CN1437257A - 晶圆结构 - Google Patents

Abstract

一种晶圆结构，包括晶圆本体以及防护环。晶圆本体上具有复数切割道，藉由上述切割道以形成集成电路区。防护环系设置于集成电路区的周围，而上述导电性防护环系以第一导电性构件以及与上述第一导电性构件具有不同阻抗的第二导电性构件彼此电性连接而形成。

Description

晶圆结构

技术领域

本发明系有关于一种晶圆结构，特别是有关于一种晶圆结构于切割道(scribe line)所区隔的集成电路区的周围设置可避免传递高频噪声的防护环(sealring)结构。

背景技术

参阅图1，图1系显示硅晶圆的上视图。如图1所示，通常硅晶圆10是由其上的复数条切割道(scribe lines)12所区隔成的复数个集成电路区(或称为晶片14)所组成。当此硅晶圆10已完成所有半导体制程之后，接下来会利用晶圆切割技术将硅晶圆10切割成复数个晶片14。一般传统所使用的晶圆切割技术有如下列几种：(1)使用一旋转钻石轮(rotating diamond wheel)沿着切割道来切割硅晶圆；(2)使用一旋转钻石轮沿着划线切割一半的深度，然后再运用一橡皮轮在硅晶圆上滚动，以便将硅晶圆分割成复数个晶片；(3)使用一可变外形的分割轮来将硅晶圆分割成复数个晶片。虽然上述所提的传统晶圆切割技术可达成将上述硅晶圆分割成复数个晶片的目的，但是在切割的过程中，经常会在晶片14的边缘处造成龟裂，而此晶片边缘处的龟裂现象对晶片14的品质将会造成相当严重的损坏。另外，由于半导体制程高度发展，可使用低介电常数的材料作为晶圆的材料，然而此低介电常数的材质将会因为在切割过程中与水汽发生反应而导致质变。总之，上述的情况皆会导致半导体制程良率(yield)的降低以及成本(cost)的提高。因此，传统技术采用以下所描述的方法解决上述问题。

参阅图2，图2系显示传统技术于图1中的标号16所标示之区域的详细结构图。传统技术于晶片14周围设置防护环20，上述防护环20的材质为金属材料，其形成方式是在形成晶片的半导体制程中，直接定义于各层的金属层，以及各介电层中的插塞(plug)或穿孔(via)内，使其由半导体基底的底部延伸至基底的表面而形成一屏障。另外，由于金属材料的延展性及防水的特性，能够避免水汽侵入晶片14而导致晶片14发生质变，并可避免在切割过程于晶片14的边缘处产生龟裂的情形。因此此方法广为业界所使用。

然而，当晶片14的操作频率逐渐提高，例如达到射频级的工作频率时，晶片14内部的讯号将会耦合至防护环20，并经由防护环20而传递至晶片14的周围。而此噪声很容易因此而耦合至晶片14的信号输入端口，造成晶片14的操作时序发生错误而导致逻辑性的错误。

参阅图3，图3系显示传统技术于图1中的标号16所标示的区域的另一例子。为了解决上述问题，传统技术的解决方式是将防护环30设计成不连续的分散结构(如图3所示)，藉以避免耦合至防护环30的噪声经由防护环30而耦合至晶片14的信号输入端口。然而，防护环30中虽然可避免传递不必要的噪声，但由于间隙的存在，仍然无法有效解决水汽侵入晶片14以及在切割过程于晶片14的边缘处产生龟裂的情形(如标号32所示)，显示传统方法仍须改进。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提出一种晶圆结构，包括晶圆本体以及防护环。晶圆本体上具有复数切割道，藉由上述切割道以形成集成电路区。防护环系设置于集成电路区的周围，而上述导电性防护环系以第一导电性构件以及与上述第一导电性构件具有不同阻抗的第二导电性构件彼此电性连接而形成。

根据本发明所提供的防护环，其设计是根据微波理论而将防护环中各区段设计成阻抗不匹配，藉以提高防护环中各区段的反射系数，使得耦合至防护环的高频噪声于传导的过程中逐渐衰减，有效的解决由晶片所耦合的高频信号经由防护环而传导至晶片的其它位置而导致晶片于操作时序上的问题。

晶片周围所设置的防护环还能够有效避免水汽侵入晶片以及在切割过程于晶片的边缘处产生龟裂的情形。

附图说明

图1系显示硅晶圆的上视图。

图2系显示传统技术于图1中的标号16所标示的区域的详细结构图。

图3系显示传统技术于图1中的标号16所标示的区域的另一结构图。

图4系显示根据本发明实施例所述的于图1中的标号16所标示的区域的详细结构图。

图5系显示根据本发明实施例所述的防护环40的部分结构图。

具体实施方式

参阅图4，图4系显示根据本发明实施例所述的于图1中的标号16所标示的区域的详细结构图。如图4所示，在图1中的晶圆本体10中由复数切割道12所区隔出的集成电路区16(可视为一晶片)周围具有一防护环40，此防护环40为金属性材质。现以图5详细说明防护环40的部分结构(标号42)。

防护环40系由第一导电性构件(421A～421D)与第二导电性构件(422A～422C)所组成，且第一导电性构件(421A～421D)与第二导电性构件(422A～422C)系彼此电性连接而一体成形。另外，第一导电性构件(421A～421D)与第二导电性构件(422A～422C)各自具有宽度(W1，W2)及长度(L1，L2)。由于第一导电性构件(421A～421D)与第二导电性构件(422A～422C)的宽度与长度不完全相同，因此分别具有不同的阻抗，造成彼此阻抗不匹配。根据微波理论，当高频噪声由防护环40的一端(在此以第一导电性构件421A为例)经过第一导电性构件421A与第二导电性构件422A的接面时，将会有大部分的信号无法通过此接面，此称为布拉格反射；同样的，当少数传送至第二导电性构件422A信号，经过第二导电性构件422A与第一导电性构件421B的接面时，因为与前述相同的原因，使得传送至第一导电性构件421B的信号将更为减少。因此，可预期的，第一导电性构件421D所接收到的高频噪声相当微弱，达到避免高频噪声藉由防护环40而四处传递的目的。

再者，若将第一导电性构件421A与第二导电性构件422A定义为一阶，当防护环40所包含之阶数越多时，消耗高频噪声的效果将更为显著。另外，第一导电性构件(421A～421D)与第二导电性构件(422A～422C)各自的宽度(W1，W2)及长度(L1，L2)可根据慢波(slow wave)理论而予以调整，并藉由实验仿真验证，以得到更理想的反射系数。

综上所述，由于根据本发明实施例所述的防护环为连续的，有别于传统技术之分段设计，因此能够有效避免水汽侵入晶片以及在切割过程于晶片的边缘处产生龟裂的情形；另外，根据本发明实施例所述防护环的设计，能够有效衰减藉由防护环所传递的噪声，以避免晶片发生操作时序上的问题。

本发明虽以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。例如，在图标中，防护环内的第一导电性构件(421A～421D)与第二导电性构件(422A～422C)系以矩形为例，然而，在实际应用上并不以矩形为限，设计者当可根据实际需要而予以调整。因此本发明的保护范围由权利要求书界定。

Claims (14)

1.一种晶圆结构，包括：

一晶圆本体，具有复数切割道，并藉由上述切割道形成一集成电路区；及

一防护环，设置于上述集成电路区的周围，上述导电性防护环系以一第一导电性构件以及与上述第一导电性构件具有不同阻抗之一第二导电性构件彼此电性连接而形成。

2.如权利要求1所述的晶圆结构，其特征在于，其中上述第一导电性构件及第二导电性构件系一体成形。

3.如权利要求2所述的晶圆结构，其特征在于，其中上述第一导电性构件及第二导电性构件为矩形。

4.如权利要求3所述的晶圆结构，其特征在于，其中上述第一导电性构件及第二导电性构件沿一既定方向分别具有第一宽度及第二宽度。

5.如权利要求4所述的晶圆结构，其特征在于，其中上述第一导电性构件及第二导电性构件沿着大体垂直上述既定方向分别具有第一长度及第二长度。

6.如权利要求5所述的晶圆结构，其特征在于，其中上述第一宽度、第二宽度、第一长度及第二长度系根据慢波理论而设定。

7.如权利要求6所述的晶圆结构，其特征在于，其中上述集成电路区为晶片。

8.一种晶圆结构，包括：

一晶圆本体，具有复数切割道，并藉由上述切割道形成一集成电路区；及

一防护环，设置于上述集成电路区的周围，上述导电性防护环系以复数第一导电性构件以及与上述第一导电性构件具有不同阻抗且设置于上述第一导电性构件之间的复数第二导电性构件彼此电性连接而形成。

9.如权利要求8所述的晶圆结构，其特征在于，其中上述第一导电性构件及第二导电性构件系一体成形。

10.如权利要求9所述的晶圆结构，其特征在于，其中上述第一导电性构件及第二导电性构件为矩形。

11.如权利要求10所述的晶圆结构，其特征在于，其中上述第一导电性构件及第二导电性构件沿一既定方向分别具有第一宽度及第二宽度。

12.如权利要求11所述的晶圆结构，其特征在于，其中上述第一导电性构件及第二导电性构件沿着大体垂直上述既定方向分别具有第一长度及第二长度。

13.如权利要求12所述的晶圆结构，其特征在于，其中上述第一宽度、第二宽度、第一长度及第二长度系根据慢波理论而设定。

14.如权利要求13所述的晶圆结构，其特征在于，其中上述集成电路区为晶片。

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