裂缝停止结构及其形成方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体结构，其含有一底材、一集成电路、及一切割道。所述底材包含一切割道区与一电路区。集成电路设于电路区内，而切割道设于切割道区内，并含有一设在底材中且邻近电路区的裂缝停止沟槽。裂缝停止沟槽与电路区的一侧平行并填有栅格形式的复合材质，以形成一裂缝停止结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种裂缝停止结构及在切割道中形成裂缝停止结构的方法，特别是关于一种填有单一介电材质的裂缝停止结构及在切割道中形成此裂缝停止结构的方法。
技术介绍
半导体制造商一直以来都试着要缩小集成电路中晶体管的尺寸来改进其芯片效能，此举将能同时增加器件的速度与密度。对次微米科技而言，电阻电容的延迟效应(RCdelay)变成了影响器件效能的主因。为了进一步 的改良，半导体集成电路制造商被迫要改用新的材料，以期藉由降低互连结构的线电阻或是藉由降低层间介电质(ILD)的电容来减少电阻电容延迟。对此问题，目前业界已藉由以铜(电阻值比铝要低上约30% )来取代铝互连结构的作法而达成了显著的改善，而以其它的低介电值材料来进行取代将可有进一步的改良。在现有技艺的铝互连技术中，铝会形成一自我保护、钝化的氧化层，而形成的裂缝停止结构会避免裂缝穿越后段制程(BEOL)的介电质进入集成电路芯片区。然而，使用低介电值材料的相关缺点之一在于，几乎所有低介电值材料的机械强度皆比习用的氧化硅介电质(如氟硅玻璃FSG或未掺杂硅玻璃USG)来得低。使用低介电值材料的另一个问题在于其黏着能力。不论是两相邻低介电值层结构之间的界面，或是一低介电值层结构与其不同的介电层结构之间，其皆无法达到接下来晶圆处理工艺的需求，如晶圆切割等动作，其通常用来将一半导体晶圆机械性切割为多个独立的集成电路芯片。现今业界对切晶技术已有相当高程度的开发。切晶步骤的其中一个限制在于，裂缝会从切割线侧向延伸到半导体与绝缘材质中。由于这些裂缝，水气与污染物可以轻易穿过主动电路区并使得电子器件的效能开始严重劣化。就算是现在，裂缝的产生相对于电路芯片的微型化而言依旧是工艺中最重要的限制。此外，由于裂缝在热与机械应力的影响下容易成长并扩散，因而最终危及集成电路的功能性，因故这些裂缝也代表了很高的可靠性风险。目前业界已发现在进行切晶工艺期间或之后，低介电值层结构之间会有所谓的「界面脱层」现象发生，使得集成电路芯片的效能劣化。有鉴于上述缺失，目前业界仍需解决因切晶工艺所导致的介电结构间界面脱层现象的不良传播等问题。
技术实现思路
因此，本专利技术在第一态样提出了一种具有裂缝停止结构的半导体结构。所述半导体结构包含一底材、一集成电路、及一切割道。所述底材含有一切割道区与一电路区。所述集成电路设在所述电路区中。所述切割道设在所述切割道区中并含有一设在所述底材中邻近所述电路区的裂缝停止沟槽。所述裂缝停止沟槽与所述集成电路的一侧平行并填有一介电材质。在本专利技术一实施例中，所述半导体结构还含有设在所述切割道区内的一测试垫。在本专利技术另一实施例中,所述半导体结构还含有一保护圈结构而围绕着所述电路区。在本专利技术另一实施例中，所述介电材质选自下列其中一材料多孔性低介电值材料、聚亚酰胺、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅。在本专利技术另一实施例中，所述底材包含一层间介电层、一金属间介电层、及一浅沟槽隔离结构。如此，所述裂缝停止结构会穿过所述层间介电层、所述金属间介电层、及所述浅沟槽隔离结构的至少其中一者，而被嵌设在所述底材中。在本专利技术另一实施例中，所述裂缝停止结构的宽度至少为所述切割道宽度的十分 之一 O在本专利技术另一实施例中，所述裂缝停止沟槽包含一多层结构，且所述多层结构中的至少一层呈非平坦状。在本专利技术另一实施例中，所述介电材质的表面低于所述切割道的表面。在本专利技术另一实施例中，所述介电材质的表面高于所述切割道的表面。在本专利技术另一实施例中，所述半导体结构还包含一侧边裂缝停止沟槽，其嵌入所述底材中并填有所述介电材质。如此一来，所述裂缝停止沟槽会设在所述侧边裂缝停止沟槽与所述集成电路之间。本专利技术在第二态样提出了一种用来在切割道中形成裂缝停止结构的方法。首先，提供一具有一切割道区及一晶粒区的衬底。在所述电路区内形成有一集成电路。在所述衬底上形成有一层间介电层以覆盖住所述集成电路。接着，在所述层间介电层上形成一金属间介电层。在所述切割道区内形成一裂缝停止沟槽，其穿过所述层间介电层与所述金属间介电层的至少其中一者；以及之后在所述裂缝停止沟槽中填入一介电材质以形成一裂缝停止结构。在本专利技术一实施例中，所述介电材质是选自下列其中一材料多孔性低介电值材料、聚亚酰胺、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅。在本专利技术另一实施例中，所述裂缝停止结构的宽度至少为所述切割道宽度的十分之一 O在本专利技术另一实施例中，所述介电材质的表面会低于所述金属间介电层的表面。 在本专利技术另一实施例中，所述介电材质的表面会高于所述金属间介电层的表面。本专利技术在第三态样中提出了一种用以在切割道中形成裂缝停止结构的方法。首先，提供一含有一切割道区、一晶粒区、及一第一沟槽的衬底。在所述电路区内形成有一集成电路。在所述衬底上形成有一层间介电层以覆盖住所述集成电路。所述层间介电层包含设在所述切割道区内并连接着所述第一沟槽的一第二沟槽。在所述层间介电层上形成有一金属间介电层，所述金属间介电层包含设在所述切割道区内并连接着所述第二沟槽的一第三沟槽。之后在所述第一沟槽、所述第二沟槽、及所述第三沟槽中形成由介电材质所构成的一裂缝停止结构。在本专利技术另一实施例中，所述介电材质为氧化物。在本专利技术另一实施例中，所述裂缝停止沟槽的宽度至少为所述切割道宽度的十分之一。在本专利技术另一实施例中，所述用以在切割道中形成裂缝停止结构的方法还包含形成所述介电材质的层间介电层以部分填满所述第一沟槽来形成所述第二沟槽，以及形成所述介电材质的金属间介电层以部分填满所述第二沟槽来形成所述第三沟槽并同时形成所述裂缝停止结构，使得所述第三沟槽中所述介电材质的表面低于其余所述金属间介电层的表面。在本专利技术另一实施例中，所述用以在切割道中形成裂缝停止结构的方法还包含形成所述介电材质的层间介电层以部分填满的第一沟槽来形成的第二沟槽、形成所述介电材质的金属间介电层以部分填满所述第二沟槽来形成所述第三沟槽，并在所述第三沟槽中填入所述介电材质以形成所述裂缝停止结构，使得所述介电材质的表面高于所述金属间介电层的表面。在本专利技术另一实施例中，所述用以在切割道中形成裂缝停止结构的方法还包含在形成所述层间介电层前先在所述第一沟槽中填入所述介电材质、在形成所述金属间介电层前先在所述第二沟槽中填入所述介电材质、以及在所述第三沟槽中填入所述介电材料以形成所述裂缝停止结构。附图说明图1-7描绘了一种用以在切割道中形成裂缝停止结构的方法；图8描绘了本专利技术具有裂缝停止结构的半导体结构。其中，附图标记说明如下101衬底121测试垫102切割道区140层间介电层103电路区141/141’第二沟槽105/105> 第一沟槽(浅沟槽隔离结构)150金属间介电层106/107/108 介电材质151/151’ 第三沟槽109底材160裂缝停止沟槽110 集成电路 161 裂缝停止结构111 保护圈结构 165 侧裂缝停止沟槽120 切割道166 侧裂缝停止结构具体实施例方式本专利技术在第一态样中提出了一种用以在切割道中形成裂缝停止结构的方法。图1-7即绘示此方法。然而，本专利技术方法中有多种可能的实施态样。首先，如图1所示，方法中供有一衬底101。衬底101可为半导性材质(如硅)，且其含有至少两个区域，即一切割道区102与一电路区103。电路区103是用来容纳集成电路，如金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构，其特征在于，包含：一底材，具有一切割道区与一晶粒区；一晶粒，设置在所述晶粒区中；及一切割道，设置在所述切割道区中并包含嵌在所述底材中且邻近所述晶粒的一裂缝停止沟槽，其中所述裂缝停止沟槽与所述晶粒的一侧平行并填有一介电材质。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄则尧，陈逸男，刘献文，
申请(专利权)人：南亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：