專利名稱：芯片偵測單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別涉及一種芯片偵測單元。
背景技術(shù)：
在90nm及以下節(jié)點(diǎn)的工藝中，隨著金屬銅和低K材料被引入，芯片的切割和封裝(die saw and package)過程中對銅和低K介質(zhì)層的影響越來越嚴(yán)重。由于銅和含碳的氮化硅(NDC)之間的粘附性較差，那么在切割和封裝時(shí)，產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力就容易使得銅和NDC之間分離開，即產(chǎn)生剝離(peeling)現(xiàn)象，同樣的，碳摻雜的氧化娃(black diamond,BD)也會由于機(jī)械應(yīng)力而受到破壞，比如發(fā)生斷裂、碎裂現(xiàn)象,也就是破碎(crack)，在這種情況下，芯片將受到不同程度的損害，從而浪費(fèi)前段工藝所需要的大量時(shí)間和物質(zhì)、人力成本?；谶@個(gè)問題，改進(jìn)相關(guān)工藝、引入新的材料，都是可行的方法。但是在這些解決方法還未形成前，就必須有一種結(jié)構(gòu)能夠有效的偵測到切割和封裝的芯片是否存在上述問題，即解決芯片封裝引起的失效機(jī)理(chip package interaction, CPI)的結(jié)構(gòu)。請參考圖1所示的結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有技術(shù)中，芯片偵測單元(CPI test structured包括分開的兩種偵測模塊(sensor)，第一種偵測模塊21是用于偵測切割和封裝的芯片是否存在剝離，第二種偵測模塊22是用于偵測切割和封裝的芯片是否存在破碎，這兩種偵測模塊排列圍成一周，圍繞在芯片I的周圍，并位于密封環(huán)(seal ring)3內(nèi)。具體的，當(dāng)切割時(shí)，芯片從緊繞密封環(huán)3的切割道切開，由于應(yīng)力作用，從密封環(huán)到芯片將可能受到影響，若芯片偵測單元2處發(fā)生剝離或/和破碎現(xiàn)象，則將被偵測到，那么通常這個(gè)芯片也就被認(rèn)為不合格。但是，這種偵測單元有一個(gè)弊端，那就是無論如何設(shè)置這兩種偵測模塊的位置，在靠近第一種偵測模塊21處產(chǎn)生的破碎不容易被偵測到，同樣的，靠近第二種偵測模塊22處產(chǎn)生的剝離不容易被偵測到。故，這并不能準(zhǔn)確的偵測產(chǎn)品的質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種芯片偵測單元，以解決現(xiàn)有技術(shù)中偵測效果不佳的問題。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種芯片偵測單元，包括:圍繞芯片的多個(gè)第一金屬列以及圍繞所述多個(gè)第一金屬列的多個(gè)第二金屬列，所述第一金屬列包括多層第一金屬線，所述第二金屬列包括多層第二金屬線以及連接相鄰的第二金屬線的通孔連線，所述第一金屬線和第二金屬線的長度大于所述芯片的邊長。可選的，對于所述的芯片偵測單元，所述第一金屬線的寬度大于所述第二金屬線的寬度?？蛇x的，對于所述的芯片偵測單元，所述第一金屬線的寬度大于等于0.2 μ m?？蛇x的，對于所述的芯片偵測單元，所述第一金屬線和第二金屬線的層數(shù)相同?？蛇x的，對于所述的芯片偵測單元，所述第一金屬線和第二金屬線的材料為銅。[0012]可選的，對于所述的芯片偵測單元，所述第一金屬列的一層或多層第一金屬線的一端連接至第一焊接區(qū)單元?？蛇x的，對于所述的芯片偵測單元，所述第二金屬列的最底層的第二金屬線的一端和最頂層的第二金屬線的另一端分別連接至第二焊接區(qū)單元?？蛇x的，對于所述的芯片偵測單元，所述第二金屬列的第二層的第二金屬線的一端和最頂層的第二金屬線的另一端連接至所述第二焊接區(qū)單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本實(shí)用新型提供的芯片偵測單元中，所述芯片偵測單元是將偵測剝離和破碎的功能結(jié)合在一起，具體包括圍繞芯片的多個(gè)第一金屬列及圍繞所述第一金屬列的多個(gè)第二金屬列，這種結(jié)構(gòu)通過金屬列的電性變動而可以精確的偵測到是否產(chǎn)生剝離和/或破碎現(xiàn)象，避免了由于位置關(guān)系導(dǎo)致的偵測不到，具有很好的偵測效率，從而能夠有效的提聞對廣品質(zhì)量的監(jiān)控。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的芯片偵測單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的芯片偵測單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的芯片偵測單元的第一金屬列的剖視圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的芯片偵測單元的第二金屬列的剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型提供的芯片偵測單元作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式，僅用以方便、明晰地輔助說明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。本實(shí)用新型的核心思想是，將偵測剝離和偵測破碎的偵測模塊結(jié)合成一體，而結(jié)合的方法則是通過芯片產(chǎn)生剝離或者破碎時(shí)各層之間的相互關(guān)系及引起的電性變動，那么通過在芯片周圍設(shè)置足夠長的多層金屬，就能夠有效的杜絕芯片產(chǎn)生剝離或破碎時(shí)而不被偵測到的情況發(fā)生。請參考圖2，本實(shí)用新型提供的芯片偵測單元11，圍繞在芯片10四周，同時(shí)被密封環(huán)12所包圍，所述芯片偵測單元11主要包括如下結(jié)構(gòu):圍繞芯片的多個(gè)第一金屬列111及圍繞所述第一金屬列111的多個(gè)第二金屬列112，所述第一金屬列111包括多層第一金屬線，所述第二金屬列112包括多層第二金屬線以及連接相鄰的第二金屬線的通孔連線，所述第一金屬線和第二金屬線的長度大于所述芯片10的邊長，以便將上述芯片10圍繞。在本實(shí)施例中，所述芯片為矩形，則所述第一金屬列111和第二金屬列112皆為4個(gè)，也就是說，所述第一金屬列111和第二金屬列112的數(shù)量與芯片的邊數(shù)相匹配。所述第一金屬列111和芯片10之間的距離可以根據(jù)制造工藝的設(shè)計(jì)規(guī)則而定。優(yōu)選的，所述第一金屬線的寬度大于所述第二金屬線的寬度，這是由于剝離或破碎很容易在不同寬度的金屬線處發(fā)生，那么如此設(shè)定就能夠進(jìn)行較好的偵測。在本實(shí)施例中，例如，所述第一金屬線的寬度大于等于0.2 μ m，所述第二金屬線則可依此進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定，例如可以是所述第一金屬線寬度的1/2 1/10，也可以是其他適合相關(guān)工藝需求的尺寸，這樣所述第一金屬線和所述第二金屬線即形成寬窄兩種金屬線。所述第一金屬列111和所述第二金屬列112包括相同層數(shù)的金屬線，均形成于介質(zhì)層中，其具體層數(shù)與芯片的金屬互連線的層數(shù)相同，即位于相同層的金屬線可以在芯片的形成工藝時(shí)一同形成。請參考圖3和圖4所示的剖視圖，在圖3中，所述第一金屬列111
包括第一層第一金屬線1111、第二層第一金屬線1112、第三層第一金屬線1113......直至第
一頂層第一金屬線(top metal) 1114和第二頂層第一金屬線1115。相應(yīng)的,在圖4中，所述第二金屬列112包括第一層第二金屬線1121、第二層第二金屬線1122、第三層第二金屬線1123……直至第一頂層第二金屬線(top metal)1124和第二頂層第二金屬線1125，其每層與所述第一金屬列111的各層金屬線是相同的材料，例如可以為銅，二者不同之處在于:所述第二金屬列112的每層金屬線之間具有通孔連線1126，將各層連通。那么就可以根據(jù)以上區(qū)別點(diǎn)，分別偵測剝離和破碎的發(fā)生與否。本實(shí)用新型提供利用如上所述的芯片偵測單元11進(jìn)行偵測芯片的方法，當(dāng)芯片切割后，由于應(yīng)力的作用則可能發(fā)生剝離和/或破碎現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是從切割處經(jīng)過芯片偵測單元向芯片延伸，為了確保質(zhì)量，檢測芯片偵測單元11處是否發(fā)生剝離和/或破碎現(xiàn)象即可。主要包括:檢測所述第一金屬線和所述第二金屬線之間的漏電流(leakage)，若所述第一金屬線和所述第二金屬線之間的漏電流超出正常范圍，則芯片中存在剝離現(xiàn)象，這是由于正常情況下，金屬線之間為絕緣結(jié)構(gòu)，那么金屬線之間的漏電流非常小，例如在10_9級別，而當(dāng)剝離現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，金屬線的材料就會擴(kuò)散，從而使得金屬線之間的距離縮短，變相的導(dǎo)致絕緣性變差，其漏電流則可能會是10_5級別左右，這是正常器件所不能接受的。具體檢測方法可以是將所述第一金屬列111的一層或多層第一金屬線的一端連接至第一焊接區(qū)單元(pad)，所述第一焊接區(qū)單元可以是位于切割道上，數(shù)量至少為一個(gè)，通過檢測一層或多層第一金屬線之間的漏電流的值來判斷剝離現(xiàn)象，較佳的，可以在所述第一金屬列111的每層第一金屬線的一端都連接至焊接區(qū)單元，從而能夠直接判斷出剝離發(fā)生在哪一層。對于破碎現(xiàn)象的發(fā)生與否，則采取檢測所述第二金屬列112的電阻，這是由于在出現(xiàn)破碎的情況下，由于金屬的擴(kuò)散使其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而會導(dǎo)致第二金屬列112的電阻值將發(fā)生變動，則可判斷芯片中存在破碎現(xiàn)象，具體可以為將所述第二金屬列112的最底層的第二金屬線(即第一層第二金屬線1121)的一端和最頂層的第二金屬線(即第二頂層第二金屬線1125)的另一端分別連接至第二焊接區(qū)單元，所述第二焊接區(qū)單元可以是位于切割道上，數(shù)量為多個(gè)，從而檢測電阻值，若測得電阻值正常，則可認(rèn)為結(jié)構(gòu)完好，若測得的電阻值超出正常范圍，則將所述第二焊接區(qū)單元連接至所述第二金屬列112的第二層的第二金屬線(即第二層第二金屬線1122)的一端和最頂層的第二金屬線的另一端，測量電阻值是否超出正常范圍，以此類推，以判斷出具體破碎區(qū)域。上述實(shí)施例提供的芯片偵測單元中，所述芯片偵測單元是將偵測剝離和破碎的功能結(jié)合在一起，具體包括圍繞芯片的多個(gè)第一金屬列及圍繞所述第一金屬列的多個(gè)第二金屬列，這種結(jié)構(gòu)通過金屬列的電性變動而可以精確的偵測到是否產(chǎn)生剝離和/或破碎現(xiàn)象，避免了由于位置關(guān)系導(dǎo)致的偵測不到，具有很好的偵測效率，從而能夠有效的提高對產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)控。[0031]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對實(shí)用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種芯片偵測單元，其特征在于，包括圍繞芯片的多個(gè)第一金屬列以及圍繞所述多個(gè)第一金屬列的多個(gè)第二金屬列，所述第一金屬列包括多層第一金屬線，所述第二金屬列包括多層第二金屬線以及連接相鄰的第二金屬線的通孔連線，所述第一金屬線和第二金屬線的長度大于所述芯片的邊長。
2.如權(quán)利要求1所述的芯片偵測單元，其特征在于，所述第一金屬線的寬度大于所述第二金屬線的寬度。
3.如權(quán)利要求2所述的芯片偵測單元，其特征在于，所述第一金屬線的寬度大于等于0.2 μ m0
4.如權(quán)利要求1所述的芯片偵測單元，其特征在于，所述第一金屬線和第二金屬線的層數(shù)相同。
5.如權(quán)利要求4所述的芯片偵測單元，其特征在于，所述第一金屬線和第二金屬線的材料為銅。
6.如權(quán)利要求1所述的芯片偵測單元，其特征在于，所述第一金屬列的一層或多層第一金屬線的一端連接至第一焊接區(qū)單元。
7.如權(quán)利要求1所述的芯片偵測單元，其特征在于，所述第二金屬列的最底層的第二金屬線的一端和最頂層的第二金屬線的另一端分別連接至第二焊接區(qū)單元。
8.如權(quán)利要求7所述的芯片偵測單元，其特征在于，所述第二金屬列的第二層的第二金屬線的一端和最頂層的第二金屬線的另一端連接至所述第二焊接區(qū)單元。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種芯片偵測單元。所述芯片偵測單元是將偵測剝離和破碎的功能結(jié)合在一起，具體包括圍繞芯片的多個(gè)第一金屬列及圍繞所述第一金屬列的多個(gè)第二金屬列，所述第一金屬列包括多層第一金屬線，所述第二金屬列包括多層第二金屬線以及連接相鄰的第二金屬線的通孔連線，這種結(jié)構(gòu)通過金屬列的電性變動可以精確的偵測到是否產(chǎn)生剝離和/或破碎現(xiàn)象，避免了由于位置關(guān)系導(dǎo)致的偵測效果不佳，具有很好的偵測效率，從而能夠有效的提高對產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)控。
文檔編號H01L23/544GK203038917SQ20132002891
公開日2013年7月3日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者李伯海, 孫艷輝, 張冠 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司