TWI293188B - Semiconductor wafer and manufacturing process for semiconductor device - Google Patents

Description

1293188 九、發明說明： 【相關案件之參照】 號為美:明，以日本專利申睛案第2004—183892與2004 235020 〜為基礎，兹將其内容併入以作為參照。 〃 ·4-235020 【發明所屬之技術領域】 關於、^^版㈣法，尤其有 用於該方法成烟的半導體晶片之方法以及 【先前技術】 刀Uicing 固ί上（圖υ ;然後’以一稱為切割 圓切啊（./ Γ/、’沿著錄半導體W之區域間之晶 Kiiir I )來切割半導體晶圓^如此即形成刀刃 導體曰對^彳"f刀必鮮確地沿著晶圓切騎3來切割半 H形成於晶_割線3上’以對準標記作為引導記號^ ίΪ刀。對準標記41可由金屬薄膜製成，其中半導Ϊ晶d 位置可難ϋϋ 解標記41之 枯來 容許切片刀接受校準。這樣的 技術已揭路於例如日本公開專利公報$ 1989_304721號中。 此外，可在晶圓切割線3上形成一 TEG (測試元件^組，Test 士 ^ ’ teg可能包含金屬。這樣的技術已揭露於例 如日本公開專利公報第2002-176140號中。 近來，半導體晶片之尺寸有相當大程度的縮減。半導體晶片 5 1293188 之尺寸縮減增加了得自一片半導體晶圓之半導體裝置之數目。不 切割線與習用半導體晶圓之晶圓切割線具有相同寬 ς 了 ’在半導體晶圓之-區域上之晶圓切割線的比例便會增加。 導體晶圓賴加以縮減，以更增加得自一片半 ，而’當晶_割線具有比制半導體晶圓更小之寬 .，碎裂缺陷（chipping)可能在半導體晶片上造成損宝。 損i 半導體晶圓上之層間絕緣膜比半導體晶圓本身更易 “體 束照圖3所吾人已發展出一種技術’亦即以雷射光 圓切割:3 利用切割刀進行切割前，預先移除晶 公㈣層間絕緣膜。此技術已揭露於例如日本公開專利 =行 之區域。 τ衣缺不會延伸到其中形成有半_晶片 •體晶圓日目第巧㈣119號已描述將得自-片半導 •半導體晶圓H束大化的裝置。特別的是，已揭露-種 更小寬声表ΐίθθ_割線比位於較長邊緣間之晶圓切割線且有 (見其中之圖2f助__成於位於較短姐間之晶S)切割線f f發明内容】 在曰、門，月者今已發現上述之先前技術具有下列問曰頁 -^ 6 Ϊ293188 題，例如銲線CWire h \種^極塾片巧染會在後續製程中造成問 此問L'iiiii她ng)。隨著晶圓切割線之寬度日益變小， 根據本發明，提供一半導體晶圓，包含 且將㈣直之奸，其料第一寬度 其多m具ί比該第一寬度更小之第二寬度，且 ，，，片’係沿著該晶片區域之 屬^輔助圖案，設置於該晶圓切割線Ϊ上 且割線中，至少於鄰近在該晶片區域内之 案a亥電極墊片之该邊緣之一區域中的最外層表面無該輔助圖 得至^量了多充ΓΐΐίίΓ割線之寬度，以期由一片半導體晶圓 名證-曰同㈠叫a山 金屬之辅助圖案至少不存在於鄰近位 墊片之一區域之最外層表面。因此， 晶圓切割線上，以排除在切割前施行雷射照射度之第— 體⑽造方法’包含以下步驟： 經由雷射照射’崎鄕二晶_割 以刀刃切難第—與該第二晶圓切割線；私及 叉的嫩了蝴：娜刀割線交 在此製造方法中，包含含有金屬輔助義 — 並未以雷射光束加以照射’以至於避免了由金屬散射 l293l88 ’ Γί在以雷射光束照射第—與第二晶圓切割缞 染並物，因為交叉區域通常與電極分開，故電極塾片i 響，的轉體晶料财任何不卿 3導度，且以此方式可由一片半導體晶圓上得到儘^ 更進片半導體晶圓之半導體晶片之的數目； 線上之辅助®案散射崎之金屬之污染，盆中今+ 射Α射係用以移除半導體晶圓中之層間絕緣臈。 【實施方式】 將明目Γ將·iff ΐ實關祕此處朗本㈣。熟悉此項技藝者 之教科完成許多替代實施例，且本發明不 於為解釋目的而例示之實施例。 範例1 在m 本發明之最佳實施例，範例1將參照圖5與6加以敘述。 _ 5中，、χ-γ座標軸系統係用以於說明中方便地指示方向。 圖5為根據此範例之半導體晶圓之整體圖。 〜曰ί半導體晶圓1上，形成了多個半導體晶片（晶片區域)2。第 切割線31與第二晶圓切割線32插入於相鄰半導體晶片2 切宝曰換句話說，半導體晶圓1由第—晶圓切割線31與第二晶圓 M線32分成多個晶片區域2。 分^^如此處所用之名詞「晶圓切割線」，意指在將半導體晶圓1 區域固別的半導體晶片2時’由切割刀或切割雷射光束所切割之 曰由於半導體晶片2係排列成矩陣，第一晶圓切割線31與第二 曰曰N切割線32係形成於實質上互相垂直的兩方向。在圖5 ^範例 1293188 中，第一晶圓切割線31與第二晶圓切割線32係分別形成於X及Υ 方向。 具有第一寬度之晶圓切割線為第一晶圓切割線31，而具有小 於第一寬度之第二寬度之晶圓切割線為第二晶圓切割線32。輔助 圖案4係配置於較寬的第一晶圓切割線31處。在多條實質上平行 之第一晶圓切割線31間，形成了數條第二晶圓切割線32。 在此範例中，如圖5所示，有三條第二晶圓切割線32形成於 第一晶圓切割線31之間。在X及Υ兩方向，數條第二晶圓切割線 32係形成於多條實質上平行之第一晶圓切割線31之間。如圖5 所示，半導體晶圓1被第一晶圓切割線31分成諸特定區域，該特 鲁定區域被第二晶圓切割線32分成諸晶片區域。 此處，得自一片半導體晶圓1之半導體晶片2之數目可藉由 以一儘量低之頻率形成第一晶圓切割線31而增加。 只要可實施切割，則可儘量減少第二晶圓切割線32之寬度， 以將得自一片半導體晶圓1之半導體晶片2之數目最大化；只要 可形成輔助圖案4,且切割期間之碎裂缺陷對半導體晶片2上不產 生影響，則可儘量減少第一晶圓切割線31之寬度。 舉例來說，第一晶圓切割線之第一寬度可為60//m至120// m，而第二晶圓切割線之寬度可少於60//m。 圖6放大圖5中之區域S(圖5中劃影線之區域）。 ® 如圖6所示，半導體晶片2在鄰近晶圓切割線31、32之區域 内包含一電極墊片5。 更進一步來說，輔助圖案4僅配置於第一晶圓切割線31中， 而未配置於第二晶圓切割線32中；然而，條件是若輔助圖案4可 配置於第一晶圓切割線31與第二晶圓切割線32之間的交叉區 域。在此範例中，對準標記41與TEG 42之組合通稱為輔助圖案4。 接下來，圖6中所示之半導體晶圓之切割製程將參照圖7、8 與9加以救述。 如圖7或8所示，利用雷射光束照射第二晶圓切割線32，以 9 1293188 移除在第二晶圓切割線32中之層間絕緣膜，故溝 域10)即形成於第二晶圓切割線3 2中。因第二晶圓士照射區 =成辅助圖案’故電極塾片5絕不會受到包含中未 屬因雷射照射而散射之污染。 _圖案中之金 f7顯示經由雷射照射而在—第二晶圓切割綠 :丁，（雷射照射區域10)之範例。圖1〇A與⑽ =7切開所得之橫剖面圖。圖1〇A顯示其中溝槽 ΐϊ二達半導體晶圓1中之矽層16的範例，而圖i 中溝槽6並未抵達石夕層16的範例。 間B顯不其 圖8顯示經由雷射照射而在第二晶圓切

(t i〇)^ti, w 11A ^ 11B 顯示其中溝槽6係穿過層間絕緣臈7 6並未16繼，顯示其中溝槽 射光輔助職4之第—晶_割線31並未受到雷 射“染 片5絕不會因包含在輔助圖案中之金屬ί 生個別的半導Η 如此，即形成刀刃切割區域13,以產 之某些铸體ϋ曰20中，在根據此範例之切割製程 具有補助圖案4之殘射痕跡14之邊緣可能不 能具，助圖案之殘餘$跡;7而未f有料照射痕跡Μ之邊緣可 與在切與曰 11中在切割後之部分，圖12Α顯示圖ι〇Α 在切割後之第二^ =割，32，圖12Β顯示圖⑽與11Β 絕緣臈7係預先以雷j線32。由於第二晶圓切割線32中之層間 晶圓切割線中之边烈^、、、射移除，故透過層間絕緣膜7而發生在 具影響。 乂、陷對在半導體晶片2處之層間絕緣膜7不 1293188 ㈣第—晶圓_線31不包含溝槽，但晶圓切簡太套且右 足夠止碎顧歸缚在半_晶身膜、有 雜物擴散層所形成。此處，一對二f 屬、而是由摻 導致之反射係數差來識別。由推^^ =雜物漠度差所 配置在第二晶_線上，因為標記可 染絕不會在雷射照射期間發生。 斤化成之電極墊片污 圓1之表面I，形成於半導體晶 助圖案4係置放於距半導果包含金屬之* 此類的辅助圖案4可配置於盥第_θη ^表面之預定深度中 相鄰之區域。在此類實=，'中之η電剛 避免由散射金屬所造成之_塾卜二疋深度中時，， 助圖案4係形成於距第二晶圓切割線32之|外if兒明了 ：當与 之珠度中時，經由雷射照射第二晶目表面至少1. 5# 之金屬污染。輔助圖案配置於第二θ 32不致發生電極墊； 組成輔助圖案之金屬類型、32中之深度可根去 度而改變。然而，最好所使用之雷射， 割線中之電極塾片5相鄰之區域中補助_配置於與第二晶圓甘 在圖6中’對準標記41係 第 此交叉之區域中，且TEG 42# ;甲弟—晶圓切割線31狨 一區域、然而，不限於此配置，& 2弟厂晶圓切割線31 t之另 割線彼此交叉之區域中，而對準伊、 了 1成於其中弟一晶圓切 範例2 ' 了形成於另一區域中。 本發明之範例2將參照圖13加 此範例與範例1之不同處在於. 、辅助圖案410係配置於第二 1293188 之雷;^^日日圓切割線彼此交叉之區域係與形成於半導體晶片2上 410所ί分開，即使在金屬受到配置於此區域中之對準標記 _放射守，仍可實質上避免電極墊片5之污染。 最第二晶81切割線係彼此交叉之區域中之輔助圖案 / 準私冗，因為配置一些對準標記可改善對位準確性。 缺而，卜中’半導體晶圓1之切割方法係如範例1中所述。 S二了4fn成f其中第二晶_割線32係彼此交叉之區域中之 對準;^41n =细#射光束照射第二晶®洲線，以期留下 ί!ΐϊ; °。因為完整無缺的對準標記·可用於隨後的刀刀切 範例3 本ί明之範例3將參照圖U加以敘述。 ㈣f*乾例與範例1之不同處在於：在每-半導Π 2中，+ 形成於與兩相對邊緣9 成，且輔助圖案4係 他方向無電極墊片5。這 處曰曰函刀副線32上，而在其 將予以省略。 一祁"處將加以敘述，但其他元件之敘述 極墊片5受到污染。 口田射照射而散射時，亦可防止電 « 1 〇 輔助圖案4係形成於未與電極^曰曰固1。>在此範例中，由於 中，故雷射照射痕跡14與輔助圖片安上才巧之弟二晶圓切割線32 片上之無電極墊片5之邊緣中。^ 哏趴17兩者可能留在個別晶 範例4 本發明之範例4將參照圖16加以_。 1293188 此範例與範例1之不同處在於.笸二a 於第-晶圓切割線31。舉例來ί，第弟:二”割線33之寬度大 120//m夕宫斿丄』田1 弟二晶圓切割線33可具有大於 樓。此嫩版剩，输元狀敘^以 第三晶圓切割線33要夠甯，以陡u 士、替_ 刀刀切割_之碎裂缺陷所影響 生於 雷射3射而气ίΓ曰f=l3中，且組成辅助圖案4之金屬經 5。“、、射*捕％，金屬亦無法抵達轉體晶片2中之電極塾片 因此，可沿著在相鄰半導體晶片2中且 圖案4形成於第三晶圓切割線^上二 般加切割線31與第二細蝴線32係如細1中所述 於巾，例如在K 6巾所示’第―關切齡31係形成 直之方向上，且辅助圖案4 (尤其是TOs 42)係以十 子形方式來配置。此配置之優轉在下文加以敛述。 靜=492包裝置及—塾片，該I置係例如用以檢查製造半 導體曰曰片2之製程效能之電晶體’而該墊片係將該裝置電力連接 至外部構件。吾人可根據檢查類型及/或待檢查之步驟，而形成多 ，類型式之TEG。在目前的半導體晶圓巾，可形成2〇種類贺式之 TEG 〇 再者，因為隨著近來半導體晶圓之尺寸變大，製造時之位置 差異已產生於-ϋ半導體晶圓上，故TEG係形成於半導體晶圓之 整個表面上。 此處，將敘述用以在圖17中之半導體晶圓丨上之區域p及Q 内檢查製造方法效能之實例。在這些區域中，具有以固定間隔形 成之相等數目的TEG ;且區域P及Q具有相等面積。 如果將TEGs排成直線，隨著TEGs的數目增加，有些TEG即 1293188 在區域p外部。因此，其無法用以檢查p内之區域。 >面，本發明將其排列成十字形是相當有_，因為相 較於區域p而言，在區域q中可置放更多teg。 之r 本發明並不限於上述實施例，在不偏離本發明 之耗I精神的情況下，可對實施例純修改及變化。 【圖式簡單說明】 圖半導體晶圓之平面示· 示在習用切哥方法中之雷射照射製程。 圖4顯不圖3中之切割後之半導體晶圓。 中之半導體晶圓之平= 圖6為圖5之部分放大圖。 ^口 圖7顯示根據本發明之製程中 圖8顯示根據本發明之製射製程。 ,9顯示圖7與8中之;:導=程。 圖10Α為沿圖7之線^，切^^體:囫。 圖10Β為沿圖7之線fA，切面圖。 圖11Α為沿圖8之線b_b，^:C面圖。 圖11B為沿圖8之線柯之㈣面圖。 圖12A為圖i 0A與！! A中之切3二于J橫剖面圖。 圖12B為圖ι〇β與HE中之士宝 半導體晶圓的橫剖面圖。 圖13為範例2中之半導刀^後之半導體晶圓的橫剖面圖。 圖14為範例3中之半=曰=部分放大圖。 圖15顯示圖14中之^放大圖。 _說明_排歹：放大圖。 14 1293188 【主要元件符號說明】 1〜半導體晶圓 2〜半導體晶片區域 3〜晶圓切割線 4〜輔助圖案 5〜電極墊片 6〜溝槽 7〜層間絕緣膜 8〜兩相對邊緣 9〜兩相對邊緣 10〜雷射照射區域 12〜半導體晶片 13〜刀刃切割區域 14〜雷射照射痕跡 16〜碎層 17〜輔助圖案之殘餘痕跡 20〜半導體晶片 31〜第一晶圓切割線 32〜第二晶圓切割線 41〜對準標記 42〜測試元件群組(TEG，Test Element Group) 410〜輔助圖案 P〜區域 Q〜區域 S〜區域 15

Claims (1)

1. ^93188 十、申請專利範園·· 1 —種半導體晶圓，包含 圓切沿著兩互婦直之方向延伸，該第-晶 第二晶圓切宝彳線將#;小於该弟一寬度之第二寬度，該 -雷11 f 域分成多個半導體晶片區域； 一含全屬輔助該晶片區域之邊緣而形成；及 4配置於該晶圓切割線中， 於鄰近該+導體’該含金屬_®鼓少不存在 最外層表©。 4中之具有該電極塾片之邊緣之-區域的 2石如申請專利範圍第丨項之半導體 热 不存在於該第二晶圓切割線中。 -中h金屬辅助圖案 圖案 3.如申請專利範圍第1 a ^ 係形成於雜二晶_觀彳巾該含金屬輔助 為-對申準辄圍第3項之半導體晶圓’其中該含金屬輔助圖案 5.如申請專利範圍第1項之半 甘士斗#〜 _至12_，兩者皆包含在内，且ΐ二寬度為為6〇 6·如申請專利範圍第丨項之 圖案係細蚊帛-晶_崎^：^;^^目^含金屬辅助 7.如申請專利範圍第1項之半導 晶圓切割線，具有-大於該；?更進—步包含多條第三 ^見度之第三寬度，其中一含金屬 16 1293188 輔助圖案係形成於該第三晶圓切割線中。 8.如申請專利麵第7項之铸體晶圓， 至120#m，兩者皆包含在内，贫第_办^以弟見度為恥 第三寬度為大於。 $ —讀為小於，且讀 9. 一種半導體裝置之製造方法，包含 製備如申請專利範圍第^=2，· 及 、之任-項所述之半導體晶圓； 以一雷射光束來照射，於該第_曰 以一刀刃來切割該第一晶圓切害成一溝槽；.並 又 處以外的部分不曰射5除了與該第二晶圓切割線交 10·=ίϊ料置之製造方法，包含以下牛驟. 項之半導體^ 成·^槽；及、示了對準標記外之該第二晶圓切割線中形 刀刀切割該第-晶圓切割線與該第二晶圓切割線。

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