晶圓的切割道結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型揭示了一種晶圓的切割道結(jié)構(gòu)，該切割道結(jié)構(gòu)包括用于切割的第一區(qū)以及用于提高金屬圖案密度的第二區(qū)，其中，所述第一區(qū)內(nèi)的金屬圖案密度小于等于10％，所述第二區(qū)內(nèi)的金屬圖案密度大于等于20％。在本實用新型提供的晶圓的切割道結(jié)構(gòu)中，當切割晶圓時，激光會照射所述第一區(qū)，而所述第一區(qū)內(nèi)的金屬圖案密度小于等于10％，不需要很高的熱量就可以將所述第一區(qū)熔化，避免在切割晶圓時激光產(chǎn)生過多的熱量，減小對器件區(qū)的影響，從而提高最終晶粒的可靠性。
【專利說明】晶圓的切割道結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及半導(dǎo)體制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種晶圓的切割道結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，集成電路（IC，Integrated Circuit)的實質(zhì)就是把電路所需的晶體管、 二極管、電阻、電容和電感等電子元器件整合到半導(dǎo)體晶圓（wafer)上，形成完整的邏輯電 路，以達到控制、計算或記憶等功能。通常來說，集成電路包括多層電子元器件層，各層之間 通過金屬導(dǎo)線進行連接。
[0003] -般來說，集成電路中的金屬導(dǎo)線的普遍制作方式為：在整個晶圓表面沉積一 層金屬薄膜（film)，再在金屬薄膜上面沉積光阻，接著通過掩膜版（mask)做曝光及顯影 (photolithography)處理，從而完成金屬的版圖圖形到金屬的晶圓圖形的轉(zhuǎn)化，再通過刻 蝕處理（Etching)，則晶圓表面呈現(xiàn)金屬的導(dǎo)線架構(gòu)。至此，工藝上完成一層金屬的布線。
[0004] 在完成一層金屬布線，進行后續(xù)工序前，要對晶圓上的薄膜或?qū)拥耐庑芜M行平面 化（global planarization)處理，以保證集成電路所必須的平整度。平面化處理通常采 用化學(xué)機械拋光（CMP, chemical-mechanical polishing)的方式。CMP工藝是一種研磨工 藝，其涉及到通過在化學(xué)漿存在的情況下，施加可控的壓力，使磨光墊和晶圓彼此相對進行 旋轉(zhuǎn)，從而將材料從半導(dǎo)體晶圓上有選擇地除去。利用CMP工藝，既可以在氧化物上也可以 在金屬上產(chǎn)生優(yōu)良的局部平面。在CMP過程之后，經(jīng)過磨光的表面就可以準備好進行后續(xù) 的工藝步驟了，例如增加更多的層。
[0005] 然而，CMP過程產(chǎn)生的平面外形通常依賴于底層的金屬圖案（pattern)的密度，由 于底層圖案密度的不均勻而產(chǎn)生的變化可大于30 %?50 %，特別是到了 90nm、65nm及以下 的技術(shù)來說，由于集成電路的層數(shù)更多，這種變化更明顯。為了防止由于底層圖案密度不均 勻而造成CMP后表面不平整的問題，目前通常的做法是在各層圖案稀疏的區(qū)域填入虛擬填 充物。在集成電路的加工的后段工藝中，在各層圖案稀疏的區(qū)域填入虛擬填充物的具體操 作為：將虛擬金屬（du_y metal)添加在切割道（scribe lane)中，以增加金屬圖案的密 度。
[0006] 如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中晶圓結(jié)構(gòu)的示意圖。現(xiàn)有技術(shù)的晶圓結(jié)構(gòu)1包括器件 區(qū)11和切割道12,其中，器件區(qū)11用于制備若干個晶粒（chip)，切割道12用于進行切割 以分離晶粒。晶圓結(jié)構(gòu)1 一般包括若干互連層，在圖1中包括第一互連層Ml、第二互連層 M2和頂層互連層Mx，其中，互連層的層數(shù)不做限制。一般的，在器件區(qū)11中，每一互連層均 可包括金屬線23和形成于插塞中的插塞22,在切割道12中，每一互連層均可包括虛擬金屬 24,金屬線23、插塞22、虛擬金屬24之間通過介質(zhì)層21進行隔離。
[0007] 在切割晶圓時，激光30會照射切割道12,對切割道12加熱，以在切割道12上畫出 切割槽，以方便晶粒的分離。然而，切割道12中具有虛擬金屬圖案24,當激光照射虛擬金屬 圖案24時，需要很高的熱量才能將虛擬金屬圖案24熔化。高的熱量通過介質(zhì)層21傳遞到 器件區(qū)11上，由于金屬與介質(zhì)層熱膨脹系數(shù)不同，該熱量會使得器件區(qū)11的互連層之間造 成分離，如圖1所示，從而影響最終晶粒的性能。 實用新型內(nèi)容
[0008] 本實用新型的目的在于，提供一種晶圓的切割道結(jié)構(gòu)，能夠避免切割晶圓時激光 熱量對器件區(qū)的影響，從而提高最終晶粒的可靠性。
[0009] 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種晶圓的切割道結(jié)構(gòu)，所述切割道結(jié)構(gòu) 包括用于切割的第一區(qū)以及用于提高金屬圖案密度的第二區(qū)，其中，所述第一區(qū)內(nèi)的金屬 圖案密度小于等于10 %，所述第二區(qū)內(nèi)的金屬圖案密度大于等于20 %。
[0010] 可選的，所述切割道結(jié)構(gòu)包括一個所述第一區(qū)和兩個所述第二區(qū)，所述第一區(qū)的 兩側(cè)各設(shè)置一個所述第二區(qū)。
[0011] 可選的，所述第二區(qū)內(nèi)的金屬圖案密度由遠離所述第一區(qū)的一側(cè)向靠近所述第一 區(qū)的一側(cè)遞減。
[0012] 可選的，兩個所述第二區(qū)的寬度相同。
[0013] 可選的，所述切割道結(jié)構(gòu)的寬度為60μπι?90μπι。
[0014] 可選的，所述切割道結(jié)構(gòu)采用激光進行切割，所述第一區(qū)的寬度大于等于所述激 光的照射寬度。
[0015] 可選的，所述第一區(qū)的寬度為Κ1，所述激光的照射寬度為Κ2,其中， 1 μ m < Κ1-Κ2 < 3 μ m。
[0016] 可選的，所述第二區(qū)內(nèi)包括若干虛擬金屬圖案。
[0017] 可選的，所述虛擬金屬圖案為方形，所述方形的邊長為0. 5μπι?2μπι。
[0018] 可選的，所述第一區(qū)內(nèi)的金屬圖案密度為0%。
[0019] 可選的，所述第二區(qū)內(nèi)的金屬圖案密度為40%?50%。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的晶圓的切割道結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點：
[0021] 在本實用新型提供的晶圓的切割道結(jié)構(gòu)中，所述切割道結(jié)構(gòu)包括用于切割的第 一區(qū)以及用于提高金屬圖案密度的第二區(qū)，其中，所述第一區(qū)內(nèi)的金屬圖案密度小于等于 10%，所述第二區(qū)內(nèi)的金屬圖案密度大于等于20%，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在切割晶圓時，激光 會照射所述第一區(qū)，而所述第一區(qū)內(nèi)的金屬圖案密度小于等于10%，不需要很高的熱量就 可以將所述第一區(qū)熔化，避免在切割晶圓時激光產(chǎn)生過多的熱量，減小對器件區(qū)的影響，從 而提商最終晶粒的可罪性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中晶圓結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0023] 圖2為本實用新型一實施例中晶圓的切割道結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0024] 圖3為圖2沿Α-Α'向的剖面示意圖。

【具體實施方式】
[0025] 下面將結(jié)合示意圖對本實用新型的晶圓的切割道結(jié)構(gòu)進行更詳細的描述，其中表 示了本實用新型的優(yōu)選實施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本實用新 型，而仍然實現(xiàn)本實用新型的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員 的廣泛知道，而并不作為對本實用新型的限制。
[0026] 為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細描述公知的功能 和結(jié)構(gòu)，因為它們會使本實用新型由于不必要的細節(jié)而混亂。應(yīng)當認為在任何實際實施例 的開發(fā)中，必須做出大量實施細節(jié)以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目標，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商 業(yè)的限制，由一個實施例改變?yōu)榱硪粋€實施例。另外，應(yīng)當認為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和 耗費時間的，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。
[0027] 在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本實用新型。根據(jù)下面說明和權(quán) 利要求書，本實用新型的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且 均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。
[0028] 本實用新型的核心思想在于，提供一種晶圓的切割道結(jié)構(gòu)，所述切割道結(jié)構(gòu)包括 用于切割的第一區(qū)以及用于提高金屬圖案密度的第二區(qū)，其中，所述第一區(qū)內(nèi)的金屬圖案 密度小于等于10%，所述第二區(qū)內(nèi)的金屬圖案密度大于等于20%。在切割晶圓時，激光會 照射所述第一區(qū)，而所述第一區(qū)內(nèi)的金屬圖案密度小于等于10%，不需要很高的熱量就可 以將所述第一區(qū)熔化，避免在切割晶圓時激光產(chǎn)生過多的熱量，減小對器件區(qū)的影響，從而 提1?最終晶粒的可罪性。
[0029] 以下請參考圖2-圖3來具體說明本實用新型一實施例中的晶圓的切割道結(jié)構(gòu)，其 中，圖2為本實用新型一實施例中晶圓的切割道結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖3為圖2沿A-A'向的剖 面示意圖。
[0030] 如圖2所示，所述切割道結(jié)構(gòu)210包括第一區(qū)211以及第二區(qū)212。其中，所述第 一區(qū)211用于激光切割，所述第一區(qū)211內(nèi)的金屬圖案密度小于等于10%。當所述第一區(qū) 211內(nèi)的金屬圖案密度小于等于10%時，在切割晶圓時，激光會照射所述第一區(qū)211，不需 要很高的熱量就可以將所述第一區(qū)211熔化，避免產(chǎn)生過多的熱量。較佳的，在本實施例 中，所述第一區(qū)內(nèi)的金屬圖案密度為〇%，既在所述第一區(qū)211不設(shè)置金屬圖案，可以最大 程度地降低熔化所述第一區(qū)211所需要的熱量。
[0031] 所述第二區(qū)212內(nèi)的金屬圖案密度大于等于20%，用于提高金屬圖案密度。較佳 的，所述第二區(qū)212內(nèi)的金屬圖案密度為40%?50%，可以保證所述第二區(qū)212內(nèi)的金屬 圖案密度與器件區(qū)220內(nèi)的金屬圖案密度相似。但是，所述第二區(qū)212內(nèi)的金屬圖案密度 并不限于為40%?50%，如，所述第二區(qū)212內(nèi)的金屬圖案密度還可以為55%、60%等，具 體可以根據(jù)所述器件區(qū)220內(nèi)的金屬圖案密度設(shè)定。
[0032] 在本實施例中，所述第二區(qū)212內(nèi)包括若干虛擬金屬圖案213。優(yōu)選的，所述虛擬 金屬圖案213為方形，所述方形的邊長為0. 5 μ m?2 μ m，例如1 μ m、l. 5 μ m等等，使得所述 虛擬金屬圖案213可以方便地在所述第二區(qū)212內(nèi)排列，以改變所述第二區(qū)212內(nèi)的金屬 圖案密度。在本實用新型的其它實施例中，所述虛擬金屬圖案213為條形、環(huán)形等形狀，亦 在本實用新型的思想范圍之內(nèi)。當然，所述方形的邊長還可以更小或更大，可以根據(jù)需要進 行設(shè)置。
[0033] 如圖2所示，所述切割道結(jié)構(gòu)210包括一個所述第一區(qū)211和兩個所述第二區(qū) 212,所述第一區(qū)211的兩側(cè)各設(shè)置一個所述第二區(qū)212,使得所述第一區(qū)211位于兩個所述 第二區(qū)212中間。較佳的，兩個所述第二區(qū)212的寬度相同，使得所述第一區(qū)211位于兩個 所述第二區(qū)212正中間，方便切割。
[0034] 較佳的，所述第二區(qū)212內(nèi)的金屬圖案密度由遠離所述第一區(qū)211的一側(cè)向靠近 所述第一區(qū)211的一側(cè)遞減，具體的，在本實施例中，所述虛擬金屬圖案213在靠近所述第 一區(qū)211的一側(cè)排列密度為P 1，所述虛擬金屬圖案213在遠離所述第一區(qū)211的一側(cè)排 列密度為P 2,其中，P2> Pl，并且，所述虛擬金屬圖案213的排列密度逐漸過度。這樣， 使得靠近所述第一區(qū)211的一側(cè)的金屬材料比較少，所述第二區(qū)212靠近所述第一區(qū)211 的一側(cè)的熱傳導(dǎo)能力差，在激光照射所述第一區(qū)211時，不容易將熱量傳遞給所述器件區(qū) 220,可以更好地保護所述器件區(qū)220。其中，所述第二區(qū)212靠近所述第一區(qū)211的一側(cè)的 金屬圖案密度可以較佳的為〇%?10%，所述第二區(qū)212遠離所述第一區(qū)211的一側(cè)的金 屬圖案密度可以較佳的為40%?60%，等等。
[0035] 如圖3所示，所述切割道結(jié)構(gòu)210的寬度D1為60 μ m?90 μ m，例如70 μ m、80 μ m 等，但不限于上述范圍，可以根據(jù)具體需要進行設(shè)置。較佳的，所述第一區(qū)211的寬度K1大 于等于所述激光30的照射寬度Κ2,優(yōu)選的，1 μ m彡Κ1-Κ2彡3 μ m，可以保證切割時的誤差 操作。
[0036] 當然，所述切割道結(jié)構(gòu)210的兩側(cè)還可以設(shè)置有所述器件區(qū)220,所述器件區(qū)220 內(nèi)可以包括其它一些公知結(jié)構(gòu)，例如介質(zhì)層201、金屬線（在圖中為具體示出）、插塞（在圖 中為具體示出）等，此為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解的，在此不作贅述。
[0037] 在本實施例中，如圖3所示，晶圓包括多層層疊的互連層，共包括層疊的X層互連 層，分別為：第一互連層Ml、第二互連層M2、…、第X互連層Mx。其中，第X互連層Mx為最 頂層的所述互連層（top metal)。其中，每一層的互連層中的所述切割道結(jié)構(gòu)210均可采用 上述結(jié)構(gòu)。
[0038] 在切割晶圓時，所述激光30會照射所述第一區(qū)211，而所述第一區(qū)211內(nèi)的金屬圖 案密度小于等于10%，不需要很高的熱量就可以將所述第一區(qū)211熔化，避免在切割晶圓 時激光產(chǎn)生過多的熱量，減小對器件區(qū)220的影響，從而提高最終晶粒的可靠性。
[0039] 本實用新型的較佳實施例如上所述，但是，本實用新型并不限于上述實施例，例 如，所述第一區(qū)211并不限于位于所述切割道結(jié)構(gòu)210的正中間，還可以位于所述切割道結(jié) 構(gòu)210的一側(cè)；另外，所述第二區(qū)212內(nèi)的金屬圖案密度可以均勻分布，S卩，所述虛擬金屬圖 案213在整個所述第二區(qū)212均勻排列，亦可以提高金屬圖案密度，亦在本實用新型的思想 范圍之內(nèi)。
[0040] 綜上所述，本實用新型提供一種晶圓的切割道結(jié)構(gòu)，所述切割道結(jié)構(gòu)包括用于切 割的第一區(qū)以及用于提高金屬圖案密度的第二區(qū)，其中，所述第一區(qū)內(nèi)的金屬圖案密度小 于等于10%，所述第二區(qū)內(nèi)的金屬圖案密度大于等于20%。在切割晶圓時，激光會照射所 述第一區(qū)，而所述第一區(qū)內(nèi)的金屬圖案密度小于等于10 %，不需要很高的熱量就可以將所 述第一區(qū)熔化，避免在切割晶圓時激光產(chǎn)生過多的熱量，減小對器件區(qū)的影響，從而提高最 終晶粒的可靠性。
[0041] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用 新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種晶圓的切割道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述切割道結(jié)構(gòu)包括用于切割的第一區(qū)以及 用于提高金屬圖案密度的第二區(qū)，其中，所述第一區(qū)內(nèi)的金屬圖案密度小于等于10 %，所述 第二區(qū)內(nèi)的金屬圖案密度大于等于20%。
2. 如權(quán)利要求1所述的晶圓的切割道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述切割道結(jié)構(gòu)包括一個所 述第一區(qū)和兩個所述第二區(qū)，所述第一區(qū)的兩側(cè)各設(shè)置一個所述第二區(qū)。
3. 如權(quán)利要求2所述的晶圓的切割道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二區(qū)內(nèi)的金屬圖案密 度由遠離所述第一區(qū)的一側(cè)向靠近所述第一區(qū)的一側(cè)遞減。
4. 如權(quán)利要求2所述的晶圓的切割道結(jié)構(gòu)，其特征在于，兩個所述第二區(qū)的寬度相同。
5. 如權(quán)利要求1所述的晶圓的切割道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述切割道結(jié)構(gòu)的寬度為 60 μ m ~ 90 μ m。
6. 如權(quán)利要求1所述的晶圓的切割道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述切割道結(jié)構(gòu)采用激光進 行切割，所述第一區(qū)的寬度大于等于所述激光的照射寬度。
7. 如權(quán)利要求6所述的晶圓的切割道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一區(qū)的寬度為K1，所述 激光的照射寬度為K2,其中，Ιμπι彡K1-K2彡3μπι。
8. 如權(quán)利要求1所述的晶圓的切割道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二區(qū)內(nèi)包括若干虛擬 金屬圖案。
9. 如權(quán)利要求8所述的晶圓的切割道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述虛擬金屬圖案為方形，所 述方形的邊長為〇. 5 μ m?2 μ m。
10. 如權(quán)利要求1-9中任意一項所述的晶圓的切割道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一區(qū)內(nèi) 的金屬圖案密度為0%。
11. 如權(quán)利要求1-9中任意一項所述的晶圓的切割道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二區(qū)內(nèi) 的金屬圖案密度為40%?50%。
【文檔編號】H01L23/544GK203895446SQ201420241890
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】尹晶磊 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司