201101380 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種晶圓結構及其晶圓處理方法，特別是關於一 種切割晶圓時，避免於切割過程中測試用或對位用之金屬墊所產 生之殘渣對晶圓造成損傷之晶圓結構及其處理方法。 【先别技術】 在積體電路的高度發展下，積體電路後段製程亦扮演相當重要 之角色。通吊/，當晶圓上各晶粒的積體電路佈局完成後，便交由 下游的封裝廠進行晶圓切割，而晶圓切割過程對晶粒的工作效能 及良率便造成決定性的影響。 具體而言，晶圓上的複數晶粒（die)係以陣列方式排列，而各 晶粒間之相鄰區域定義出一切割道（scribe Hne)，此切割道上設有 一些金屬墊，用於測試各層佈線的電性抑或各圖層之對位。由於 該等金4墊係由金屬材料所製成，而晶圓之基底材料係為石夕兩 種材料之撓性有很大的不同，故自晶圓之切割道切割出複數晶粒 時，可能產生金屬殘渣或矽渣飛濺之問題。 飛滅起的金屬殘法或⑦渣可能會落至已完成電路佈局之晶粒 上，使得減上金屬㈣的晶粒易於隨後的封錢程中，造成漏電 流（leakage current)丨短路之問題；更甚者，由於錢起的金屬 殘渣切渣落至晶粒上時所造成的應力過大，以致對晶粒表面及 保護層造成刮傷，並產生電性異常等問題，嚴重影響晶粒良率。 此外’切割刀寬度若小於金屬墊寬度，於切割後仍會有部分金屬 墊殘留’此殘留之金屬墊可能會翻轉掀起而接觸到相鄰晶粒，同 201101380 Ο 樣會影響後續封裝並造成電性短路。再者，為了提高晶圓上可利 用之晶粒數，常會儘可能減縮切割道寬度，藉以排列人更多的晶 =。當切割道寬度縮小至6G至65微米甚至更小時切割晶圓即 谷易造成晶粒崩裂等風險。 有餘此，如何在切割晶圓過程中時，避免產生殘渣而對晶圓 、凡成電路佈局的晶粒造成損傷或短路，並提升晶粒的良率， 乃為此一業界曰益重視的問題。 【發明内容】 本發明之-目的在於提供―種晶騎構，其包含複數個 粒 ❹ ,，口 T又f|Sj yjj\f 、 複數個金屬塾、一保罐® β Λ_ . _ …童曰及一、，、邑緣層。晶粒呈陣列排列，各晶粒 間之相郴區域係定義為— °]道金屬墊形成於切割道上，保護 層則形成於晶粒與切割道上並覆 I復盍金屬墊，絕緣層形成於切割道 之保護層上，並至少局部覆蓋金屬塾。 本I明之另一目的在於提供一種晶圓處理方法 驟：⑷提供-晶圓，晶圓具有 、 W複數個曰曰粒，呈陣列排列，各晶粒 間之相邠區域係定義為—切 孰二—L 刀道上具有複數個金屬 ::(=晶粒與該切割道上形成有-保護層以覆蓋該些金屬 屬^成-_層於_道之保護層上，絕緣層 ⑷沿切割道㈣晶圓以形成複數個單獨之 ^ 局部移除金屬墊。 y 本發明之再一目的在於提供另一種晶圓結構，其包含複數個曰 粒、複數個金㈣、-保❹及❹、、I 3複數個曰曰 ； 層及絕緣層。晶粒呈陣列排列，各日日粒間之相鄰區域係定義為一 ^目切割道之—表面至各 晶 5 201101380 粒之一上表面間之各晶粒之-側表㈣界定出—垂直壁。金屬塾 形成於切割道上，保護㈣成於晶粒與㈣道上，並覆蓋金屬塾。 之 絕緣層形成於切割道之保護層上’絕緣層係位於金屬塾與晶粒 間’並至少覆蓋各晶粒之垂直壁。 本發明之再-目的在於提供另—種晶圓處理方法，其包含下列 步驟：⑻提供-晶圓’晶圓具有複數個晶粒，呈陣列排列，各晶 粒間之相鄰區域係定義為一切割道，自切割道之一表面至各晶 之一上表面間之各晶粒之-側表面界^出—垂直壁，該切割道上 具有複數個金屬墊，而該些晶粒與該切割道上形成有—保護層以 覆蓋該些金屬墊；（b)形成-絕緣層於㈣以之賴層上，絕㈣ 係位於金屬塾與晶粒之間，並至少覆蓋各晶粒之垂直壁丨⑷沿切 割道切割晶圓以形成複數個單狀晶粒，並至少局部移除金屬塾。 綜上所述，採用本發明之晶圓結構及其晶圓處理方法，以絕緣 層覆盖金屬塾，可避免切割晶κ後殘留之金屬墊翻轉掀起而接觸 到晶粒’也可減少任何金屬切殘渣_至晶粒上對已完成電路 佈局的晶粒造成損傷或產生短路，或以絕緣層覆蓋晶粒之側邊， 如此即便殘留之金屬塾翻轉接觸到晶粒，亦可藉由絕緣層防止短 路或漏電流的產生，是故能提升晶粒的良率。更甚者，本發明之 各種晶圓結構及其晶圓處理方法亦可應用於更狹小的切割道以進 行晶圓切割。 在參閱圖式及隨後描述之實施方式後，所屬技術領域具有通常 知識者便可瞭解本發明之其它目的、優點以及本發明之技術手段 及實施態樣。 201101380 【實施方式】 以下將透過實施方式來解釋本發明内容，然而，實施方式之說 明僅用以_本發明之技術内容，而非用以直接限制本發明。需 4明者’以下實施例及圖式巾，與本發明非直接相關之元件均已 ’略而未纷示且圖式中各元件間之尺寸關係僅為求容易瞭解， 非用以限制實際比例。
第1圖係為本發明第一實施例之一晶圓結構1之上視圖。於本 實把例中’晶圓結構！即為—晶圓。晶圓結構！上包含複數個晶 粒（die) 10、複數個金屬墊14、一保護層21以及一絕緣層^。 、曰曰粒10係呈陣列排列，各晶粒1〇間之相鄰區域係定義為一切割 道⑵其巾晶粒1〇係經多道製程而形成特定電路佈局，並形成有 複數個銲塾（圖未示出），銲塾上可再形成電性連接元件，例如凸 塊U，^電性辆晶粒1G與其他元件，如基板。熟悉該技術 項域者應*瞭解，第i圖中所示之晶粒及切割道的數目僅為閣釋 本發明之目的，並非用來限制本發明。 金屬塾14形成於切割道12上，而金屬塾Μ係為一測試塾141 =一對㈣⑷，其中測試塾⑷之上視形狀係為—長方形對位 143之形狀係、為—十字形。然前述之測試墊141及對位塾143 之形狀並非用來限制本發明；此外，本實施例中測試塾⑷及對 ^二並秘定騎述上視圖及剖㈣之位置；是故熟悉該技 應可fe易推及其他實施態樣。為便說明 及其相鄰區域部純 7 201101380 第2圖係為本發明第一實施例之晶圓結構丨之局部上視圖，用 以不例晶粒l〇a、l〇b、i〇c、10d及其相鄰區域之切割道12、金屬 墊〖4、保護層21及絕緣層23。第3圖係為本發明第一實施例之 晶圓結構1之縱向剖面圖，且係沿第2圖中之線段AB剖面後，朝 向箭頭方向觀看之一縱向剖面圖。 同時參考第2圖及第3圖，保護層21形成於晶粒1〇a、1〇b、1〇c、 l〇d的上方及周圍，並僅局部顯露出晶粒1〇&、丨仙、上 之銲墊15 ’以供凸塊11形成於局部露出之銲墊15及保護層21上 方保《蒦層21並且形成於晶粒1〇a、1〇b、♦、刚間之切割道 12上，覆蓋了切割道i 2上之該些金屬墊丨4。絕緣層2 3沿切割道 12延伸’形成於切割道12之保護層21 並完全覆蓋該些金屬 更。羊細而έ，第3圖所示之切割道12内設有測試塾141，兩旁 則為晶粒_、咖，晶粒1〇b、1〇c上方形成有凸塊"，用以屬 性連接晶粒U)b、與其他元件。測試塾⑷的上方形成有保言; 層2卜藉以完全覆蓋測試墊⑷，且保護層2ι亦同時覆蓋晶勒 _、10c。絕緣層23形成於切割道12的保護層21之上並完全 覆蓋測試墊⑷。因切割道12兩旁晶粒之詳細結構並非本發= 重要技術特徵，故於此不另贅述。 承上所述’絕緣層23之厚度不小於保護層21之厚度的i 5庐 =層：'圓製作中的最後一道製程，通常係為由氮化: ，NX)與/或氧切⑽χ)所組成之鈍化層，用㈣止水氣 文入。而絕緣123係由聚亞醯胺（p〇lyimide，ρι)、苯環丁歸 201101380 (Benzocyclobutene，BCB)及聚喹琳（p〇iyquin〇lin)之其中之一所 製成’並且絕緣層23係以旋轉塗佈（Spin coating )、印刷（printing ) 或貼附一乾膜（dry film)而形成，其中乾膜係為一預成型之薄膜。 金屬墊14係與晶粒1〇内之佈設線路同時形成，用以測試各層佈 線的電性或用於晶圓製作過程中之對位，金屬墊14材質可選自 銅、鋁或其他金屬材質。 凊參考第4圖，其係應用於本發明第一實施例晶圓結構1之晶 〇 圓處理方法之流程圖。晶圓處理方法包含下列步驟：首先，於步 驟S101中，提供一晶圓，此晶圓具有複數個晶粒，該些晶粒係呈 陣列排列，各晶粒間之相鄰區域係定義為一切割道，其中切割道 上具有複數個金屬塾，而該些晶粒與切割道上形成有—保護層以 覆蓋該些金屬塾。於步驟S1〇7中，形成—絕緣層於切割道之保護 層上，該絕緣層係沿切割道延伸並完全覆蓋該些金屬墊，其中絕 緣層之厚度不小於保護層之厚度的15倍，且形成絕緣層之步驟係 由旋轉塗佈（Spin_ing)法、印刷⑽ming)法或貼附乾膜（dry ©心）法所形成’其中乾膜係為—預成型之薄膜。直至上述完成步 驟便知到第-實施例所述之晶圓結構卜最後，於步驟Μ Μ中， 沿切割道㈣晶圓以形成複數鮮獨之晶粒，並至少局部移除該 些金屬墊。 請參考第5圖，其係為本發明第二實施例之晶圓結構之局部上 _。第二實施例之晶圓結構大致上與第—實施例之晶圓結構^ IS饱唯不同的是’絕緣層23並非呈長條狀，而係包含複數個絕 °° 23a、23b、23c、说、23e，並分別完全覆蓋該些金屬塾 201101380 η。具體而言，絕緣區塊23a、23b、❿、23d、仏係可透過圖 案化形成於該些金屬塾14上。由於第二實施例之晶圓結構取與第 -實施例相同位置之線段進行剖面後，兩者之縱向剖面圖完：相 同，故於此不另贅述。 請參考第6圖’其係應用於本發明第二實施例晶圓結構之晶圓 處理方法之流程圖。晶圓處理方法與第—實_之晶圓處理方法 大致相同。唯不同之處在於，第一實施例晶圓處理方法之步驟㈣ 係更換為執行步驟sl〇9，形成一絕緣層於切割道之保護層上，並 圖案化形成複數個絕緣區塊以完全覆蓋該些金屬塾。至於並它處 理步驟SHH及S115均與第一實施例晶圓處理方法相同，:於: 不另贅述。 、晴參考第7圖’其係、為本發明第三實施例之晶圓結構之局部上 :圖。第三實施例之晶圓結構大致上與第—實施例之晶圓結構相 2。唯不同的是，絕緣層23係沿切割道12延伸並覆蓋該些金屬 Η之相對二側邊；換言之，亦即該些金屬墊14之中間部分係 未破絕緣層23所覆蓋。為更詳細揭露本實施例之晶圓結構，請搭 配第7圖並參考第8圖。 。 第8圖係為本發明第三實施例之晶圓結構之縱向 穴U證 Η λ内、 ° ®中之線段CD剖面後，㈣箭頭方向觀看之-縱向剖面 圖。由第8圖可知’在晶圓結構上之切割道12内設有測試塾⑷， :旁則為晶粒l〇b、l〇c，晶粒10b、10c上方形成有凸塊n，用 从電性連接晶粒1〇b、1〇c與其他元件。測試墊14 護層1藉以完全覆蓋測試塾⑷，且保護層21亦同時覆= 201101380 l〇b、l〇c。然而’與第3圖不同的是，雖然絕緣層23形成於保護 層21之上’但是僅局部覆蓋該些金屬# 14，亦即絕緣層幻僅覆 蓋該些金屬墊Η相對二側邊。㈣割道12兩旁晶粒Π細結構 並非本發明之重要技術特徵，故於此不另贅述。 請參考第9圖，其係應用於本發明第三實施例晶圓結構之晶圓 處理方法之流程圖。晶圓處理方法與第—實施例之晶圓處理方法 大致相同。唯不同之處在於，第一實施例晶圓處理方法之步驟請7 係更換為執行步驟S11卜形成—絕緣層於切割道之保護層上，絕 緣層係沿切割道延伸並覆蓋該些金屬塾之相對二側邊。至於其它 處理步驟SHH及S115均與第—實施例晶圓處理方法相同，2 此不另贅述。 '
清參考第1G B ’其係為本發明第四實施例之晶圓結構之局部上 視圖。第四實施例之晶圓結構與第—實施例之晶圓結構大致相 同。唯不同的是，絕緣層23並非呈長條狀，而係包含複數個絕緣 區塊23a、23b、23c、23d、23e ’並沿平行切割道12之_延伸方 向上形成’且絕緣層23分別覆蓋該些金屬塾14之相對二側邊。 具體而言，絕緣區塊23a、23b、23c、23d、23e係可透過圖案化 形成於該些金屬塾14上。由於第四實施例之晶圓結構取與第三實 施例相同位置之線段進行剖面後’兩者之縱向剖面圖完全相同， 故於此不另贅述。 "月 > 考S 11 II ’其係應用於本發明第四實施例晶圓、结構之晶圓 處理方法之流程圖。晶圓處理方法與第—實施例之晶圓處理方曰法 大致相同。唯不同之處在於’第—實施例晶圓處理方法之步驟㈣7 201101380 係更換為執行步驟SU3，形成一絕緣層於切割道之保護層上，絕 緣層係沿平行㈣道之—延伸方向圖案化形成複數個絕緣區塊， 藉以覆蓋該些金屬塾之相對二側邊。至於其它處理步驟s⑻及 S115均與第—實施例晶圓處理方法相同，故於此不另資述。 '月多考第12圖’其係為本發明第五實施例之晶圓結構之局部上 視圖。第五實施例之晶圓結構包含複數個晶粒、複數個金屬塾Μ、 一保護層21及一絕緣層23。複數個日曰日粒包含晶粒i〇an、 10d，而本實施例僅針對晶粒1〇a、丨仙、收、刚及其相鄰區域 局部放大進行解說；需說明的是，前述之晶粒及金屬塾之數目僅 為闡釋本發明之目的，並非用來限制本發明。 與前述之各實施例相似，晶粒⑽、廳、咖、刚亦呈陣列排 列’各晶粒l〇a、10b、1〇c、1〇d間之相鄰區域係定義為一切割道 12’其中晶粒H)係經多道製程而形捕定電路
數個料（圖未示出），科上„形成電料衫件，例H Π，用以電性連接晶粒丨〇與其他元件，例如基板。 金屬塾14形成於切割道12上，金屬$ 14係為一測試塾⑷或 一對位塾143。保護層21形成於晶粒l〇a、l〇b、l〇c、10d的上方 .及周圍，並僅局部顯露出晶粒i〇a、I〇b、1〇c、刚上之鲜塾Η， 以供凸塊！1形成於局部露出之鲜藝15及保護層Μ上方。保護層 21並且形成於晶粒1〇a、隱、1〇c、刚間之切割㈣上覆甚 了切割道上之該些金屬墊14。絕緣層23形成於切割道η，： 保護層2丨之上。 而*兄明的疋’第五實施例與前述實施例不同之處在於，第五實 12 201101380 施例之絕緣層23係位於該些金屬墊14與晶粒1〇a、1%、丨加、i〇d 之間，*前述之實施例之絕緣層23係、至少局部覆蓋該些金屬墊 14。舉例來說，實施第五實施例時，絕緣層23可環繞部分晶粒 l〇b、10c而形成，而其他部分的晶粒1〇a、1〇d，則可於晶粒1如、 i〇d和金屬墊14相鄰之邊形成絕緣層23。前述絕緣層23之形成 位置僅用以說明，熟悉該技術領域之人應可推及完全採用絕緣層 環繞晶粒、完全採用晶粒和金屬墊相鄰之邊形成絕緣層，抑或結 合上述各實施例形成位置之實施態樣。 〇 第13圖係為本發明第五實施例之晶圓結構之縱向剖面圖，且係 /口第12圖中之線段EF剖面後，朝向箭頭方向觀看所得之一剖面 圖。由第13圖可知，在晶圓結構上之切割道12内設有測試墊141， 兩旁則為晶粒i〇b、i〇c，晶粒10b、10c上方形成有凸塊u，用 以電性連接晶粒l〇b、1〇c與其他元件。測試墊141的上方形成保 護層21 ’藉以完全覆蓋測試墊141，且保護層21亦同時覆蓋晶粒 l〇b 、 l〇c 。 ® 然而，第五實施例與第一至第四實施例不同的是，自切割道i2 之一表面至各晶粒10b、10c之一上表面間，各晶粒之一側表面係 界定出一垂直壁81，而絕緣層23至少覆蓋各晶粒l〇b、i〇c之垂 直壁81。以上所述並非僅限制在各晶粒1〇b、1〇^所界定出的垂直 差81’熟悉該技術領域之人應當可理解，凡實施如第五實施例時， 垂直土 81之形成適可推導至晶圓上之所有或部分之晶粒。因切割 道12兩旁晶粒之詳細結構並非本發明之重要技術特徵，故於此不 另贅述。 13 201101380 承上所述’絕緣層23之厚度不小於保護層21之厚度的1 $倍， 其中保護層21係晶圓製作中的最後一道製程，通常係為由氮化矽 (SixNx)與/或氧化矽（Si0x)所組成之鈍化層，用以防止水氣 侵入。而絕緣層23係由聚亞醯胺（p〇iyimide，ρι)、苯環丁烯 (Benzocyclobutene，BCB)及聚喹琳（Polyquin〇丨⑻之其中之一所 製成’並且絕緣層23係以旋轉塗佈（spin c〇ating)、印刷（㈣如叩） 或貼附一乾膜（dry film)而形成，其中乾膜係為一預成型之薄膜。 金屬塾14係與晶粒10内之佈設線路同時形成，用以測試各層佈 線的電性或用於晶圓製作過程中之對位，金屬墊14材質可選自 銅、紹或其他金屬材質。 第14圖係應用於本發明第五實施例晶圓結構之晶圓處理方法之 流程圖。晶圓處理方法包含下列步驟：首先，於步驟令，提 供-晶圓’晶圓具有複數個晶粒’該些晶粒係呈陣列排列，各晶 粒間之相鄰區域係定義為一切割道，自切割道之一表面至各晶粒 之-上表面間之各晶粒之―側表面界U —垂直壁，其中切割道 上具有複數個金屬塾，而該些晶粒與切割道上形成有—保護層以 覆蓋該些金屬塾。於步驟咖中，形成—絕緣層於切割道之保護 層上，絕緣層係位於金屬塾與晶粒之間，並至少覆蓋各晶粒之該 垂直土位於金屬塾與晶粒之間的絕緣層可環繞各晶粒之四邊而 开^成#者僅形成於各晶粒與金屬塾相鄰之一側邊。此外，需說 明的是’絕緣層之—厚度不小於保護層之-厚度的L5倍，且形成 絕緣層，步驟係由旋轉塗佈（_ __)法、印刷㈣㈣法 ^貼附乾膜（dryftlm)法所形成，其中乾膜係為—預成型之薄膜。 至上迷完成步驟，便得到第五實施例所述之晶圓結構。最後， 14 201101380 於步驟S209中，沿切割道切割晶圓 至少局部移除該些金屬墊。 以形成複數個單獨之晶粒 並 綜上所述，本發明所揭露之晶圓結構及其晶圓處理方法
=，塾:、可避免切割晶圓後殘留之金屬塾_而 日日粒’也可減少任何金屬或石夕殘渣飛減至晶粒上對已完 :路佈局的晶粒造成損傷或產生短路，或以絕緣層覆蓋晶粒之側 ，如此即便殘^之金屬㈣轉接觸到晶粒，亦可藉絕緣層防止 短路或漏電流的產生，是故缺升晶粒的良率。 上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闊釋本發明 之技，特徵’並非用來限制本發明之㈣。任何熟悉此技術者可 輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本 叙明之權利範圍應以申請專利範圍為準。 【圖式簡單說明】 第1圖係為本發明第—實施例之晶圓結構之上視圖； 第2圖係為本發明第一實施例之晶圓結構之局部上視圖； 第3圓係沿第2圖線段AB剖面之縱向剖面圖； 第4圖係為本發明第一實施例晶圓處理方法之流程圖； 第5圖係為本發明第二實施例之晶圓結構之局部上視圖； 第6圖係為本發明第二實施例晶圓處理方法之流程圖； 第7圖係為本發明第三實施例之晶圓結構之局部上視圖； 第8圖係沿第7圖線段CD剖面之縱向剖面圖； 第9圖係為本發明第三實施例晶圓處理方法之流程圖； 第10圖係為本發明第四實施例之晶圓結構之局部上視圖； 15 201101380 第11圖係為本發明第四實施例晶圓處理方法之流程圖； 第12圖係為本發明第五實施例之晶圓結構之局部上視圖 第13圖係沿第12圖線段EF剖面之縱向剖面圖；以及 第14圖係為本發明第五實施例之晶圓處理方法之流程圖 【主要元件符號說明】 1 晶圓 10a、10b、10c、lOd 晶粒 11 凸塊 .12切割道 14 金屬塾 141測試墊 143對位墊 15銲墊 21 保護層 23絕緣層 23a、23b、23c、23d、23e 81 垂直壁 絕緣層 16