晶圓、切割晶圓的方法及芯片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及半導(dǎo)體集成電路的技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種晶圓、切割晶圓的方法及芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]在芯片產(chǎn)品的制作工藝中，需要通過各種工藝制程(包括前段制程FEOL和后段制程BE0L)以在晶圓(通常為硅片)上制作集成電路，從而在晶圓上形成具有一定功能的芯片。然后，還需要在晶圓中形成測試焊盤，并將測試機(jī)臺中的探針扎到測試焊盤上以進(jìn)行晶圓可靠性測試(WAT)。接下來，還要對通過晶圓可靠性測試的晶圓進(jìn)行切割(又稱劃片)，以將晶圓分離成單個芯片(又稱裸片)。最后，對芯片進(jìn)行封裝以得到最終的芯片產(chǎn)品。
[0003]圖1a示出了現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)可靠性測試后的晶圓的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1a所示，該晶圓包括多個芯片，以及形成于相鄰芯片之間的互連層10'和位于互連層10'上的測試焊盤20'。其中，互連層10'包括內(nèi)部金屬層13'和位于內(nèi)部金屬層13'上的頂部金屬層11'，頂部金屬層11'包括第一頂部金屬層IlP和位于第一頂部金屬層IlP上的第二頂部金屬層113'，且各層金屬層通過通孔結(jié)構(gòu)(TV)形成電連接。同時，測試焊盤20'的寬度小于或等于頂部金屬層11'的寬度。在40nm制程中，測試焊盤20'的尺寸一1?? 50 μ mX 50 μ m。
[0004]目前，對晶圓進(jìn)行切割方法通常為刀片切割法和激光切割法。所謂刀片切割法是指采用刀片將晶圓完全鋸開，以獲得單個芯片。然而，刀片切割法會在晶圓中產(chǎn)生較大的應(yīng)力，從而影響所獲得芯片的性能。所謂激光切割法是指利用高能激光束照射在晶圓表面上，使被照射區(qū)域局部熔化，從而實現(xiàn)將晶圓鋸開的目的。激光切割法的過程是非接觸式的，因此不會對晶圓產(chǎn)生應(yīng)力，且具有劃片精度高、劃片效率高等優(yōu)點，逐漸成為低制程(特別是低于40nm制程)工藝中最常用的切割方法。
[0005]采用激光切割法對圖1a所示的晶圓進(jìn)行切割的過程通常為:采用兩束激光束30/ (包括第一激光束31/和第二激光束33/ )依次切割相鄰芯片之間的測試焊盤20/和互連層10'(如圖1b所示)，直至鋸開晶圓并獲得單個芯片。然而，采用激光切割法得到的芯片中容易發(fā)生器件分層，一般情況下發(fā)生器件分層的比率高達(dá)17000ppm。發(fā)明人通過失效分析(FA)及理論研究找到了器件分層的原因，其具體機(jī)理如下:當(dāng)激光束30'穿過測試焊盤20'之后，頂層金屬層會反射激光束30'，導(dǎo)致照射到內(nèi)部金屬層中的激光束30'減少，從而使得激光束30'發(fā)生能量積累，使得晶圓中的器件發(fā)生開裂，進(jìn)而導(dǎo)致芯片中的器件分層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本申請旨在提供一種晶圓、切割晶圓的方法及芯片，以減少切割晶圓時的器件分層。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝艘环N晶圓，該晶圓包括:多個芯片；互連層，形成于相鄰芯片之間，互連層包括內(nèi)部金屬層和位于內(nèi)部金屬層上的頂部金屬層；測試焊盤，形成于互連層上；其中，在沿相鄰芯片的連接方向上頂部金屬層的寬度分別小于測試焊盤和內(nèi)部金屬層的寬度。
[0008]進(jìn)一步地，頂部金屬層的寬度為測試焊盤的寬度的2/5?4/5。
[0009]進(jìn)一步地，測試焊盤的寬度為50 μ m,頂部金屬層的寬度為20?35 μ m。
[0010]進(jìn)一步地，在垂直于相鄰芯片的連接方向上測試焊盤的長度為50 μ m，頂部金屬層的寬度為27 μ m。
[0011]進(jìn)一步地，測試焊盤的寬度小于或等于內(nèi)部金屬層的寬度。
[0012]進(jìn)一步地，頂部金屬層包括第一頂部金屬層和位于第一頂部金屬層上的第二頂部金屬層，且第一頂部金屬層和第二頂部金屬層的寬度相同。
[0013]進(jìn)一步地，相鄰芯片之間形成有多個測試焊盤。
[0014]同時，本申請還提供了一種切割本申請?zhí)峁┑纳鲜鼍A的方法，該方法包括:采用激光束沿晶圓中的測試焊盤和頂部金屬層之間的位置切割晶圓，以獲得晶圓中的芯片。
[0015]進(jìn)一步地，切割晶圓的步驟中，采用第一激光束沿測試焊盤的第一端面和頂部金屬層的第一端面之間的位置切割晶圓；同時，采用第二激光束沿測試焊盤的第二端面和頂部金屬層的第二端面之間的位置切割晶圓。
[0016]本申請還提供了一種芯片，由切割本申請?zhí)峁┑纳鲜鼍A獲得，其中，切割晶圓的方法為本申請?zhí)峁┑纳鲜龇椒ā?br>[0017]應(yīng)用本申請的技術(shù)方案，本申請?zhí)峁┝艘环N包括多個芯片，形成于相鄰芯片之間的互連層及位于互連層上的測試焊盤的晶圓，且在沿相鄰芯片的連接方向上頂部金屬層的寬度分別小于測試焊盤和內(nèi)部金屬層的寬度，因此在采用激光束沿晶圓中的測試焊盤和頂部金屬層之間的位置切割晶圓時，激光束能夠穿過測試焊盤并能夠照射進(jìn)入內(nèi)部金屬層，使得激光能量能夠傳遞到內(nèi)部金屬層，從而減少了激光束的能量積累，進(jìn)而減少了由激光束的能量積累導(dǎo)致的器件分層。進(jìn)一步地，實驗結(jié)果表明，對本申請?zhí)峁┑木A進(jìn)行切割時發(fā)生器件分層的比率由現(xiàn)有技術(shù)中的17000ppm降至300ppm.。
【附圖說明】
[0018]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進(jìn)一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0019]圖1a示出了現(xiàn)有晶圓的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖1b TJK出了切割圖1a所TJK的晶圓的俯視TJK意圖；
[0021]圖2a示出了本申請實施方式所提供的晶圓的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0022]圖2b TJK出了切割圖2a所不的晶圓的俯視不意圖。
【具體實施方式】
[0023]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本申請。
[0024]需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述【具體實施方式】，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0025]為了便于描述，在這里可以使用空間相對術(shù)語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，空間相對術(shù)語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而，示例性術(shù)語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應(yīng)解釋。
[0026]正如【背景技術(shù)】中所介紹的，采用激光切割法對現(xiàn)有晶圓進(jìn)行切割時，頂層金屬層會反射激光束，導(dǎo)致照射到內(nèi)部金屬層中的激光束減少，從而使得激光束發(fā)生能量積累，進(jìn)而導(dǎo)致芯片中的器件分層。本申請的發(fā)明人針對上述問題進(jìn)行研究，提出了一種晶圓。如圖2a所示，該晶圓包括:多個芯片；互連層10，形成于相鄰芯片之間，互連層10包括內(nèi)部金屬層13和位于內(nèi)部金屬層13上的頂部金屬層11 ;測試焊盤20，形成于互連層10上；其中，在沿相鄰芯片的連接方向上頂部金屬層11的寬度分別小于測試焊盤20和內(nèi)部金屬層13的寬度。
[0027]上述晶圓中，由于在沿相鄰芯片的連接方向上頂部金屬層11的寬度分別小于測試焊盤20和內(nèi)部金屬層13的寬度，因此在采用激光束沿晶圓中的測試焊盤20和頂部金屬層11之間的位置切割晶圓時，激光束能夠穿過測試焊盤20并能夠照射進(jìn)入內(nèi)部金屬層13，使得激光能量能夠傳遞到內(nèi)部金屬層13，從而減少了激光束的能量積累，進(jìn)而減少了由激光束的能量積累導(dǎo)致的器件分層。
[0028]同時，發(fā)明人還對上述晶圓進(jìn)行切割，并得出其器件分層的比率。實驗結(jié)果表明，對本申請?zhí)峁┑木A進(jìn)行切割時發(fā)生器件分層的比率由現(xiàn)有技術(shù)中的17000ppm降至300ppm.ο
[0029]下面將更詳細(xì)地描述根據(jù)本申請的示例性實施方式。然而，這些示例性實施方式可以由多種不同的形式來實施，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為只限于這里所闡述