，而是设置有用于测量所述芯片区域的性能的测量焊盘。
附图标记
11 半导体晶片
21-1至21-6，21 芯片区域
22 划线区域
51 切割线
52 测量区域
61 检查电路
62-1至62-6，62 测量焊盘
71 固态摄像器件
122 Cu图案
123 Cu图案
124 Cu图案
271 测量焊盘
274 凹槽
404 检查电路
405-1至405-4，405 配线

Claims (14)

1.一种固态摄像器件，其包括：
芯片区域，在所述芯片区域中设置有多个像素和用于驱动所述像素的元件；以及
测量区域，其与所述芯片区域相邻地设置，且在所述测量区域中没有设置驱动所述像素所需的元件和配线，而是设置有用于测量所述芯片区域的性能的测量焊盘。
2.如权利要求1所述的固态摄像器件，其中，在所述测量区域中还设置有用于将用于测量所述性能的检查电路与所述测量焊盘彼此连接的连接配线。
3.如权利要求2所述的固态摄像器件，其中，在所述测量区域中还设置有所述检查电路。
4.一种固态摄像器件的制造方法，所述固态摄像器件包括：芯片区域，在所述芯片区域中设置有多个像素和用于驱动所述像素的元件；以及测量区域，其与所述芯片区域相邻地设置，且在所述测量区域中没有设置驱动所述像素所需的元件和配线，而是设置有用于测量所述芯片区域的性能的测量焊盘，所述制造方法包括以下步骤：
在半导体晶片上形成包括所述芯片区域和所述测量区域在内的多个区域以及划分所述多个区域的切割线；以及
对所述切割线进行切割处理，以将所述半导体晶片单片化为由所述芯片区域和所述测量区域构成的所述固态摄像器件。
5.如权利要求4所述的制造方法，其中，
所述半导体晶片由设置有所述像素的传感器晶片以及与所述传感器晶片不同的一个或多个其它晶片构成；且
在去除所述传感器晶片的所述切割线所处的部位处的硅之后，进行所述切割处理。
6.如权利要求4所述的制造方法，其中，在所述测量区域中还设置有用于测量所述性能的检查电路。
7.如权利要求5所述的制造方法，其中，在每个所述其它晶片的所述切割线所处的部位还设置有用于测量所述性能的检查电路。
8.如权利要求4所述的制造方法，其中，所述切割线的铜覆盖率低于与所述切割线不同的区域中的铜覆盖率。
9.一种半导体晶片，其包括：
芯片区域，在所述芯片区域中设置有多个像素和用于驱动所述像素的元件；
测量区域，其与所述芯片区域相邻地设置，且在所述测量区域中没有设置驱动所述像素所需的元件和配线，而是设置有用于测量所述芯片区域的性能的测量焊盘；以及
切割线，其划分包括所述芯片区域和所述测量区域的多个区域。
10.如权利要求9所述的半导体晶片，其中，
所述半导体晶片由设置有所述像素的传感器晶片以及与所述传感器晶片不同的一个或多个其它晶片构成；且
所述传感器晶片的所述切割线所处的部位处于硅被去除的状态。
11.如权利要求9所述的半导体晶片，其中，在所述测量区域中还设置有用于测量所述性能的检查电路。
12.如权利要求10所述的半导体晶片，其中，在每个所述其它晶片的所述切割线所处的部位还设置有用于测量所述性能的检查电路。
13.如权利要求9所述的半导体晶片，其中，所述切割线的铜覆盖率低于与所述切割线不同的区域中的铜覆盖率。
14.一种电子装置，其包括：
固态摄像器件，所述固态摄像器件包括：
芯片区域，在所述芯片区域中设置有多个像素和用于驱动所述像素的元件；以及
测量区域，其与所述芯片区域相邻地设置，且在所述测量区域中没有设置驱动所述像素所需的元件和配线，而是设置有用于测量所述芯片区域的性能的测量焊盘。
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