一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构，该焊盘结构包含若干个以列阵形式排列的焊盘单元；焊盘单元包含设置在其边缘的框体，以及设置在该框体内的一个或若干个条状体。本发明的焊盘采用框体及其内部的条状体组合的结构，提高了焊盘的强度，使得不需要增加焊盘厚度，即可满足进行铜线压焊打线的强度要求，同时这种镂空的框架结构在提高焊盘强度的同时，也减少了制成焊盘所需的材料，节省成本，提高产品良率。
【专利说明】一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体制造领域的制造工艺，具体涉及一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构。
【背景技术】
[0002]目前，在半导体行业中通常采用金线来进行打线(Wire Bond)的工艺。如图1和图2所示，通常在采用金线来进行打线时，金线焊压在顶部金属(Top metal)上，该顶部金属(Top metal)和顶部-1金属(Top-1 metal)即为招焊盘(AL PAD)。顶部金属(Top metal)与顶部-1金属(Top-1 metal)之间则通过钨焊盘(PAD)实现两层金属的连接，该焊盘(PAD)可采用设有导通孔列阵(W VIA hole array)的结构,或者也可以采用一整块实心结构的鹤焊盘(W PAD)。
[0003]在打线焊压区域，钨制的焊盘(PAD)起到顶部金属(Top metal)与顶部_1金属(Top-1 metal)之间线路连接导通和支撑作用。在芯片其它区域中焊盘(PAD)采用钨通孔(ff VIA hole)的结构，只起到线路连接导通作用。
[0004]为节省成本，现在已经开始逐渐使用铜线来代替金线进行打线(Wire Bond)的工艺。现有技术中，在采用铜线(copper)焊压打线时，需要增加铝焊盘(AL PAD)，即顶部金属(Top metal)，的厚度，来满足铜线打线时，其对焊盘所要求的高强度。
[0005]其缺点在于，增加铝焊盘的厚度，导致提高设计规则中金属间隔的距离，需要在版图设计时改变和采用间距更大的设计规则；
如果不增加招焊盘(AL PAD),即顶部金属(Top metal),的厚度,顶部金属(Top metal)与顶部-1金属(Top-1 metal)之间的通孔列阵结构(W VIA hole array)的鹤焊盘具有比较弱的支撑能力，不能提供铜线(copper)焊压所需的高强度。若顶部金属(Top metal)与顶部-1金属(Top-1 metal)之间采用一整块实心的结构的钨焊盘，提高了焊盘强度，但由于在生产中曝光面积过大，显影后的残余物质容易掉到芯片其它位置而在蚀刻时影响通孔(VIA hole)的生成，导致顶部金属的连线与顶部-1金属的连线不能连通，影响产品的良率。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构，提供铜线打线中焊盘所需要的高强度，节省了成本，不影响产品的良率。
[0007]为实现上述目的，本发明提供一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构，其特点是，该焊盘结构包含若干个以列阵形式排列的焊盘单元；
上述的焊盘单元包含设置在其边缘的框体，以及设置在该框体内的一个或若干个条状体。
[0008]上述的框体设为矩形。
[0009]若干个上述的条状体分别平行于框体上的任意一条边。
[0010]若干个上述的条状体相互平行设置； 相互平行的上述条状体之间均匀间隔设置。
[0011]若干个上述的条状体包含若干个相互平行的横向条状体和若干个相互平行的纵向条状体；
上述的横向条状体与纵向条状体相互垂直设置；
相互平行的上述条状体之间均匀间隔设置。
[0012]相邻两个上述焊盘单元之间，其相对应的条状体相互垂直设置。
[0013]相邻两个上述焊盘单元之间，其相对应的横向条状体或纵向条状体相互垂直设置。
[0014]上述的框体上设有若干对开口，若干对该开口分别对称设置，其对称中心为框体的中心。
[0015]相邻两个上述焊盘单元之间，其相对应开口的开口方向垂直设置。
[0016]该焊盘结构中若干上述的焊盘单元以NXN的列阵形式排列，N为该列阵的行或列中所包含的焊盘单元的数目。
[0017]本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构和现有技术中用于铜金属压焊的焊盘结构相比，其优点在于，本发明的焊盘采用框体及其内部的条状体组合的结构，提高了焊盘的强度，使得不需要增加焊盘厚度，即可满足进行铜线压焊打线的强度要求，同时这种镂空的框架结构在提高焊盘强度的同时，也减少了制成焊盘所需的材料，节省成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为现有技术中金线打线时所采用的导通孔列阵结构的焊盘的结构示意图；
图2为现有技术中金线打线时所采用的一整块实心焊盘的结构示意图；
图3为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的实施例一的俯视图；
图4为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的图3中A-A面的截面图；
图5为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的图4中B-B面的截面图；
图6为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的实施例二的俯视图；
图7为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的图6中C-C面的截面图；
图8为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的焊盘单元的实施例三的结构示意图；
图9为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的焊盘单元的实施例四的结构示意图；
图10为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的焊盘单元的实施例五的结构示意图；
图11为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的焊盘单元的实施例六的结构示意图；
图12为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的焊盘单元的实施例七的结构示意图；
图13为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的焊盘单元的实施例八的结构示意图；
图14为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的焊盘单元的实施例九的结构示意图；
图15为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的焊盘单元的实施例十的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。
[0020]如图3所示，为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的实施例一，该焊盘结构包含64个以列阵形式排列的焊盘单元I。该焊盘结构中的64个焊盘单元I以NXN的列阵形式排列，N为所述列阵的行或列中所包含的焊盘单元I的数目，本实施例中N为8。
[0021]焊盘单元I包含设置在其边缘的矩形的框体12，以及设置在该框体12内的一个条状体11。
[0022]本实施例一的焊盘结构中，位于左起第一列、上起第一行的焊盘单元I中，其条状体11横向设置，且平行于框体12的一对横向对边。其框体12上设有一对开口 121，该对开口 121对称设置，其对称中心为框体12的中心。该对开口 121分别靠近框体12的左下、右上的对角设置，且设置在框体12的一对纵向边上，该对开口 121的开口方向为横向。
[0023]本实施例一的焊盘结构中，相邻两个焊盘单元I之间，以框体12的中心为旋转中心相互旋转90度设置，以此类推。即相邻两个焊盘单元I之间，其相对应的条状体11相互垂直设置，同时，其框体12上相对应的开口 121的开口方向垂直设置。另，每一个焊盘单元I沿横向和纵向相邻的焊盘单元1，都与其之间旋转90度设置。例如:位于左起第一列、上起第一行的焊盘单元I中，其条状体11、开口 121方向都横向设置。其沿横向相邻的焊盘单元I (位于左起第二列、上起第一行)的条状体11、开口 121方向都纵向设置。同时，其沿纵向相邻的焊盘单元I (位于左起第一列、上起第二行)的条状体11、开口 121方向也都纵向设置。
[0024]本实施例一中，条状体11宽度大于最小设计尺寸(达到曝光机能曝开的要求即可)，小于一定厚度的钨填充需求。如果采用0.3um厚的钨填充条状体11，条状体11的宽度大于0.6um时，就不能把条状体11填满，中间有缝隙。所以在这种情况下，条状体11宽度设为0.2unT0.6um。条状体11宽度范围会根据曝光机的能力和钨厚度的不同而变化。
[0025]条状体11与框体12之间，或者若干条状体11相互间的间距最好在Ium以上。
[0026]若条状体11宽度太细或条状体11分布太疏会降低条状体11对顶部金属(Topmetal)，即铝焊盘(AL PAD)，的支撑能力。
[0027]框体12的长短根据条状体11数量而定，框体12与条状体11间距，或两框体12之间的间距，最好在Ium以上。
[0028]如图4所示，为图3中实施例一的A-A面截面图，可见本实施例一的焊盘设置在顶部金属(top metal)与顶部-1金属(top-1 metal)之间,本焊盘用于顶部金属与顶部-1金属之间的电路连接，同时也提供了顶部金属与顶部-1金属之间结构的支撑作用。
[0029]本发明的焊盘，其高度没有严格限制，通常采用在0.5unTl.5um。
[0030]如图5所示，为图3中实施例一的B-B面截面图，可见本实施例一的焊盘设置在顶部金属top metal与顶部-1金属top-1 metal之间,本焊盘用于顶部金属与顶部-1金属之间的电路连接，同时也提供了顶部金属与顶部-1金属之间结构的支撑作用。[0031]如图6所示，为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的实施例二，该焊盘结构包含64个以列阵形式排列的焊盘单元I。该焊盘结构中的64个焊盘单元I以NXN的列阵形式排列，N为所述列阵的行或列中所包含的焊盘单元I的数目，本实施例中N为8。
[0032]焊盘单元I包含设置在其边缘的矩形的框体12，以及设置在该框体12内的两个条状体11。
[0033]本实施例二的焊盘结构中，位于左起第一列、上起第一行的焊盘单元I中，其条状体11纵向设置，两个条状体11相互间平行设置，且平行于框体12的一对纵向对边，同时该两个条状体11与框体12的一对纵向对边均匀间隔设置。其框体12上设有一对开口 121，该对开口 121对称设置，其对称中心为框体12的中心。该对开口 121分别靠近框体12的左下、右上的对角设置，且设置在框体12的一对纵向边上，该对开口 121的开口方向为横向。
[0034]本实施例二的焊盘结构中，相邻两个焊盘单元I之间，其条状体11以框体12的中心为旋转中心相互旋转90度设置，以此类推。即相邻两个焊盘单元I之间，其相对应的条状体11相互垂直设置。另，每一个焊盘单元I沿横向和纵向相邻的焊盘单元I的条状体11，都与其条状体11之间旋转90度设置。例如:位于左起第一列、上起第一行的焊盘单元I中，其两个条状体11纵向设置。其沿横向相邻的焊盘单元I (位于左起第二列、上起第一行)内的两个条状体11则横向设置。同时，其沿纵向相邻的焊盘单元I (位于左起第一列、上起第二行)的两个条状体11也横向设置。
[0035]该实施例二中条状体11和框体12的宽度、条状体11相互间的间距、条状体11与框体12的间距、框体12之间的间距，参照实施例一中所描述的要求设定。
[0036]如图7所示，为图6中实施例二的C-C面截面图，可见本实施例二的焊盘设置在顶部金属top metal与顶部-1金属top-1 metal之间,本焊盘用于顶部金属与顶部-1金属之间的电路连接，同时也提供了顶部金属与顶部-1金属之间结构的支撑作用。
[0037]本发明的焊盘，其高度没有严格限制，通常采用在0.5unTl.5um。
[0038]如图8所示，为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的实施例三，其焊盘单元I包含设置在其边缘的矩形的框体12，以及设置在该框体12内的三个条状体11。
[0039]本实施例三的焊盘结构中，其焊盘单元I的条状体11横向设置，三个条状体11相互间平行设置，且平行于框体12的一对横向对边，同时该三个条状体11相互之间均匀间隔设置。其框体12上设有一对开口 121，该对开口 121对称设置，其对称中心为框体12的中心。该对开口 121分别靠近框体12的左下、右上的对角设置，且设置在框体12的一对纵向边上，该对开口 121的开口方向为横向。
[0040]如图9所示，为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的实施例四，其焊盘单元I包含设置在其边缘的矩形的框体12，以及设置在该框体12内的四个条状体11。
[0041]本实施例四的焊盘结构中，其焊盘单元I的条状体11横向设置，四个条状体11相互间平行设置，且平行于框体12的一对横向对边，同时该四个条状体11相互之间均匀间隔设置。其框体12上设有一对开口 121，该对开口 121对称设置，其对称中心为框体12的中心。该对开口 121分别靠近框体12的左下、右上的对角设置，且设置在框体12的一对纵向边上，该对开口 121的开口方向为横向。
[0042]如图10所示，为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的实施例五，其焊盘单元I包含设置在其边缘的矩形的框体12，以及设置在该框体12内的若干个条状体11。该条状体11的数量由框体12大小、条状体11宽度，以及条状体11之间的间隔距离决定。
[0043]本实施例五的焊盘结构中，其焊盘单元I的条状体11横向设置，若干个条状体11相互间平行设置，且平行于框体12的一对横向对边，同时该若干个条状体11相互之间均匀间隔设置。其框体12上设有一对开口 121，该对开口 121对称设置，其对称中心为框体12的中心。该对开口 121分别靠近框体12的左下、右上的对角设置，且设置在框体12的一对纵向边上，该对开口 121的开口方向为横向。
[0044]如图11所示，为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的实施例六，其焊盘单元I包含设置在其边缘的矩形的框体12，以及设置在该框体12内的一个条状体11。
[0045]本实施例六的焊盘结构中，其焊盘单元I的条状体11横向设置，且平行于框体12的一对横向对边。其框体12设为封闭的矩形结构。
[0046]如图12所示，为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的实施例七，其焊盘单元I包含设置在其边缘的矩形的框体12，以及设置在该框体12内的两个条状体11。
[0047]本实施例七的焊盘结构中，其焊盘单元I的条状体11横向设置，两个条状体11相互间平行设置，且平行于框体12的一对横向对边。其框体12设为封闭的矩形结构。
[0048]如图13所示，为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的实施例八，其焊盘单元I包含设置在其边缘的矩形的框体12，以及设置在该框体12内的若干个条状体11。
[0049]本实施例八的焊盘结构中，其焊盘单元I的条状体11横向设置，若干个条状体11相互间平行设置，该若干个条状体11相互间均匀间隔设置，且平行于框体12的一对横向对边。其框体12设为封闭的矩形结构。
[0050]如图14所示，为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的实施例九，其焊盘单元I包含设为封闭矩形的框体12。
[0051]如图15所示，为本发明一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构的实施例十，其焊盘单元I包含设置在其边缘的矩形的框体12，以及设置在该框体12内的两个条状体11。
[0052]本实施例十的焊盘结构中，其焊盘单元I的两个条状体11相互垂直交叉设置，该垂直交叉的两个条状体11分别是一个横向条状体和一个纵向条状体。该横向条状体平行于框体12的一对横向对边，纵向条状体平行于框体12的一对纵向对边。如上述的实施例三至八可知，焊盘单元I的框体12中同样可以设置若干相互平行且均匀间隔设置的横向条状体，以及若干相互平行且均匀间隔设置的纵向条状体，该横向条状体和纵向条状体的数量可设为相同或不同。其框体12设为封闭的矩形结构。
[0053]如图8-15所示，上述的实施例三至实施例十中，焊盘单元I的排列也采用如实施例一或二中所描述的NXN列阵形式，N为列阵的行或列中所包含的焊盘单元I的数目，N为整数且大于等于I。
[0054]该焊盘单元I的排列排列也可以采用XXY的列阵形式。X、Y为列阵的行或列中所包含的焊盘单元I的数目，X、Y为整数且大于等于1，且X古Y。
[0055]同时，实施例三至实施例十中相邻焊盘单元I之间的结构关系，可以采用如下三种:
I)如实施例一中所述的，相邻两个焊盘单元I之间，以框体12的中心为旋转中心相互旋转90度设置；且每一个焊盘单元I沿横向和纵向相邻的焊盘单元1，都与其之间旋转90
度设置。[0056]2)如实施例二中所述的，相邻两个焊盘单元I之间，只有条状体11以框体12的中心为旋转中心相互旋转90度设置；且每一个焊盘单元I沿横向和纵向相邻的焊盘单元I的条状体11，都与其条状体11之间旋转90度设置。
[0057]3)相邻两个焊盘单元I之间，只有框体12以框体12的中心为旋转中心相互旋转90度设置；且每一个焊盘单元I沿横向和纵向相邻的框体12，都与其之间旋转90度设置。
[0058]上述实施例三至实施例十中，条状体11和框体12的宽度、条状体11相互间的间距、条状体11与框体12的间距、框体12之间的间距、焊盘的高度，参照实施例一中所描述的要求设定。
[0059]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【权利要求】
1.一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构，其特征在于，该焊盘结构包含若干个以列阵形式排列的焊盘单元(I); 所述的焊盘单元(I)包含设置在其边缘的框体(12)，以及设置在该框体(12)内的一个或若干个条状体(11)。
2.如权利要求1所述的一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构，其特征在于，所述的框体(12)设为矩形。
3.如权利要求2所述的一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构，其特征在于，若干个所述的条状体(11)分别平行于所述框体(12)上的任意一条边。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构，其特征在于，若干个所述的条状体(11)相互平行设置； 相互平行的所述条状体(11)之间均匀间隔设置。
5.如权利要求1至3中任意一项所述的一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构，其特征在于，若干个所述的条状体(11)包含若干个相互平行的横向条状体和若干个相互平行的纵向条状体； 所述的横向条状体与纵向条状体相互垂直设置； 相互平行的所述条状体(11)之间均匀间隔设置。
6.如权利要求4所述的一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构，其特征在于，相邻两个所述焊盘单元(I)之间，其相对应的所述条状体(11)相互垂直设置。
7.如权利要求5所述的一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构，其特征在于，相邻两个所述焊盘单元(I)之间，其相对应的所述横向条状体或纵向条状体相互垂直设置。
8.如权利要求1或2所述的一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构，其特征在于，所述的框体(12 )上设有若干对开口( 121)，若干对所述的开口( 121)分别对称设置，其对称中心为框体(12)的中心。
9.如权利要求8所述的一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构，其特征在于，相邻两个所述焊盘单元(I)之间，其相对应所述开口(121)的开口方向垂直设置。
10.如权利要求1所述的一种用于铜金属压焊的新型焊盘结构，其特征在于，该焊盘结构中若干所述的焊盘单元(I)以NXN的列阵形式排列，N为所述列阵的行或列中所包含的焊盘单元(I)的数目。
【文档编号】H01L23/488GK103531556SQ201210232392
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年7月6日 优先权日:2012年7月6日
【发明者】康军, 许丹 申请人:上海宏力半导体制造有限公司