CN1262004C

CN1262004C - 适用于接合垫与检测垫的金属垫结构

Info

Publication number: CN1262004C
Application number: CNB021082413A
Authority: CN
Inventors: 宁树梁
Original assignee: Nanya Technology Corp
Current assignee: Nanya Technology Corp
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2022-03-28
Also published as: CN1449032A

Abstract

一种接合垫区结构，设置于一具有电路的半导体晶片上，包括：一底部金属层，设置于半导体晶片表面，与其电路呈电性连结；一金属层间介电层，覆盖于底部金属层表面，且金属层间介电层内部嵌有与底部金属层接触的金属插塞结构；一顶部金属层，设置于金属层间介电层表面；以及一护层，设置于顶部金属层上，具有复数开口，露出顶部金属层欲供接合的部分以作为接合垫；其中该接合垫具有一标示性形状(marking shape)，以界定该接合垫于该半导体晶片上的相对位置。

Description

适用于接合垫与检测垫的金属垫结构

技术领域

本发明有关于半导体制程，特别有关于一种标示性形状(markingsharp)的金属垫(metal pad)。

背景技术

一般当晶圆上的集成电路制造完成之后，其表面的顶部金属层则界定成多个接合垫(bonding pad)，分别与其下的金属内连线结构成电性连接而完成IC晶片的制造。接着由晶圆上切割出IC晶片(die)后，则进行电子构装(Electronic Packaging)。

电子构装乃将IC晶片经由打线机(bonder)以金属线进行打线接合(wire bonding)，以连接IC晶片上的接合垫与构装基板或引脚架间的相对应的导脚。换言之，接合垫作为晶粒内部电路与外接信号导脚间的介面，而外接信号不外乎就是电源信号、接地信号、或输入/输出信号等等。

在一般典型的IC晶片中，主动电路元件如晶体管、电阻元件等，形成在晶片的中心位置(主动区)，而接合垫(bonding pad)则通常是布置在主动区域的周边，以避免后续打线接合的过程中伤害到主动区的元件。亦有些设计乃将接合垫布置于晶片中心位置，而主动电路元件则布于外侧。

然而，一般习知的接合垫结构通常为方形或矩形。会发生下列一些问题。参见图1，说明习知晶圆上的晶片排列。一般在晶圆10上形成多个晶片区域，如12A与12B，而其间有切割道16。在切割道16上，一般设置多个对准标记(marker，14A～14C)，作为制程中的对准之用。然而，在完成集成电路制程后，首先要将晶片区域从晶圆10上切割下来。对于晶片区域12A而言，切割时可藉由呈对角线的对准标记14A与14B进行对准，而对不完整的晶片区域12B而言，则缺乏对角线型的对准标记，因此，容易造成切割对准的问题。

接着以图2A与图2B，说明习知晶片上的接合垫设计。由图2A图可以看出，当晶片20A由晶圆上切割下来时，为矩形状，而其上的接合垫22A也为均等大小的矩形状，均匀配置于晶片20A两侧长边。而另一种接合垫的配置则如图2B所示，均等大小的接合垫22B，均匀配置于晶片20B的中央位置。在此类习知的接合垫配置中，当晶片20A或20B欲进行打线接合时，其内的电路设计往往有一定的方向性，而各接合垫需与接合的构件基板引脚，以特定位置接合。然而，由晶片20A与20B上，同为等大小矩形的接合垫22A与22B所构成的对称性晶片外观，难以藉以判定晶片与接合构件基板的对准位置。

相同的对准问题亦发生于晶片内部的电路。在IC晶片的制造中，为了电路设计制作或是线上检测之用，通常会在晶片上的特定内部电路设定检测区域。参见图3，说明习知的晶片电路中的检测垫设计。在晶片30上，在既定检测区域34中，内部的线路设计有检测金属垫(probe pad)36，此类非常微小的金属垫36提供制程人员以微小的检测探针，在显微镜下，进行晶片内部线路的电性测量。

对于检测人员而言，由于此类测试金属垫相当微小，一般为5×5μm，经由显微镜放大后，很难确认其连接的线路关系，造成电性检测上的困扰。

发明内容

为了解决上述晶片切割的对准问题，本发明的一个目的在于提供一种半导体接合垫区结构，可作为晶片切割时的对准标记之用。

本发明的再一个目的在于提供一种半导体接合垫区结构，可作为晶片接合时的对准标记之用。

本发明的另一个目的在于提供一种适用于半导体电路的检测垫区，藉以在进行电路检测时，辨识其连结的检测线路的布局。

根据本发明的一种接合垫区结构，设置于一具有电路的半导体晶片上，包括：一底部金属层，设置于半导体晶片表面，与其电路呈电性连结；一金属层间介电层，覆盖于底部金属层表面，且金属层间介电层内部嵌有与底部金属层接触的金属插塞结构；一顶部金属层，设置于金属层问介电层表面；以及一护层，设置于顶部金属层上，具有多个开口，露出顶部金属层欲供接合的部分以作为接合垫；其中该接合垫具有一标示性形状(marking shape)，以界定该接合垫于该半导体晶片上的相对位置。

在上述接合垫区结构中，该接合垫可以为“凸”形、“凹”形、“+”形或“『”形等等。

而上述接合垫结构中，顶部及底部金属层可以为铝铜合金或铝硅铜合金。而金属层间介电层可以为二氧化硅层。而护层可为二氧化硅层或硼磷硅玻璃层与氮化硅层。

根据本发明，更提供一种检测垫，用于一半导体电路中以量测电性，具有一标示性形状(markings hape)，以界定该检测垫于该半导体电路中的相对位置。

在上述检测垫中，检测垫可为“凸”形、“凹”形、“+”形或“『”形等等。而检测垫可以为铝铜合金或铝硅铜合金构成。

藉由上述接合垫区结构，晶圆的切割时的定位，除了以切割道上的对准标记进行对准外，更可以根据晶片上的具有方向性形状的接合垫作为对准参考点。而当晶片进行打线接合(bonding)时，更可藉由上述接合垫区结构作为接合定位依据。

而藉由上述具有一标示性形状的检测垫，更可提供检测人员在量测其内线路的电性时，可以轻易判别电路的相对位置。

附图说明

图1所示为习知晶圆上的晶片排列示意图。

图2A与图2B所示为习知晶片上的接合垫设计示意图。

图3所示为习知的晶片电路中的检测垫设计示意图。

图4所示为依据本发明的一实施例中的接合垫区结构示意图。

图5A～图5D所示为依据本发明的一实施例中的接合垫的标示性形状示意图。

图6所示为依据本发明的一实施例中的检测垫结构示意图。

具体实施方式

参见图4，说明依据本发明之一实施例中的接合垫区结构。首先在一具有半导体电路(未显示)的基底40上覆盖一底部金属层42，与基底中的半导体电路呈电性连结。底部金属层42可为铝铜合金或铝硅铜合金。而底部金属层42之上则覆盖一金属层间介电层44，此介电层可以为二氧化硅层(SiO₂)。在金属层间介电层44内部则嵌有与底部金属层接触的金属插塞结构46。而一顶部金属层48则设置于金属层间介电层44表面，籍由插塞46与底部金属层42成电性连结。顶部金属层48可为铝铜合金或铝硅铜合金，其表面则覆盖一护层49，如：硼磷硅玻璃层(BPSG)与氮化硅层(SiN)。

而在护层49上形成多个开口，露出顶部金属层48，作为接合垫50，其面积约为40×40μm。藉由顶部金属层48所形成的接合垫50，可供作晶片40从晶圆上切割下来后的金属线打线接合之用。而接合垫50具有一标示性形状(marking shape)，用以界定接合垫50于半导体晶片40上的相对位置。

参见图5A～图5D，说明依据本发明的一实施例中的接合垫的标示性形状示意图。如图5A～图5D所示，矩形晶片40上的接合垫的形状可以为“凸”形50A、“凹”形50B、“+”形50C或具有一直角缺角的矩形“『”50D。藉由上述多种具有一定向形状的接合垫，可以由特殊形状的接合垫50与晶片40之间的相对位置，藉以作为矩形晶片40在晶圆切割的定位参考点。另外，在矩形晶片40由晶圆上切割下来后，更可作为晶片40在进行打线接合时的定位点。虽然本发明列具上述形状的标示性的接合垫(marking-shapedbonding pad)，但本发明并非以此为限。

接着参见图6，说明本发明的一实施例中的检测垫(probe pad)结构示意图。在矩形晶片40上，最上层具有标示性的金属接合垫50，以定义矩形晶片40的相对位置。而在矩形晶片40的测定区域62上，其内部的欲检测的电路中设置有多个检测垫，而此等检测垫可以为铝铜合金或铝硅铜合金所构成，其面积范围约为5×5μm。其中，晶片40电路中所设置的检测垫具有特定的定位性形状，如“凸”形检测垫60A或具有一凹槽的矩形检测垫60B等等。

藉由上述特定形状的检测垫，当检测人员经由显微镜下观看矩形晶片40上的区域62时，可以藉由检测垫的形状或排列方向轻易判别其内部线路的相对关系，大幅提高检测线路时的方便性。虽然本发明列举上述标示性检测垫的形状，但本发明并非以此为限。

藉由本发明所提出的具有标示性形状(making shape)的金属垫，可适用于晶片表面的接合垫(boning pad)或者晶片内部电路中的检测垫(probe pad)。此种具有标示性形状的金属垫，其优点在于可以协助辨识矩形晶片的定位方向(marking arrayal)，大幅提升在晶圆切割或晶片接线打合时晶片方向的辨识度。再者，当作为晶片内部线路的检测垫时，可以在多层密布的线路中，快速辨识出线路间的相对关系，大幅提高检测人员对于线路的辨识度。

虽然本发明以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求书所界定者为准。

Claims

1.一种接合垫区结构，设置于一具有电路的半导体晶片上，其特征在于包括：

一底部金属层，设置于该半导体晶片表面，与该电路呈电性连结；

一金属层间介电层，覆盖于底部金属层表面，且该金属层间介电层内部嵌有与该底部金属层接触的金属插塞结构；

一顶部金属层，设置于该金属层间介电层表面；以及

一护层，设置于该顶部金属层上，具有多个开口，露出该顶部金属层欲供接合的部分以作为接合垫；其中至少一接合垫具有一标示性形状，以界定该接合垫于该半导体晶片上的相对位置。

2.根据权利要求1所述的接合垫区结构，其特征在于：该接合垫为“凸”形。

3.根据权利要求1所述的接合垫区结构，其特征在于：该接合垫为“凹”形。

4.根据权利要求1所述的接合垫区结构，其特征在于：该接合垫为十字形“+”。

5.根据权利要求1所述的接合垫区结构，其特征在于：该接合垫为具有一直角缺角的矩形“『”。

6.根据权利要求1所述的接合垫区结构，其特征在于：该顶部及底部金属层由铝铜合金或铝硅铜合金构成。

7.根据权利要求1所述的接合垫区结构，其特征在于：该金属层间介电层为二氧化硅层。

8.根据权利要求1所述的接合垫区结构，其特征在于：该护层为二氧化硅层或硼磷硅玻璃层与氮化硅层。

9.一种检测垫，用于一半导体电路中以量测电性，其特征在于：具有一标示性形状，以界定该检测垫于该半导体电路中的相对位置。

10.根据权利要求9所述的检测垫，其特征在于：该检测垫为“凸”形。

11.根据权利要求9所述的检测垫，其特征在于：该检测垫为“凹”形。

12.根据权利要求9所述的检测垫，其特征在于：该检测垫为十字形“+”。

13.根据权利要求9所述的检测垫，其特征在于：该检测垫为具有一直角缺角的矩形“『”。

14.根据权利要求9所述的检测垫，其特征在于：该检测垫由铝铜合金或铝硅铜合金构成。