专利名称：静电放电防护装置及其防护方法
技术领域：
本发明涉及在晶圆上防护静电放电的装置及其防护方法，尤其是指一种ESD的防护装置及其防护方法。
背景技术：
静电放电(ESD，Electrostatic Discharge)是电子设备在连接过程中出现的主要问题之一，它会造成许多电子组件或电子系统故障，使得电子设备制造商蒙受不少损失。加上多功化及小型化已成为目前手持产品设计的趋势，然而当这些手持产品被要求提供多功能时，其I/O端口也随之增多，容易导致ESD进入系统，进而干扰或损坏集成电路。
而ESD产生破坏的原因，除了有人为因素外，电子组件本身也会累积静电。所以ESD在电子产品良率及可靠度上扮演相当重要的角色。 如图1所示，在现有技术中大都利用面板方块间的金属连接101构成为数众多的金属网目以减少静电来防止ESD所产生的破坏，而此金属网目在后续面板测试时，必须在裁剪玻璃面板时，将金属连接101切除。 在晶圆制造中为了防护ESD对晶圆的破坏，目前均以进程参数控制，或以机台维护的方式，使周围环境的静电减少，以避免进程异常的发生。 在晶圆中的静电，主要来自于进程中的离子布植(ion implant)及晶圆传递过程中容器或载具的接触，因此大都依靠生产过程中的内部控制，如阴离子风扇，人员或机台的接地。当然，在晶圆制造也有类似面板制造中防止静电放电的方法。
发明内容
为了克服在晶圆中静电放电的问题，发明人经悉心试验与研究，并本着锲而不舍的精神，提出了一ESD的防护装置及其防护方法；其是用有类似面板制造防止ESD破坏的方案，利用众多金属网目使之静电减少，以达到减少进程异常的发生。与面板制造不同的是在晶圆针测(CP， ChipProbing)测试之前，利用高电流并将金属连接(metal link)烧掉的应用改良。 本发明为ESD防护装置及其方法，为防止在晶圆中的电子组件的静电放电而导致
组件损坏，提供了以尖端放电与利用熔丝两种连接关系来达到防护静电的功效。 本发明的第一构想在于提供一晶圆，该晶圆包含复数个晶粒，各该晶粒包含一封
环、一第一电性连接垫、一第二电性连接垫，其中该第一电性连接垫与该第二电性连接垫电
性连接。 根据上述构想，其中该第一电性连接垫利用一熔丝与该第二电性连接垫电性连接，而该熔丝是金属保险丝及多晶硅熔线其中之一。 根据上述构想，其中该第一电性连接垫与该第二电性连接垫利用一第一金属杆与一第二金属杆电性连接，其中 该第一金属杆的第一端连接至该第一电性连接垫，该第二金属杆的第一端连接至该第二电性连接垫；该二个金属杆的各第二端为尖端，且各该尖端相对而间隔一距离，而该 等金属杆用于实施尖端放电；或该二个金属杆的各第二端为复数个尖端，且各该复数个尖 端相对而间隔一距离，而该等金属杆用于实施尖端放电。 根据上述构想，该第一电性连接垫与第二电性连接垫分别为VDD端电性连接垫及 VSS端电性连接垫。 根据上述构想，其中一第三电性连接垫位于WAT (Wafer Acc印tanceTest)测试带， 并与该晶圆的该封环电性连接，其中 该第三电性连接垫利用一熔丝与该晶圆的该封环电性连接，而该该熔丝是金属保 险丝及多晶硅熔线其中之一 ；或该第三电性连接垫与该晶圆的封环利用一第一金属杆与一 第二金属杆电性连接，其中 该第一金属杆的第一端连接至该第三电性连接垫，该第二金属杆的第一端连接至 该晶圆，而该二个金属杆的各第二端为尖端，且各该尖端相对而间隔一距离，且该等金属杆 用于实施尖端放电，或该二个金属杆的各第二端为复数个尖端，且各该复数个尖端相对而 间隔一距离，而该等金属杆用于实施尖端放电。 本发明的第二构想在于提供一晶圆，该晶圆包含至少一第一晶粒和至少一第二晶 粒及至少一 电性连接垫且三者电性连接。 根据上述构想，该电性连接垫置于该第一晶粒与该第二晶粒之间。
根据上述构想，其中该第一晶粒的封环利用一熔丝与该电性连接垫电性连接。
根据上述构想，其中该第二晶粒的封环利用一熔丝与该电性连接垫电性连接。
根据上述构想，其中该第一晶粒的封环与该电性连接垫利用一第一金属杆与一第 二金属杆电性连接，其中 该第一金属杆的第一端连接至该第一晶粒的封环，该第二金属杆的第一端连接至 该电性连接垫，及或该二个金属杆的各第二端为尖端，且各该尖端相对而间隔一距离。
根据上述构想，其中该第二晶粒的封环与该电性连接垫利用一第三金属杆与一第 四金属杆电性连接，其中 该第三金属杆的第一端连接至该第二晶粒的封环，该第四金属杆的第一端连接至 该衬垫；该二个金属杆的各第二端为尖端，且各该尖端相对而保有一距离；或该二个金属 杆的各第二端为复数个尖端，且各该复数个尖端相对而保有一距离。 本发明的第三构想在于提供一种晶圆的静电放电防护方法，该方法包含下列步 骤 (a)提供该晶圆中的一粒晶粒且该晶粒外围构成一封环，该封环内包含一第一电 性连接垫与一熔丝丝； (b)在测试该晶圆时，利用该熔丝将该封环与该第一电性连接垫相连接；
(c)提供一电流，将该熔丝熔断；及
(d)测试该晶圆。 本发明的第四构想在于提供一种晶圆的静电放电防护方法，该方法包含下列步 骤 (a)提供该晶圆中的一粒晶粒且该晶粒外围构成一封环，该封环内包含一第二电 性连接垫、一第三电性连接垫及一熔丝；
(b)在测试该晶圆时，利用该熔丝将该第二电性连接垫与该第三电性连接垫相连 接； (c)提供一电流，将该电性连接垫熔断。
(d)再次测试该晶圆。 本发明的第五构想在于提供一种晶圆的静电放电防护方法，该方法包含下列步 骤 (a)提供该晶圆中的至少一第一晶粒、至少一第二晶粒、至少一电性连接垫、至少 一第一熔丝及至少一第二熔丝； (b)在测试该晶圆时，利用该第一熔丝将该第一晶粒与该电性连接垫一端相连接 及利用该第二熔丝将第二晶粒与该电性连接垫另一端相连接；
(c)提供一切割刀，将该电性连接垫移除；及 [OO39] (d)再次测试该晶圆。 根据上述构想，其中各该第一晶粒与各该第二晶粒呈对角线排列。 本发明的第六构想在于提供一种晶圆的静电放电防护方法，该方法包含下列步
骤 (a)提供该晶圆中的至少一第一晶粒、至少一第二晶粒、至少一电性连接垫、至少 一第一熔丝及至少一第二熔丝； (b)在测试该晶圆时，利用该第一熔丝将该第一晶粒与该电性连接垫的一端相连 接及利用该第二熔丝将第二晶粒与该电性连接垫另一端相连接；
(c)提供一电流，将该熔丝烧断；及
(d)再次测试该晶圆。 综合以上所述，本发明确实是一项新颖、进步且具产业实用性与竞争性的发明，深 具发展价值。
图1是熟知面板厂具有ESD防护的装置图； 图2是本发明在晶圆上具有ESD防护熔丝晶粒与晶粒间的连接关系图； 图3(A)是本发明具有ESD防护熔丝的装置图； 图3(B)是本发明具有ESD防护熔丝的装置图； 图4是本发明的具有ESD防护熔丝的装置图； 图5是本发明在晶粒内部各组件连接关系图。
具体实施例方式
本发明将可由以下的实施例说明而得到充分了解，使得本领域的技术人员可以据
以完成，但是本发明的实施并非可由下列实施案例而被限制其实施型态。 请参阅图3(A)，其为设有本发明的ESD防护装置的晶圆的示意图。首先，一第一电
性连接垫101与一第二电性连接垫102，且该第一电性连接垫与该第二电性连接垫置于一
晶圆中的任一晶粒上；其中该第一电性连接垫及第二电性连接垫分别为VDD端电性连接垫
及一VSS端电性连接垫；于该二个电性连接垫中利用一熔丝103相连接，即完成本发明的具
7有ESD防护的装置。 请参阅图3 (B)，其为具有防护ESD的装置。首先，准备一第一电性连接垫201与一第二电性连接垫202，且该第一电性连接垫与该第二电性连接垫置于一晶圆中的任一晶粒上；其中该第一电性连接垫及第二电性连接垫分别为VDD端电性连接垫及一 VSS端电性连接垫；于该两个电性连接垫中利用一具有尖端的一金属杆203和该第一电性连接垫201相连；该第二电性连接垫202与一金属杆204相连，利用这两金属杆的一尖端具有高电场，进而达到利用尖端放电来完成本发明的具有ESD防护的装置。 请参阅图4，其为具有防护ESD的装置。首先，准备一第一电性连接垫401与一第二电性连接垫402，且该第一电性连接垫与该第二电性连接垫置于一晶圆中的一晶粒上；其中该第一电性连接垫及该第二电性连接垫分别为VDD端电性连接垫及一 VSS端电性连接垫；于该两个电性连接垫中利用一具有复数个尖端的一金属杆403和该第一电性连接垫401相连；该第二电性连接垫402与一金属杆404相连，且该金属杆404与该金属杆403皆具有复数个尖端位于杆的一端，利用此复数个尖端其尖端具有高电场，进而达到利用尖端放电来完成本发明的具有ESD防护的装置。 请参考图2，其为一晶圆中内部众多晶粒的示意图。其利用晶粒102与晶粒102之间众多的金属熔丝103所形成的金属网目将静电分散，来达到防止ESD的破坏。然而，欲移除此图中WAT测试衬垫(WAT test pad) 104我们可以利用下列两种方式1.用切割刀沿着切割线105做切割；2.在CP程序中，使用电流将其金属熔丝烧断，但要注意的是与图5不同的点在，图2中是在不同的晶粒中进行，图5中是在同一个晶粒中进行。但若CP针点多个晶粒是形成对角线形式，则我们只能利用方法l。这里，两条切割线105之间的区域称为WAT测试带。 在图2中的晶圆内的各电性连接垫连接方式与晶圆与电性连接垫间的连接方式含图3(A)、图3(B)及图4的实施例。 请参阅图5，其为本发明具有防护ESD的装置。首先，提供一第一电性连接垫101与一第二电性连接垫102且该第一电性连接垫与该第二电性连接垫置于一晶圆中的晶粒上；并利用一第一熔丝107相连接；该第二熔丝104的一端与该第二电性连接垫102相连接；且该第二熔丝104的另一端与构成该晶粒边框106相连；一第三保险丝105的一端与一第三衬垫103相连接；且该第三熔丝105的另一端与构成该晶粒边框106相连，即完成本发明的具有ESD防护的装置。 根据图5，其中该第一熔丝、该第二熔丝与该第三熔丝可以为金属保险丝(metalfuse)及多晶硅熔线(poly fuse)。当上述各组件间相连的熔丝可置换为两个其一端为尖端的金属杆，且两个金属杆的尖端间隔一距离，此时该各金属杆的材质为金属。并且各组件间相连的金属杆也可置换为两个其一端为复数个尖端的金属杆，两个金属杆的复数个尖端保有一距离，此时该各金属杆的材质也为金属。 而这些组件与各晶粒利用熔丝或金属杆连接，利用众多晶粒与晶粒间的熔丝或金属杆所构成的众多金属网目，利用此金属网目将静电减少，以减少进程异常的发生。且在CP测试之前，利用两电性连接垫间的电位差约为1伏特提供一电流，将其保险丝烧断，以利进行下次的测试。 或者，当各保险丝的其中一端为尖端或复数个尖端的形状时，利用高电场使之产生尖端放电的效应，达到静电分散减少，也能有防护ESD的功效，以利进行下次的测试。 附图标记说明 101 第一电性连接垫 102第二电性连接垫 103第三电性连接垫 104 第二熔丝 105 第三熔丝 106 构成晶粒的边框 107 第一熔丝 本领域的技术人员根据本发明所作的任何修饰和变更，均不脱离附带的权利要求 的保护范围。
权利要求
一晶圆，包含复数个晶粒，各所述晶粒包含一封环，构成所述晶粒的边框，所述封环包含一第一电性连接垫位于所述封环内；及一第二电性连接垫位于所述封环内，所述第一电性连接垫与所述第二电性连接垫电性连接。
2. 如权利要求1所述的晶圆，其中所述第一电性连接垫利用一熔丝与所述第二电性连接垫电性连接，而所述熔丝是金属保险丝及多晶硅熔线其中之一。
3. 如权利要求1所述的晶圆，其中所述第一电性连接垫与所述第二电性连接垫利用一第一金属杆与一第二金属杆电性连接，其中所述第一金属杆的第一端连接至所述第一电性连接垫，所述第二金属杆的第一端连接至所述第二电性连接垫；所述两个金属杆的各第二端为尖端，且各所述尖端相对而间隔一距离，而所述等金属杆用于实施尖端放电；或所述两个金属杆的各第二端为复数个尖端，且各所述复数个尖端相对而间隔一距离，而所述等金属杆用于实施尖端放电。
4. 如权利要求1所述的晶圆，所述第一电性连接垫与第二电性连接垫分别为VDD端电性连接垫及VSS端电性连接垫。
5. 如权利要求1所述的晶圆，其中一第三电性连接垫位于WAT测试带，并与所述晶圆的所述封环电性连接，其中所述第三电性连接垫利用一熔丝与所述晶圆的所述封环电性连接，而所述熔丝是金属保险丝及多晶硅熔线其中之一 ；或所述第三电性连接垫与所述晶圆的封环利用一第一金属杆与一第二金属杆电性连接，其中所述第一金属杆的第一端连接至所述第三电性连接垫，所述第二金属杆的第一端连接至所述晶圆，而所述两个金属杆的各第二端为尖端，且各所述尖端相对而间隔一距离，且所述等金属杆用于实施尖端放电；或所述两个金属杆的各第二端为复数个尖端，且各所述复数个尖端相对而间隔一距离，而所述等金属杆用于实施尖端放电。
6. —晶圆，包含至少一第一晶粒，其中所述晶粒的边缘构成一封环；至少一第二晶粒，其中所述晶粒的边缘构成一封环；以及至少一电性连接垫，其中所述第一晶粒、所述第二晶粒及所述电性连接垫三者电性连接。
7. 如权利要求6所述的晶圆，所述电性连接垫置于所述第一晶粒与所述第二晶粒之间。
8. 如权利要求6所述的晶圆，其中所述第一晶粒的封环利用一熔丝与所述电性连接垫电性连接。
9. 如权利要求6所述的晶圆，其中所述第二晶粒的封环利用一熔丝与所述电性连接垫电性连接。
10. 如权利要求6所述的晶圆，其中所述第一晶粒的封环与所述电性连接垫利用一第一金属杆与一第二金属杆电性连接，其中所述第一金属杆的第一端连接至所述第一晶粒的封环，所述第二金属杆的第一端连接 至所述电性连接垫；及/或所述两个金属杆的各第二端为尖端，且各所述尖端相对而保有一距离。
11. 如权利要求6所述的晶圆，其中所述第二晶粒的封环与所述电性连接垫利用一第 三金属杆与一第四金属杆电性连接，其中所述第三金属杆的第一端连接至所述第二晶粒的封环，所述第四金属杆的第一端连接 至所述衬垫；所述两个金属杆的各第二端为尖端，且各所述尖端相对而保有一距离；或 所述两个金属杆的各第二端为复数个尖端，且各所述复数个尖端相对而保有一距离。
12. —种晶圆的静电放电防护方法，所述方法包含下列步骤(a) 提供所述晶圆中的一粒晶粒且所述晶粒外围构成一封环，所述封环内包含一第一 电性连接垫与一熔丝；(b) 在测试所述晶圆时，利用所述熔丝将所述封环与所述第一电性连接垫相连接； (C)提供一电流，将所述熔丝烧断；及(d)测试所述晶圆。
13. —种晶圆的静电放电防护方法，所述方法包含下列步骤(a) 提供所述晶圆中的一粒晶粒且所述晶粒外围构成一封环，所述封环内包含一第二 电性连接垫、一第三电性连接垫及一熔丝；(b) 在测试所述晶圆时，利用所述熔丝将所述第二电性连接垫与所述第三电性连接垫 相连接；(c) 提供一电流，将所述熔丝烧断；及(d) 再次测试所述晶圆。
14. 一种晶圆的静电放电防护方法，所述方法包含下列步骤(a) 提供所述晶圆中的至少一第一晶粒、至少一第二晶粒、至少一电性连接垫、至少一 第一熔丝及至少一第二熔丝；(b) 在测试所述晶圆时，利用所述第一熔丝将所述第一晶粒与所述电性连接垫一端相 连接及利用所述第二熔丝将第二晶粒与所述电性连接垫另一端相连接；(c) 提供一切割刀，将所述电性连接垫移除；及(d) 再次测试所述晶圆。
15. 如权利要求14所述的晶圆的静电放电防护方法，其中各所述第一晶粒与各所述第 二晶粒呈对角线排列。
16. —种晶圆的静电放电防护方法，所述方法包含下列步骤(a) 提供所述晶圆中的至少一第一晶粒、至少一第二晶粒、至少一电性连接垫、至少一 第一熔丝及至少一第二熔丝；(b) 在测试所述晶圆时，利用所述第一熔丝将所述第一晶粒与所述电性连接垫的一端 相连接及利用所述第二熔丝将第二晶粒与所述电性连接垫另一端相连接；(c) 提供一电流，将所述熔丝烧断；及(d) 再次测试所述晶圆。
全文摘要
本发明公开了一种静电放电(ESD)防护装置及其防护方法，其提供复数个晶粒具有一第一电性连接垫与一构成晶粒边框的封环电性连接；第二电性连接垫与第三电性连接垫电性连接，以达到防护静电放电的效果。
文档编号H01L21/00GK101752348SQ200810173639
公开日2010年6月23日 申请日期2008年11月3日 优先权日2008年11月3日
发明者邓志辉 申请人:盛群半导体股份有限公司