专利名称：晶片的制造方法与多项目晶片的制作方法
技术领域：
本发明关于半导体制造，且特别关于多项目晶片(Multi Project Wafer, MPW)与其制造方法。
背景技术：
多项目晶片(Multi Project Wafer, MPW)模式允许在同一晶片中制造不同 元件(或集成电路)并使用相同的掩膜组。在多项目晶片服务中，不同的元 件可使用不同的设计、不同的工艺技术及/或不同数目的掩膜层。多项目晶片 允许半导体晶片代工在许多不同的客户之间分割晶片与掩膜的成本以降低 每个客户的成本。多项目晶片对进阶的工艺发展，例如90 nm、 60 nm与45 nm 技术具有优势。
在一般多项目晶片服务中，例如由中国台湾集成电路制造公司所提供的
"cybershuttletm"所制造的晶片，包括两种以上的晶粒以提供给两个以 上的客户。之后将晶粒切割，然后拣选各类型的晶粒以给予个别的客户。
然而，交付此种裸露的晶片并不能符合一些客户在晶片上执行客户端性 能测试与系统级封装发展的需求。
发明内容
本发明提供一种晶片的制造方法，包括制造半导体晶片，其具有多个 晶粒，包括至少可操作的第一型晶粒与可操作的第二型晶粒，而该第二型晶 粒不同于该第一型晶粒；使该第二型晶粒无法操作而维持该第一型晶粒可操 作；以及提供晶片，其具有可操作的该第一型晶粒与无法操作的该第二型晶 粒位于其上，以测试该第一型晶粒。
如上所述的晶片的制造方法，其中所述多个晶粒具有后段工艺层，且使 该第二型晶粒无法操作的步骤包括形成多个切割口以至少切穿该第二型晶 粒的后段工艺层。如上所述的晶片的制造方法，其中该形成多个切割口的步骤包括使用激 光或晶粒切割。
如上所述的晶片的制造方法，其中所述多个晶粒具有后段工艺层，且使 该第二型晶粒无法操作的步骤包括至少蚀刻穿过该第二型晶粒的后段工艺层。
如上所述的晶片的制造方法，还包括在该蚀刻前提供保护材料于该第 一型晶粒之上；以及在该蚀刻后将该保护材料自该第一型晶粒上移除。
如上所述的晶片的制造方法，其中该晶片为多项目晶片。
如上所述的晶片的制造方法，其中该制造步骤包括根据第一客户的设 计制造该第一型晶粒；以及根据第二客户的设计制造该第二型晶粒，其中该 第一客户不同于该第二客户。
如上所述的晶片的制造方法，其中该提供步骤包括提供该晶片给该第一 客户，该晶片具有可操作的该第一型晶粒与无法操作的该第二型晶粒。
如上所述的晶片的制造方法，其中该第一客户执行下列步骤研磨该晶 片背面；在研磨后切割该晶片，以得到单独的该第一型晶粒；以及将该第一 型晶粒装入单独的封装体中。
如上所述的晶片的制造方法，其中该制造步骤包括维持未图案化环在晶 片不含任何晶粒的周边上。
如上所述的晶片的制造方法，其中该未图案化环的半径尺寸至少约10mm。
本发明提供另一种晶片的制造方法，包括制造半导体晶片，其具有多 个晶粒，包括至少可操作的第一型晶粒与可操作的第二型晶粒，而该第二型 晶粒不同于该第一型晶粒；切穿或移除该第二型晶粒的多个后段工艺层以使 该第二型晶粒无法操作，而维持该第一型晶粒可操作；以及提供晶片，其具 有可操作的该第一型晶粒与无法操作的该第二型晶粒位于其上，以测试该第 一型晶粒。
本发明还提供一种多项目晶片，包括多个可操作的第一设计晶粒；多 个无法操作的第二设计晶粒，该第二设计不同于该第一设计。上述多项目晶 片具有未图案化环在该晶片的外围，而未图案化环位于该晶片具有该第一设 计晶粒与该第二设计晶粒的 一侧上。如上所述的多项目晶片，其中所述多个无法操作的第二设计晶粒具有多 个切口于其上表面上。
如上所述的多项目晶片，其中该第二设计晶粒具有后段工艺层，且该切 口延伸穿过该后段工艺层。
如上所述的多项目晶片，其中该未图案化环的半径尺寸至少约10mm。 本发明可以使对每个客户所提供的晶片上只有此客户的晶粒为可操作，
而根据其他客户所设计的晶粒则为无法操作或被完全移除。
为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下面特
举优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
图1显示制造多项目晶片的实施例的方法流程图。 图2显示图1中使晶粒无法操作的步骤的细部步骤。 图3显示多项目晶片的平面图。
图4显示经过使第二型晶粒无法操作的步骤后的图3的平面图。
图5显示图4的剖面图。
其中，附图标记说明如下
100 制造一晶片，其具有第一型晶粒、第二型晶粒以及10mm的未图 案化环
102 使第二型晶粒无法操作而维持第一型晶粒可操作 104 提供给第一客户具有操作的第一型晶粒与无法操作的第二型晶粒 的晶片
106 对第一型晶粒进行晶片级测试
108 贴上背面研磨胶带
110 晶片的背面研磨
112 水洗
114 切割晶片
116 将第一型晶粒装入封装体中 210 以晶粒锯形成切口穿过后段工艺层 220 以激光锯形成切口穿过后段工艺层230 对第一型晶粒提供保护材料
231 蚀刻第二型晶粒以移除后段工艺层
232 从第一型晶粒移除保护材料
A、 B、 C、 D、 E 晶粒
300 晶片
302 未图案化环
304 背面研磨胶带
306 后段工艺层
310 未图案化环302的半径尺寸
具体实施例方式
图1为实施方法的流程图。图3-图5显示由图1的方法所制得之晶片。
在步骤IOO (图l)，制造半导体多项目晶片300 (图3)，其具有多个 晶粒(A、 B、 C、 D与E)。晶粒A-E包括至少可操作的第一型晶粒A与可 操作的第二型晶粒B，而第二型不同于第一型。依照一个或多个客户的需求 可制造许多型的晶粒。在一些实施例中，根据第一客户的设计制造第一晶粒 A，且根据第二客户的设计制造第二晶粒B，而第二客户与第一客户不同。
在步骤102中，使第二型晶粒B变为不可操作，而维持第一型晶粒可操 作。此步骤可通过各种技术来执行，而相关的例子将于以下图2中的叙述中 讨论。图4显示使第二型晶粒B无法操作后的晶片。在图4中。晶粒B、 C、 D与E皆以斜线显示，代表其皆变为无法操作。
通过使第二型晶粒B变为无法操作，此方法允许使用多项目晶片服务， 以使用单一掩膜组于单一晶片上制造多个不同的集成电路设计，且可将整个 晶片交付给第一客户，仍可保护第二客户的知识产权(设计)不被第一客户 所取得。在一些实施例中，将对第二型晶粒的电路进行扰乱、切断、移除或 短路的动作。在一些实施例中，将后段工艺(back-end-of-line)内连线层切穿。 在一些实施例中则将后段工艺内连线层移除。
在以下所叙述的实施例中，至少使一种类型(第二型晶粒B)的晶粒无 法操作，但也可使任意数种类型的晶粒无法操作。优选地，假设为第一客户 制造第一型晶粒A，则所有为第一客户所制造的晶粒皆维持完整且可操作，而所有为其他客户所制造的晶粒则使其无法操作。然而，在其它实施例中， 如果第一客户希望一个晶片只有一种类型的可操作晶片，也可让第一客户的 其它型晶粒(例如晶粒C)变为无法操作。
回到图l、图4与图5，在步骤104，提供晶片给第一客户，其上具有可 操作的第一型晶粒A与无法操作的第二型晶粒B以测试第一型晶粒A。
在歩骤106中，在执行切割步骤之前，第一客户执行晶片300上的第一 型晶粒A的晶片级测试。在一些实施例中，第一客户可省略晶片级测试步骤 (例如，第一客户只对系统级封装(SiP)感兴趣)。
在步骤108-112，在一些实施例中，第一客户执行背面研磨操作以减少 晶片的厚度。例如晶片300的原始厚度可能为31密尔(mil)(775 )im)，但第一 客户希望将晶粒装入为大小为6-12密尔(150-330 pm)的晶粒所设的封装体。 本发明的方法允许多项目晶片客户在完整的晶片上执行背面研磨。如果第一 客户所要使用的封装体可接受原晶片的厚度而不需研磨，则可省略步骤 108-112。
在步骤108中，在晶片300的主动侧上贴上背面研磨(backside grinding, BG)胶带304，如图5所示。背面研磨胶带304保护晶片的主动侧。
在步骤110中，第一客户在晶片300上执行背面研磨。
在步骤112，在研磨步骤期间，执行水洗步骤以从晶片300冲掉被刮下 的材料，并冷却晶片与研磨砂轮(未显示)。
在一些实施例中，晶片300在主动面上具有未图案化环302位于晶片300 的周边。未图案化环302不具有任何晶粒A-E。发明人已确认，在无外围未 图案化环302的情况下实施水洗会导致研磨力量(grindingforce)不均匀。而不 均匀的研磨力量会使晶粒300破裂。反之，在实施水洗期间，如果具有外围 未图案化环302可使研磨力量更均匀且减少晶片300的破裂。不受限于特定 理论，外围未图案化环302改善了背面研磨胶带304的密封作用，而维持更 均匀的压力。在一些实施例中，未图案化环302的半径尺寸310至少约为10 mm。
在步骤114中，在背面研磨步骤后切割晶片300，以得到单独的第一型 晶粒。若晶片300包括一种以上为第一客户所制造的晶粒，且所有为第一客 户所制造的晶粒皆维持在可操作的情况下，而接着对第一客户的晶粒进行分类。
在步骤116中，由客户将第一型晶粒装入单独的封装体中。
图2为使第二型晶粒无法操作的步骤102的流程图。图2显示三个可执 行的替代方法。而此三个替代方法仅为举例说明，并不限制于此。
图2假定第二型晶粒B具有多个后段工艺内连线层306，其用来连接晶 粒的外部电极与晶粒主动面上的电极。例如后段工艺层306可包括多个介电
层，其具有第二层金属(M2)至最上层金属(MT)与顶部保护层，以及用来连接
多个金属层的导孔层。
在步骤210中，根据替代步骤，可使用晶粒锯(即钻石刀)或其它机械 切割器形成多个切口，以至少穿过后段工艺层306。在一些实施例中，可视 需要将切口延伸得比后段工艺层306的底部还深，且可延伸进入基底主动层 的表面。通过切穿所有后段工艺层306，切断晶粒基底主动层上的电极与晶 粒外部端的连接，摧毁第二客户的晶粒的内金属介电层。在一些实施例中， 可形成具有整齐间距的切口，且使切口互相接近以切断穿过晶粒的主要电 路。在另一实施例中，切口形成在晶粒特别位置，以相对较小(或少)数目 的切口来切断所有基底主动层上的电极与外部电极之间的所有内连接途径。 在一些实施例中，当切口彼此太靠近而结合，则实质上是把研磨后段工艺层 306整个移除。
在步骤220，在替代实施例中，使用激光形成多个切口至少穿过后段工 艺层306步骤。适合的激光包括紫外线二极体激光(UV diode laser)或二氧化 碳激光(C02 laser)。
在步骤230-232，在一些实例中，使第二型晶粒无法操作的步骤包括至 少蚀刻穿过第二型晶粒B的后段工艺层306。
在步骤230，在蚀刻步骤前形成保护材料(例如光致抗蚀剂)于第一型 晶粒A之上。
在步骤231中，执行干(等离子体)或湿蚀刻以移除第二型晶粒B，而 不损伤第一型晶粒A，且不移除外围未图案化环302。可使用任何适合移除 晶片基底与层间介电(interlayer dielectric, ILD)材料的等离子体与蚀刻剂。 在步骤232中，在蚀刻步骤后自第一型晶粒A移除保护材料。 本领域技术人员可轻易使用其它技术来使第二型晶粒B变成无法操作。图4与图5显示多项目晶片300的例子，其己可交付给第一客户。 晶片300例如可为硅基底、III-V化合物基底、硅/锗基底或绝缘层上硅 基底。
晶片300的内连线层306包括多个介电层与金属层，具有介层孔连接连 续的两金属层。介电层可包括，例如氮碳化硅(silicon carbon nitride)层、氧碳 化硅(silicon carbon oxide)层、氧化层、氮化层、氮氧化层或其他具有不同蚀 刻选择比的介电层或上述的组合。介电层可通过例如化学气相沉积来形成。 金属层可包括，例如铜或铝。
晶片300具有多个可操作的第一设计的晶粒A。晶片300具有多个无法 操作的第二设计的晶粒B，而第二设计与第一设计不同。在图4的实施例中， 额外的晶粒C、 D与E也显示为斜线，代表也将其变成无法操作。晶片300 具有未图案化环302在晶片的外围上，而未图案化环位于晶片具有该第一设 计晶粒A与该第二设计晶粒B的一侧上。未图案化环302的半径尺寸至少为 约10mm。
在图4中，斜线所显示的无法操作的第二设计晶粒B，具有多个切口位 于其顶部表面上且延伸穿过后段工艺层306，或者是将其具有的后段工艺层 306移除(如图5所显示)。
本领域技术人员可轻易了解，可对晶片或晶片组使用相同的掩膜组，让 其中的第二客户的第二型晶粒B维持在可操作的情况下，且使晶粒A、 C、 D与E变成无法操作，以保护第一与其他客户的知识产权。而第二客户只可 对其所有的第二型晶粒B进行测试。
可提供额外的晶片给予剩余晶粒C、 D与E的客户。在每个例子中，对 每个客户所提供的晶片上只有此客户的晶粒为可操作，而根据其他客户所设 计的晶粒则为无法操作或被完全移除。
虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限制本发明，本领 域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许变更与修饰，因此 本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1.一种晶片的制造方法，包括制造半导体晶片，其具有多个晶粒，包括至少可操作的第一型晶粒与可操作的第二型晶粒，而该第二型晶粒不同于该第一型晶粒；使该第二型晶粒无法操作而维持该第一型晶粒可操作；以及提供该晶片，其具有可操作的该第一型晶粒与无法操作的该第二型晶粒位于其上，以测试该第一型晶粒。
2. 如权利要求1所述的晶片的制造方法，其中所述多个晶粒具有后段工 艺层，且使该第二型晶粒无法操作的步骤包括形成多个切割口以至少切穿该 第二型晶粒的后段工艺层。
3. 如权利要求2所述的晶片的制造方法，其中该形成多个切割口的步骤 包括使用激光或晶粒切割。
4. 如权利要求1所述的晶片的制造方法，其中所述多个晶粒具有后段工 艺层，且使该第二型晶粒无法操作的步骤包括至少蚀刻穿过该第二型晶粒的 后段工艺层。
5. 如权利要求4所述的晶片的制造方法，还包括 在该蚀刻前提供保护材料于该第一型晶粒之上；以及 在该蚀刻后将该保护材料自该第一型晶粒上移除。
6. 如权利要求l所述的晶片的制造方法，其中该晶片为多项目晶片。
7. 如权利要求l所述的晶片的制造方法，其中该制造步骤包括 根据第一客户的设计制造该第一型晶粒；以及根据第二客户的设计制造该第二型晶粒，其中该第一客户不同于该第二 客户。
8. 如权利要求7所述的晶片的制造方法，其中该提供步骤包括提供该晶片给该第一客户，该晶片具有可操作的该第一型晶粒与无法操作的该第二型客户
9. 如权利要求8所述的晶片的制造方法，其中该第一客户执行下列步骤研磨该晶片背面；在研磨后切割该晶片，以得到单独的该第一型晶粒；以及将该第一型晶粒装入单独的封装体中。
10. 如权利要求1所述的晶片的制造方法，其中该制造步骤包括维持未 图案化环在晶片不含任何晶粒的周边上。
11. 如权利要求io所述的晶片的制造方法，其中该未图案化环的半径尺 寸至少约10mm。
12. —种多项目晶片，包括多个可操作的第一设计晶粒；多个无法操作的第二设计晶粒，该第二设计不同于该第一设计；以及 未图案化环在该晶片的外围，而该未图案化环位于该晶片具有该第一设 计晶粒与该第二设计晶粒的一侧上。
13. 如权利要求12所述的多项目晶片，其中所述多个无法操作的第二设 计晶粒具有多个切口于其上表面上。
14. 如权利要求13所述的多项目晶片，其中该第二设计晶粒具有后段工 艺层，且该切口延伸穿过该后段工艺层。
15. 如权利要求12所述的多项目晶片，其中该未图案化环的半径尺寸至 少约10 mm。
全文摘要
本发明提供一种晶片的制造方法与多项目晶片，该方法包括制造半导体晶片，其具有多个晶粒，包括至少可操作的第一型晶粒与可操作的第二型晶粒，而该第二型晶粒不同于该第一型晶粒；使该第二型晶粒无法操作而维持该第一型晶粒可操作；以及提供晶片，其具有可操作的该第一型晶粒与无法操作的该第二型晶粒位于其上，以测试该第一型晶粒。本发明还提供一种多项目晶片。本发明可以使对每个客户所提供的晶片上只有此客户的晶粒为可操作，而根据其他客户所设计的晶粒则为无法操作或被完全移除。
文档编号H01L21/78GK101315871SQ20071018691
公开日2008年12月3日 申请日期2007年11月13日 优先权日2007年5月30日
发明者李新辉, 李明机, 郑荣伟, 陈永庆 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司